Способ охраны выемочных штреков

Способ охраны выемочных штреков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 Е 21 D 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4647258/03 (22) 19.12;88 (46) 30.06.91. Бюл. N 24 (71) Донецкий политехнический институт (72) И,Ф,Яремваш, Р,В.Дегтярь, В.Ф.Андрушко, А.Ф.Морозов и П.С, Бутенко (53) 622.281 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1051295, кл. Е 21 0 11/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

iv 1395833, кл. Г 21 D 11/00, 1986, (54) СПОСОБ ОХРАНЫ ВЫ ЕМОЧ НЫХ

ШТРЕКОВ (57) Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке пластовых полезных ископаемых. Цель иэоИзобретение относится к горному делу может быть использовано при разработке пластов полезного ископаемого, преимущественно угольных, для защиты подготовительных выработок от повышенного горного давления и вреднего влияния очистных работ в сложных условиях поддержания, особенно в пучащих породах.

Целью изобретения является повышение устойчивости выемочных штреков в зонах концентрации временного, и стационарного опорного давлений при отработке выемочного столба.

На фиг, 1 изображена схема параметров зоны стационарного опорного даления по падению угольного пласта; на фиг. 2 — схема распределения горного давления по зонам при подвигающейся лаве; на фиг. 3 — схема вертикального разреза по падению угольно,!Ж „„1659668 А1 бретения — повышение устойчивости выемочных штреков в зонах концентрации временного и постоянного опорного давления

-при обработке выемочного столба, Иэ выемочных штреков впереди и позади лавы после ее отхода от разрезной печи бурят в краевую часть горного массива и выемочного столба скважины. Скважины бурят до наложения временной и стационарной зон опорного давления. Разрядные печи отработанного и вновь подготовленного выемочных столбов располагают на одной линии. B скважины заряжают ВВ, количество которого определяют по формуле. В зойах концентрации временного и постоянного опорного давления производят камуфлетное взрывание. 1 з.п,ф-лы, 5 ил.

ro пласта; на фиг. 4 — схема расположения выемочного столба на плане по простиранию угольного пласта; на фиг, 5 — схема расположения скважин на плане и. зарядов

ВВ в зоне максимального опорного давления, Способ охраны выемочных штреков осуществляется следующим образом.

По мере отработки выемочного столба 1 породы под действием силы тяжести обрушаются в выработанное пространство 2. Обрушение пород кровли происходит отдельными слоями с углом наклона к плоскости напластования ф = 60О, именуемым углом полных сдвижений пород на высоту

5 — 6-кратной мощности угольного пласта.

Образуется свод 3 полных сдвижений. Над опорными контурами горного массива происходит зависание консолей, вылет которых

1659668

45 в О d

50 увеличивается в сторону выработанного пространства по мере удаления слоя породы от пласта. С образованием и формированием свода 3 полных сдвижений образуется свод 4 полных давлений по падени1о и. восстани1о угольного пласта под углом p =: 660, именуемым углом полных давлений, а также свод 5 разгрузки.

Над опорными контурами отработанного выемочного с.алба 1 по падени1О и восстанию образуется эона консольного прогиба пород G, Границами зон консольного прогиба являются: со стороны выработанного пространства — линия полного обрушения пород; со стороны нетронутого массива — линия. проведенная через действительные точки опор зависших породных слоев кровли. Размеры зоны по падению измеряются в зависимости от прочностных характеристик угля, мощности разрабатываемого пласта, 1лубины разработки и физико-механических свойств пород кровли.

Зона консольного прогиба слоев формирует зону 7 стационарного Опорного давления.

Вентиляционный штрек 8, в качестве когорого служит бывший откаточный штрек отработанного выемоч1чого столба 1 при повторном исполь:1ов«внии. или же проводится впри.ечку к выработанному про" странству 2 отработанного выемочного столба, подвержен влиянию эоны 7 стационарного опорного давления по всему простиранию отработанн "ro выемочного столба 1. Новый выемочный столб 9 оконтуривается с помощь1о вентиляцио1:ного

