Способ разгрузки пластовой выработки от напряжений

Способ разгрузки пластовой выработки от напряжений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для разгрузки горных выработок от повышенного горного давления при разработке угольных нластов. Цель изобретения - повышение устойчивости основной выработки. На всю ширину основной выработки проводят передовую нечь 1. По контурным реперам, устанавливаемым в стенки выработки, измеряют скорости вертикальной и горизонтальной конвергенции пород . Увеличивают печь до проектного сечения выработки после стабилизации соотношения скоростей вертикальной и горизонтальной конвергенции пород. Породы, подлежаохие выемке при увеличении печи 1, увлажняют до максимальной гигроскопической влажности . После этого устанавливают постоянную крепь 4. 5 ил. С € (Л со 4; О 00 tS3

СОЮЗ СОВЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ|УБЛИН (5D 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ фиг. 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4011103/22-03 (22) 22.01.86 (46) 30.05.87. Бюл. № 20 (71) Донецкий политехнический институт (72) M. П. Зборщик, А. Ф. Морозов и В. И. Пилюгин (53) 622.281.5 (088.8) (56) Зборщик М. П., Братишко А. С., Прокофьев В. П. Выбор способов охраны и места расположения подготовительных выработок. Киев.: Техника, 1970, с. 67 — 70.

Кошелев К. В., Трумбачев В. Ф. Повышение устойчивости капитальных горных выработок на больших глубинах. М.: Недра, 1972, с. 86 — 87.

„„SU, 1314082 (54) СПОСОБ РАЗГРУЗКИ ПЛАСТОВО14

ВЫРАБОТКИ ОТ НАПРЯЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к горному делу и предназначено для разгрузки горных выработок от повышенного горного давления при разработке угольных пластов.

Цель изобретения — повышение устойчивости основной выработки. На всю ширину основной выработки проводят передовую печь !.

По контурным реперам, устанавливаемым в стенки выработки, измеряют скорости вертикальной и горизонтальной конвергенции пород. Увеличивают печь до проектного сечения выработки после стабилизации соотношения скоростей вертикальной и горизонтальной конвергенции пород. Породы, подлежащие выемке при увеличении печи 1, увлажняют до максимальной гигроскопической влажности. После этого устанавливают постоянную крепь 4. 5 ил.

1314082

50

Изобретение относится к горному делу, а именно к способам разгрузки пластовых горных выработок от повышенного горного давления при разработке угольных пласТоВ на большой глубине для слоистых слабых пород.

Целью изобретения является повышение устойчивости основной выработки.

На фиг. 1,2 показана передовая печь, пройденная в угольном пласте; на фиг.

3, 4 — основная выработка на стадии

10 увеличения ее сечения и установки основной крепи (трещины-зоны неупругих деформаций); на фиг. 5 — график соотношения скоростей конвергенции.

На фиг. 2 — 4 приняты следующие обозначения: передовая печь 1, угольный пласт 2, основная выработка 3, основные крепи 4, 5.

Г!редлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Первоначально решак т вопрос о величине проектного сечения основной выработки 20 исходя из ее технологических функций (количества подаваемого воздуха, габаригов транспортных средств и т. д.) Так в рассмотренном примере исходя из условий проветривания сечение основной выработки должно быть не менее 13 м- . По типовым сечениям определяют ближайшее большее типовое сечение. Типовое сечение выработки

13,8 м-, ширина выработки в проходке равна 4,6 м. Принимают ширину передовой печи 4 6 м, а высоту печи прини- 30 мают равнои мощности пласта, которая в примере равна 1,5 и.

Физическое обоснование этого параметра заключается в следующем. При проведении выработки в полого-слоистом массиве размер зоны неупруI Нх деформаций l3 кровле и почве выработки зависит от ее ширины.

Поскольку ширина передовой печи равна ширине проектного сечения, то в слоистых породах в кровле и почве печи зона не упругих деформаций формируется на такую же глубину, как и вокруг основного сечения.

Равенство глубины зоны неупругих деформаций в кровле и почве передовой печи и основной выработки приводит к тому, что часть пород, которая составила бы объем смещенных в выработку, будет вынута при расширении сечения печи до проектных размеров.

После обнаружения пород кровли и почвы у угольного забоя передовой печи отбирают Ilpo6I.I пород, определяют влажность пород в массиве (в примере равна

6О4), а затем производят гигроскопическое водонасыщение образца пород и определяют влажность, соответствхющvlo полнои влагоемкости.которая равна 11Я. Сравнивая естественную влажность пород и влажность, соответствующую полной влагоемкости, опре деляют степень возможного водопоглощения горных пород непосредственно в кровле и почве пласта. Для усчовий примера водопоглощение по объему составляет д==5Я. Следовательно, 1 м породы поглотит 0,05 м воды. На один погонный метр печи объем l подаваемой воды в породы кровли и почвы выработки составит

1ов где S сечение основной выработки, 13,8 м ;

5 †сечен передовой печи, 6,9 м, a — ширина печи, 4,6 м; ги — мощность пласта, 1,5 м; =4,6 1,5=6,9 м, с(— процент водопоглощения пород, 5Я.

