Способ крепления горных выработок в условиях напряженного состояния массива
Патент 2097566
Авторы
Классы МПК
Способ крепления горных выработок в условиях напряженного состояния массива
Реферат
Изобретение относится к горной промышленности и может использоваться при подземной разработке полезных ископаемых на удароопасных месторождениях с неоднородным полем напряжений. Техническая задача - создание безопасных условий труда и увеличение срока службы крепи. Способ крепления горных выработок включает установку крепи с зазором между крепью и контуром выработки и заполнение зазора демпферным слоем из неоднородного по плотности материала. Новым в способе является то, что демпферный слой сооружают из неоднородного по плотности материала с увеличением плотности от контура выработки в направлении к крепи и в условиях неоднородного напряженного состояния массива горных пород в зонах действия минимальных напряжений (min) переменная плотность забутовочного материала больше, чем в зонах действия максимальных напряжений (max). 1 ил.
Изобретение относится к горной промышленности и может использоваться при подземной разработке полезных ископаемых на удароопасных месторождениях с неоднородным полем напряжений.
Известны способы крепления горных выработок [1, 2] в соответствии с которыми крепление горных выработок включало в себя установку крепи с зазором между крепью и контуром выработки и заполнение зазора демпфирующим слоем из кускового материала с упрочнением забутовочного материала и без упрочнения. Недостатком данных способов является их использование без учета специфики напряженного состояния массива горных пород и характера деформирования горных пород на контуре выработанного пространства. Забутовочный однородный кусковый материал заполняется между крепью и контуром выработки равномерно, как в зонах действия максимальных напряжений (max), так и в зонах действия минимальных напряжений (min), т.е. нагрузка на крепь распределяется неравномерно. Наиболее близким к предлагаемому является способ [1] в соответствии с которым заполнение зазора между крепью и контуром выработки осуществляется из однородного по размерам кускового материала, причем суммарный объем пустот между кусками принимают равным приросту объема контура выработки в зазоре за время ее существования. Недостатком этого способа является то, что не учитывается перераспределение напряженного состояния массива; забутовочный однородный кусковой материал заполняется между крепью и контуром выработки равномерно, как в зонах действия максимальных напряжений (max), так и в зонах действия минимальных напряжений (min), т. е. создается ситуация, когда нагрузка на крепь распределяется неравномерно. Задача изобретения создание безопасных условий труда и увеличение срока службы крепи в условиях напряженного состояния массива горных пород. Задача решается тем, что в способе крепления горных выработок в условиях напряженного состояния массива, включающем установку крепи с зазором между крепью и контуром выработки и заполнение зазора демпферным слоем, демпферный слой сооружают из неоднородного по плотности материала с увеличением плотности от контура выработки в направлении к крепи, причем в зонах действия минимальных напряжений переменная плотность забутовочного материала больше, чем в зонах действия максимальных напряжений. Предлагаемый способ реализуется следующим образом. После определения ориентации главных напряжений в приконтурном массиве выработки и установки крепи с зазором между крепью и контуром выработки сооружают демпферный слой из неоднородного по плотности забутовочного материала с увеличением плотности забутовки от контура выработки к крепи; для создания равномерного распределения нагрузки на крепь в зонах действия max общую переменную плотность демпферного слоя делают меньше, чем в зонах действия min. На чертеже изображена горная выработка в разрезе. Пример. Предварительно оценивают напряженно-деформированное состояние массива () в районе горной выработки 1 с установлением зон действия max и min на контуре выработки, например место щелевой разгрузки. Возводят крепь 2 с зазором 3 между крепью и контуром выработки 1. Демпферный слой 4 сооружается из неоднородного по плотности материала (например, дробленая порода) с увеличением плотности забутовки от контура выработки к крепи с помощью машины для забутовки и закрепки выработанного пространства. Для создания большей податливости забутовочного слоя в зонах действия max общую переменную плотность, которая и так неравномерная (снижается по направлению от крепи к стенке выработки), делают меньше, чем в зонах действия min. Такая конструкция забутовки способствует равномерному распределению нагрузки от релаксации горного массива на крепь.Формула изобретения
Способ крепления горных выработок в условиях напряженного состояния массива, включающий установку крепи с зазором между крепью и контуром выработки и заполнение зазора демпферным слоем, отличающийся тем, что в условиях неоднородного поля напряжений демпферный слой сооружают из неоднородного по плотности забутовочного материала с увеличением плотности от контура выработки в направлении к крепи, причем в зонах действия min- минимальных напряжений переменная плотность забутовочного материала больше, чем в зонах действия max- максимальных напряжений.РИСУНКИ
Рисунок 1