Способ построения охранного целика Советский патент 1993 года по МПК E21C41/18 

правления Г и J, построение по линии пересечения БП с поверхностями кровли (ПК) и почвы (ПП) залежи полезного ископаемого (ЗПИ) границ 16 и 17 охранного целика 1 по упомянутым ПК и ПП в виде геометрических мест точек, удаленных по направлениям i и JOT ВО на расстоянии RIK и RJK до границы 16 и расстоянии RJ и Rjn до границы 17, причем величины упомянутых расстояний определяют из функциональных зависимостей, учитывающих углы сдвижения массивов пород, углы падения ПП и ПК ЗПИ и

поверхности почвы наносов, расстояния/ и rj от ВО до границы 3 по направлениям I и j соответственно, глубину залегания ПК и ПП ЗПИ и мощность насосов под плоскостью ОП по ВО. Функциональные зависимости определены на основе геометрических построений и имеют один вид для области охранного целика 1, располагаемой со стороны падения от проходящей через ВО линии простирения (ЛП) 6, и другой - для области, располагаемой со стороны восстания от ЛП 6. 4 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к средствам защиты от подработки подземных и(или) поверхностных природных и техногенных объектов, Цель изобретения - сокращение потерь полезного ископаемого в недрах. Способ построения охранного целика 1 предусматривает определение местоположения границы 3 охраняемой площадки (ОП) объекта 2 в виде геометрического места точек, удаленных от контура 2Ь объекта 2 на расстояние, равное ширине b предохранительной бермы, построение боковой поверхности (БП) охраняемой зоны образующими, ориентированными по радиус-векторам I и J, пересекающими вертикальную ось (ВО), проходящую через фиксированную в пределах границы 3 ОП объекта 2 точку О, и проводимыми от границы 3 под углами сдвижения в массивах наносов и коренных пород, определяемыми для каждого на/7 СЛ С

Изобретение относится к горной промышленности, а конкретнее - предназначено для защиты от подработки подземных и (или) поверхностных природных и техноген- ных объектов.

Цель изобретения - сокращение потерь полезного ископаемого в недрах при сохранении достаточной и равной по любому относительно защищаемого объекта направлению безопасности объекта от подработки.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе построения охранного целика, предусматривающем определение местоположение границы охраняемой площадки защищаемого от подработки объекта, удаленной от его контура на ширину предохранительной бермы, построение боковой поверхности охраняемой зоны под углами сдвижения массивов наносов и коренных пород по падению и простиранию залежи от границы охраняемой площадки и определение границы охранного целика по линии пересечения упомянутой поверхности с кровлей и почвой отрабатываемой залежи, границу охраняемой площадки защищаемого от подработки объекта определяют в виде геометрического места точек, удаленных от контура плана (от внешних сторон и выступающих угловых точек) защищаемого объекта на расстояние, постоянное по всей длине упомянутого контура и равное ширине регламентированной правилами безопасности предохранительной бермы; боковую поверхность охраняемой зоны отстраивают путем проведения образующих (охранных линий) от границы охраняемой площадки защищаемого объекта под углами сдвижения в массивах наносов и коренных пород до пересечения с поверхностями кровли и почвы отрабатываемой залежи на вертикальных разрезах, направленных (ориентируемых) по радиус-векторам и вертикальной оси, пересекающих фиксированную в пределах границы охраняемой площадки объекта точку, при этом величины углов сдвижения определяют для каждого из направлений радиус-векторов, а граница основания охранного целика, отстраиваемая по линии пересечения упомянутой боковой поверхности с поверхностями кровли и почвы залежи представляется как геометрическое место точек, удаленных по направлениям упомянутых радиус-векторов от

упомянутой вертикальной оси на расстояния, функционально зависящие от величин углов сдвижения массивов пород, от геометрических параметров залегания массивов пород, залежи полезного ископаемого, охраняемой площадки объекта и углов между заданными направлениями радиус-векторов и линиями простирания наносов и залежи полезного ископаемого.