V=0,345 м

Таким образом, при продвигании забоя передовой печи на 1 м в породы кровли и почвы через два шнура длиной 1,5 м подают при помощи насосов НУМС-10 и гидрозатворов 13-3 объем воды, равный

0,345 м . Дополняя этой водой естественную влажность пород достигают максимальной естественной влажности пород.

Свойство поглощать влагу присуще всем осадочным породам, особенно оно характерно для слоистых слабых глинистых пород.

Г!роникая в породы, двигаясь по природным и технологическим трещинам, вода достигает устьев трещин и создает возле них электростатический распор между поверхностями трещин, что способствует их быстрому прорастанию.

Таким образом, гигроскопическое насыщение пород является ускорителем процесса формирования зоны неупругих деформаций в породах, которые будут вынимать.

Если в эти породы подать воды меньше, чем они могут поглотить, то в них снизится интенсивность процесса формирования зоны неупругих деформаций. Если в эти породы подать воды больше, чем это необходимо для их максимального гигроскопического насыщения, то излишки непоглощенной воды проникнут за границы проектного контура и вызовут разрушение тех пород, которые будут оставаться на контуре основной выработки, а, следовательно, снизят ее устойчивость. Затем определяют соотношение скоростей конвергенции боковых пород передовой печи.

В передовой печи в кровле и почве, а также в стенки выработки устанавливают контурные реперы и, по мере проходки передовой печи, по этим реперам измеряют скорости вертикальной и горизонтальной конвергенции пород на контуре передовой печи следующим образом.

Вначале измеряют расстояние между реперами Й =1,5 м (вертикальное) и Й,=

=4,6 м (горизонтальное) в определенный момент времени (например, 14 ч 15.07.85), за тем через At (равное, например, 1 сут., т. е.

14 ч 16.07.85 производят замер расстояний Й, и Й,, которые соответственно равны

1,486 м и 4,592 м. Таким образом, скорость вертикальной конвергенции равна

1314082

Формула изобретения

Фиг. Ф

14 мм/сут, а горизонтальной — 8 мм/сут, Соотношение скоростей составляет 12:8=1,5.

Измеряя ежедневно h, и h, получим данные, которые в виде графика представлены на фиг. 5.

Из графика видно, что на 26 сут после проходки передовой печи на расстоянии 44 м от забоя соотношение скоростей конвергенции стабилизировалось на уровне 1,1.

Если увеличение начать раньше момента 10 стабилизации указанного соотношения, то это приведет к дополнительным смещениям в увеличенном основном сечении выработки за счет еще незавершившегося процесса трещинообразования во вмещающих породах

Это приведет к снижению устойчивости выработки.

Если расширение начать позже, чем момент стабилизации соотношений, то с течением времени это вызовет дополнительный рост зоны неупругих деформаций, посколь- 2р ку разрушенные породы (а не крепь) не могут обеспечить достаточный отпор породам области влияния выработки на массив.

Это приведет к тому, что после расширения сечения вокруг выработки основного сечения будет образована зона неупругих

25 деформаций повышенных размеров, что приведет к снижению устойчивости основной выработки.

Таким образом, через 26 сут увеличивали передовую печь 1 до сечения основной выработки 3 и устанавливая крепь 4 (например, железобетонные ножки и металлические верхняки из спецпрофиля) сечением в свету 13,8 м- .

После проходки выработки смещения в основной выработке стабилизировались через 6 сут на расстоянии 8 м от забоя расширения, и в дальнейшем выработка была устойчивой.

Способ разгрузки пластовой выработки от напряжений, включающий проведение передовой печи, последующее ее увеличение до проектного сечения основной выработки, установку постоянной крепи, отличающий ся тем, что, с целью повышения устойчивости основной выработки, передочую печь проходят на всю ширину основной выработки, породы, подлежащие выемке при увеличении печи, увлажняют до максимальной гигроскопической влажности, измеряют вертикальную и горизонтальную конвергенцию пород контура передовой печи, а увеличение печи до проектного сечения основной выработки производят после стабилизации соотношения скоростей вертикальной и горизонтальной конвергенции пород.

1314082! едактор H.(:лободяннк

Заказ )006!3!!

И/

h -a, И" -И

2 2

Юо ста5иллации Пете лпа3илизации топ ношения ссжношения жоrrvpuemed gTPCrV P

4 Д) _#_ 2Ф Р8 Ы дЕ Т,9 77. фц,р

Составитедь,(!. Березкина

Техред И. Верее Корректор М. !Т!ароши

Тира)к 455 Подписное

Rill! ÈÏ1! Государственного комитета (.:(.(!) но делам изобретений н о(крыта!! ! l 3035, Москва, Ж -35, Рах инская наб., д. 4,5 ! i (l(I (иод(Гв(нно-IIo(iи(piи!)ическое il()(..Uil)пятне, (.,) капop(l)I, 4(l. Про(. ктная, 4