lIJTp8KB 8, откаточного штрека 10 и разрезной печи 11. Разрезная печь 11 нового выемочного столба 9 располагалась на одной линии в разрезной печью 12 отработанного выемочного столба 1. По мере развития очистных работ при отработке лавы 13 порле отхода от разрезной печи 11 увеличиваемся площадь обнажения пород кровли 14, с увеличением которой порода 15 под действием сил тяжести обрушилась в выработанное и ространство 16 действу1ощего выемочноro столба 9. Сбрушение пород основной кровли 17 в вь1работанное пространство 16 происходит периодически. Расстояние, чеОез которое происходит обрушение, равняется ша гу об руше ни>1 по ме ре п род виганив лавы 13. При подвигании лавы 13 после Обнажения пород Основной кровли 17 происход.1т консольное зависание их над павои 3. Под действием :онсольно зависших пород с прогиба слоев над г1звой 13, а также пригруза вышележащих пород впереди лавы 13, формируется временное опорное давление 18. Величина концентрации временного опорного давления 18 пропорциональна ширине зависшей консоли по простиранию угольного пласта над лавой 13.

Максимум концентрации временного опорного давления 18 наблюдается перед обрушением пород основной кровли t7. После обрушения пород ocHoBHDA кровли 17 происходит значительное снижение концентрации временного опорного давления 18.

Затем нарастание концентрации временного опорного давления повторяется до своего максимального значения. И так повторяется по всей протяженности выемочного столба 9.

Впереди лавы 13 в стационарной зоне 7 опорного давления до наложения времен- ° ного опорного давления 18 и стационарного опорного давления с опережением временного опорного давления 18, равным двум длинам эоны обрушения основной кровли

17, осуществляется бурение скважин 19 уменьшенного диаметра (42») с вентиляционного штрека 8 перпендикулярно продольной его оси в краевую часть выемочного столба 9. Количество скважин

19 в зоне выполнения камуфлетного взрывания зависит от расстояния между скважинами 19, которое задается эмпирическим путем. При реализации способа охраны расстояние между -..êâàæèíàìè может составлять 2 м. шаг обрушения основной кровли—

15 м, на участке выполнения камуфлетного взрывания бурится 7 шт. скважин. Длина скважины составляет 4 M. Длина скважины до местонахождения максимума зоны 7 стационарного опорного давления определяется аналитико-экспериментальным путем.

Между двумя участками опережения, в которых производилось камуфлетное взрывание, находится участок 20, равным длине зоны обрушения основной кровли. на котором не производится бурение скважины 19.

В пробуренные скважины 19 заряжают ВВ

21 и производят пыжевание забоечным мат риалом — глиной 22, Величину заряда ВВ 21 в скважине 19 определяют по формуле — — — = — — 1 11:т е «4!««е d ««(1 + и ) (1 - 2 а ) к Г" нг — = а г а() где К. — коэффициент концентрации напряжений в зоне концентрации стационарного опорного давления;

Н вЂ” глубина ведения работ, м:

p — обьемный вес породы, MH/ë ;

Š— модуль упругости пород, МПа;

q — отпор крепи, МПа;

R — предел прочности пород на сжатие.

МПа;

1659668

Š— энергия взрыва. расходуемая на разрушение пород, Н м;

I> — длина заряда ВВ в скважине, м;

I«B — длина скважины, м;

dc a — диаметр скважины, м;

Ь вЂ” удельный объем газов взрыва, м /кг;

d — расстояние между двумя соседними скважинами в зоне камуфлетного взрывания, м;

p — коэффициент Пуассона пород;

Π— скорость детонации ВВ, м/с.

Коэффициент концентрации напряжений в стационарной зоне опорного давле- ния определяется по следующей формуле

K =- 1,33 + Kf Кц Кс, где К вЂ” коэффициент, учитывающий приведенную крепость пород.

К вЂ” коэффициент, учитывающий пригруэку на консольно зависшие породы со стороны породных плит:

Кс — коэффициент, учитывающий влияние внешнего покоя напряжений.

Коэффициент К определяется по формуле

Тпр

Kf — е

tcp

ГДЕ Тпр — ПРИВЕДЕННаЯ КРЕПОСТЬ МаССИВа ПОрод.

Приведенная крепость массива пород определяется из выражения

Ьр =.,, fi т1б > mi „

t 1 i =I где t — крепость пород в i-м слое;

mi — мощность i-го слоя;

tñð — средняя крепость массива пород.