На фиг, 1 представлены контур плана защищаемого от подработки объекта, содержащего вертикальный шахтный ствол и поверхностные,сооружения промплощздки, и построение по предлагаемому способу границы охраняемой площадки объекта; на

фиг.2 - вертикальный разрез А-А на фиг.1 (уменьшенное изображение) с геометрическими параметрами построения боковой поверхности охраняемой зоны и образующие (охранные линии) упомянутой зоны; нафиг.З

- план защищаемого объекта и охраняемой площадки (уменьшенное изображение фиг.1), граница охраняемой зоны по почве наносов, границы охранного целика по кровле и почве залежи полезного ископаемого и геометрические параметры радиус- векторов i и j; на фиг.4 - границы охранного целика по почве залежи, построенные по предлагаемому и известному (прототипу) способам, для защищаемого объекта, содержащего. например, вертикальный шахтный

ствол и поверхностные сооружения промплощадки.

Способ построения охранного целика 1

(фиг. 1,2,3) для защищаемого от подработки

- -

объекта 2 (содержащего, например вертикальный шахтный ствол 2а, поверхностные сооружения промплощадки 26, имеющей на плане контур 2Ь) заключается в следующем. . , Отстраивают на удалении от контура 2Ь объекта 2, постоянном по всей длине контура 2Ь и равном ширине b предохранительной бермы, границу 3 охраняемой площадки (ОП) 4 в виде геометрического места точек, удаленных от фиксированной в пределах границы 3 точки О на расстояние rl, по заданному радиус-вектору (направлению) I (в сторону падения залежи полезного ископаемого (ЗПИ) 5 от проходящей через упомянутую точку О линии простирания (ЛП) 6 ЗПЙ 5) и на расстояние rj по заданному радиус-вектору (направлению) J (в сторону восстания ЗПИ 5 от упомянутой ЛП 6).

Отстраивают боковую поверхность (БП) охраняемой зоны (03) 7 образующими (ох- ранными линиями(ОЛ) 8) путем проведения последних на разрезах, ориентированных по проходящим через упомянутую точку О вертикальной оси (ВО) 9 и упомянутым радиус-векторам Ти оттраницыЗ под углами сдвй- жения fn и tp в массиве наносов 10 до пересечения с поверхностью 11 почвы наносов 10 и от упомянутого пересечения, образующего границу 12 зоны 7 по поверхности 11, под углами сдвйжения yi и Д в массиве коренных пород 13 до пересечения с поверхностями кровли (ПК) 14 и почвы (ПП) 15 ЗПИ 5.

Отстраивают по линии пересечения БП с ПК 14 и ПП 15 ЗПИ 5 границы 1.6 и 17 охранного целика 1 по упомянутым ПК 14 и ПП 15 в виде геометрических мест точек, удаленных по направлениям Т и J от ВО 9 на расстояния RIK и RJK до границы 16 и расстояния Rjn и Rjn до границы 17, причем величины упомянутых расстояний рассчитываются по следующим формулам:

а) для области охранного целика 1, располагаемой со стороны падения от проходящей через ВО 9 ЛП 6 ЗПИ .

+ M(tgyi-tgpi)x

х (tgy} ± tgoni )1.+ ntgpi (tgyi ± tgOHi ) х

50

x(tgr/3i±tgaHir1 (tgyi-tgoi)-1, (1)+ etcfa cos2Q)°-5

б) для области охранного целика 1, располагаемой со стороны восстания от проходящей через ВО 9 ЛП 6 ЗПИ:

Rf H + M(tg$-tgf/ j)x х ( Т tgorHj )1 + тад (tg/9 Т tgcn,j ) х

(2)

х (tgfl + tgcfHj ) 1 (tg$ + tgaf) 1 ,

где RI и RJ - расстояния отуказанной ВО 9 до границ 16 или 17 по направлениям I и j соответственно, м, причем для границы 16 и а для границы 17 и

Н - глубина залегания ПК 14 или ПП 15 ЗПИ под плоскостью ОП 4 по указанной ВО 9, м, причем для построения границы 16 , а для построения границы 17

М - глубина залегания поверхности 11 под плоскостью. ОП 4 по указанной ВО 9 (мощность наносов 10), м;

Онг и 2Hj - углы падения поверхности 11 почвы наносов 10 по направлениям I и j соответственно, градус;

П и rj - расстояния от упомянутой ВО 9 3 ОП 4 объекта 2 по направлениям i и j соответственно, м;

«I и О| - углы 14 или ПП

15 ЗПИ по направлениям i и j соответственно, градус, причем для построения границы

16 Oj «|к и О} «JK а для построения границы aj aj.

Остальные обозначения те же, чтаи выше по тексту.

