Способ охраны вертикальных шахтных стволов Советский патент 1993 года по МПК E21D1/00 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для предохранения шахтных стволов от больших концентраций напряжений.

Целью изобретения является повыше- ние надежности охраны путем увеличения срока службы и безремонтного поддержания ствола в местах его пересечения со слабыми слоями горных пород.

На фиг. 1,2 изображен ствол с разгрузочными щелями (вертикальный и горизонтальный разрезы).

Изобретение осуществляется следующим образом. Ствол на глубине 1000 м (радиус вчерне 4,5 м) пересекает 18 метровый слой глинистого сланца Rc 20 МПа, угол внутреннего трения 20°, объемный вес пород у 0,025 Мн/м , модуль сдвига пород 5000 МПа.

Согласно предлагаемому способу имеем безразмерный радиус зоны неупругих деформаций по (3) равен

(а 2 sin20°/(1-sin20°) 1,04)

со

о

ND

GO 4

- (aY +KC z - RC-- o+l

p/a

1.04 0.025 1000+20 . 2

202 + 1,04

1/1,04

1,49.

Таким образом, разгрузочная щклонена под углом 45° - р/2 35° к кали и имеет глубину

l R(rL-1)/sln() 4,5 -0,49/sin 35° 3,84м . ширина щели по (2) равна: а + г

(5 R

Re ri

4G

4,5 -.

20 1 492 +

-- п оо- 0 016м

Расстояние между разгрузочными щелями

.S 21 cos(45°- уз/2) 2 -3,84 cos 35° 6,89 м.

Итак, для проведения разгрузки необходимо из ствола прорезать четыре конусообразные щели под углом 35° к вертикали, глубиной 3,84 м, шириной 16 мм и с расстоянием между ними 6,29 м, которые разгрузят весь участок пересечения ствола со слабым слоем (3 6,29 18,87 18м). Формула изобретения Способ охраны вертикальных шахтных стволов, включающий проведение из ствола

разгрузочных щелей, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности охраны путем увеличения срока службы и безремонтного поддержания ствола в местах пересечения ствола со слабыми слоями горных пород, проведение разгрузочных щелей осуществляют путем выполнения щелей в виде боковой поверхности усеченного конуса с углом наклона 45° - р /2 к вертикали, где 5-угол внутреннего трения пород, при этом глубину щелей I определяют из выражения

I R(ri-1)/sln(45°- р/2). а ширину д из выражения

а+г

20.

5 R

Re П.

4G

где а 1 sin p /(1-sin /));

Re - прочность пород на одноосное сжатие, МПа; 25R - радиус ствола вчерне, м;

G - модуль сдвига пород слабого слоя, МПа;

П - безразмерный радиус зоны неупру- гих деформаций, определяемый по формуле 30 .

1/а fgyH + Rc 2

Rc а + 2,

п

35 где Н - глубина залегания слабого слоя, м;

у- объемный вес пород, Мн/м, и расстояние между соседними разгрузочными щелями S выбирают из выражения

40S 2I cos (45°- р/2).

Использование: при креплении шахтных стволов. Сущность изобретения: из ствола в месте его пересечения со слабым слоем пород проводят систему разгрузочных щелей конусообразной формы, с углом наклона конуса 45° р/2 к вертикали, угол внутреннего трения пород, при этом глубину щелей I и их ширину 6 определяют по формулам l R(n-1)(45°-y /2) «+2 5 R(Ri n2/4G), где а 2 sir((1 - sin (p)) Rc- прочность пород на одноосное сжатие. МПа; R - радиус ствола вчерне, м; G - модуль сдвига пород слабого слоя, МПа; п - безразмерный радиус зоны неупругих дефор1/СГ мацийп(ау H+RC)/RC- (2/а+2 ) ; Н - глубина залегания слабого слоя, м: у- объемный вес пород, Мн/м3, а расстояние между соседними щелями определяют из выражения S 2I cos/450 - а /2). 2 ил. СЛ С