Коэффициент Км можно определить по формуле

Км =1+(4С +6Е С(4 -C))/L 1д гР, где С вЂ” мощность породных плит, м;

L ширина выработанного пространства. м;

p — угол падения, град

С = Н вЂ” 05Ltgp, где Н вЂ” глубина ведения работ, м.

Коэффициент Кс определяется по формуле

Кñ, = =H/L tg g

tP — угол полных сдвижений, град, Для определения прочности вмещающих пород и угольного пласта воспользуемся формулой

h и напр = Ri mi/g ГП

1=1 I =i где Ri — предел прочности пород на сжатие

B i-м слое.

Эти зависимости можно использовать при разработке пологих и слабонэклонных пластов и интервале глубин 300-800 м.

Величина заряда ВВ 21 в скважине 19 при расстоянии, например, 2 м, между скважинами. составляет 2,4 кг.

После взрыва одновременно зарядов

ВВ 21 в скважинах 19 образуется охранный целик 23 и область 24 разрушения, воспринимающие на себя часть повышенного опорного давления при наложении временного и стационарного, искусственно снижая и перераспределяя путем отодвигания их вглубь выемочного столба 9.

Аналогично осуществляется бурение скважин 19 с откаточного штрека 10 перпендикулярно его продольной оси в сторону краевой части угольного пласта горного массива позади лавы 13 перед формированием стационарной зоны 7 опорного давления при влиянии выработанного пространства 2 после отработки выемочного столба 9. Бурение скважин 19 с откаточного штрека 10 осуществляется по асей протяженности выработки с целью сохранения откаточного штрека для повторного использования в качестве вентиляционного.

Бурение скважин 19 осуществляется с расстоянием, например, 2 м друг относительно друга, величина заряда ВВ 21 в скважине 19 определялась по формуле (1). Таким образом. камуфлетное взрывание зарядов ВВ 21 в сважинах 19 с целью поддержания выработки в устойчивом состоянии производится дважды; при отработке выемочного столба 1 и при отработке выемочного столба.

9 с той разницей, что с откаточного штрека скважины бурятся по всей протяженности выработки, а с вентиляционного штрека на участках с чередованием между собой по выполнению и не выполнению камуфлетноГО B3Pb183HHA, формула изобретения

1. Способ охраны выемочных штреков, включающий проведение и крепление . штреков, бурение из них перпендикулярной продольной оси скважин, заряжание их ВВ и камуфлетное взрывание, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения устойчивости штреков в зонах концентрации временного и стационарного опорного давлений при отработке выемочного столба, лавы отработанного и вновь подготовленного выемочных столбов располагают на одной линии, а скважины бурят в краевую часть горного массива и выемочного столба после начала движения лавы и до наложения зон концентрации временного и стационарного опорного давлений, при этом камуфлетное взрывание производят в зонах концентрации временного и постоянного опорного давлений впереди и позади лавы, а величину заряда ВВ определяют по формуле

1659668

ДЯ f y

s2 о2! где К вЂ” коэффициент концентрации напряжений в зоне концентрации стационарно о опорного давления;

H — глубина ведения работ, м;

)i — объемный вес пород, M Hlì; з, Š— модуль упругости пород, МПа; ,и — коэффициент Пуассона пород;

q — отпор крепи, МПа; и — предел прочности пород на сжатие, МПа;

Š— энергия взрыва, расходуемая на разрушение пород, Н м;

4 — длина заряда BB s скважине, м;

l«8 — длина скважины, м; бскв — диаметр скважины, м;

Ь -удельный объем газов взрыва, м /кг:

5 d — расстояние между двумя соседними скважинами в зоне камуфлетного взрывания, м;

Π— скорость детонации ВВ, мlс, 2. Способ по п.1, отличающийся

10 тем, что бурение скважин производят участками с опережением зоны временного опорного давления, равным длине двух зон обрушения основной кровли, при этом между участками .оставляют промежуток, рав1I5 ный длине зоны обрушения основной кровли.

1659бб8

1659668

4Ьг,5

g г Е»2

Й 1. 5

Составитель С,Бачурин

Редактор М,Бандура Техред М,Моргентал Корректор M.Êy÷åðÿâàÿ

Заказ 4609 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, yn,Гагарина, 101