В формулах (1) и (2) нижний знак перед tg OHJ (tg OH ) для случая, когда падение поверхности 11 совпадает с падением ПК 14 и ПП 15 ЗПИ по заданным направлениям I и J.

Для наиболее характерных условий практического применения защиты объектов от подработки с помощью охранных целиков (ЗПИ 5 имеет выдержанный по падению и простиранию угол падения а, а- О| а|киа) О)к, поверхность 11 имеет выдержанный по падению и простиранию угол падения, т.е. aH const и угол сдвйжения в массиве наносов по всем направлениям одинаков, т.е. де ) в формулах(1) и (2) будет:

a)tgaHi tgcrH slnKi rtgOHj tgaH s nKj;

(За) 6)tgof tga sinOi; tgaf tgct sinO}; (36)

в) tgyj| - tgp

r)tgyi tg arcetg ( ctg2y sin20|

+ etcfa cos2Q)°-5

д) tg/3j tg arcetg (ctg2/ +

+ Cttfd

cos

2cv 0,5

OB) (3r) (Зд)

где KI и KJ - углы между линией простирания 18 поверхности 11 и заданными направлениями 1 и J соответственно, градус;

0| и в) - углы между Л П 6 ЗЛИ и заданными направлениями I и J соответственно, градус;

у,/б и (5-углы сдвижения массива коренных пород 13 по главным направлениям мульды сдвижения, т.е, по направлениям восстания, падения и простирания ЗПИ соответственно, градус.

В частном случае часть построенного охранного целика может оказаться располо- женной ниже безопасной глубины Не отработки ( т, м, где Кб - коэффициент безопасности, регламентированный правилами охраны объектов от подработки; m - вынимаемая мощность ЗПИ, м), тогда гра- ница 17со стороны падения ЗПИ будет проходить по линии 19 (фиг.З), отстроенной параллельно ЛП б на расстоянии

1-б(Нп-Нб) ctgcr.M

П р и м е р. На фиг.4 представлена построенная по предлагаемому способу граница 17 охранного целика 1 для объекта 2 (содержащего вертикальный шахтный ствол и поверхностные сооружения промплощад- ки), подлежащего охране от подработки на угольном пласте мощностью ,2 м, при следующих других условиях: Нпв900 м, м, , а- 15°, р 60Р, у 6 75°, . На фиг.4 представлены также: граница 3 ОП 4 объекта 2, ЛП 6 пласта, проходящая через точку 0, и для сравнения граница 17а охранного целика 1, построенная по известному способу (прототипу). Из приведен- ной фиг.4 очевидно, что площадь целика 1 в пределах границы 17 меньше площади в пределах границы 17а.А

Н

л

510 15

20

25 30 35

Таким образом, из изложенного выше следует, что предлагаемый способ построения охранного целика позволяет снизить потери полезного ископаемого в недрах, при этом также сохраняется достаточная и одинаковая по любому относительно защищаемого объекта направлению степень безопасности объекта от подработки.

Формул а изобретения Способ построения охранного целика, предусматривающий определение границы охраняемой площадки защищаемого от подработки объекта, удаленной от его контура на ширину предохранительной бермы, построение боковой поверхности охраняемой зоны под углами сдвижения массивов наносов и коренных пород по падению, восстанию и простиранию залежи полезного ископаемого от границы охраняемой площадки и определение границы охранного целика по линии пересечения упомянутой поверхности с почвой и кровлей отрабатываемой залежи, отличающийся тем, что. с целью сокращения потерь полезного ископаемого в недрах, границу охраняемой площадки располагают от контура защищаемого объекта на расстоянии постоянной по величине бермы по всей длине упомянутого контура, а образующие боковой поверхности охраняемой зоны ориентируют по радиус-векторам, пересекающим вертикальную ось, проходящую через точку, расположенную в пределах границы охраняемой площадки защищаемого объекта, при этом определяют величины углов сдвижения пород для каждого из упомянутых радиус-векторов...

Фи г, 4