Способ проведения и крепления горных выработок в сложных горно-геологических условиях

Способ проведения и крепления горных выработок в сложных горно-геологических условиях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проведения и крепления подготовительных выработок в сложных горно-геологических условиях.

Известен способ крепления горных выработок, включающий установку основной крепи технологически заданного профиля, перетяжку кровли и анкерное крепление вспучиваемых пород, причем в зонах вскрытия или присечки вспучивающих пород проводимой горной выработки в почве или бортах последней производят установку полимерных анкеров с одновременным нагнетанием быстротвердеющего полимерного состава сразу во все шпуры в соответствии с принятым паспортом крепления, при этом направления шпуров в почве осуществляют с учетом направления смещения вспучиваемых частей контура выработки (патент RU №2134350, опубл. 10.08.1999).

Недостатком указанного способа является невозможность его использования в сложных горно-геологических условиях, так как отсутствуют мероприятия по разгрузке угольного массива от опасных напряжений.

Известен способ защиты горных выработок включающий бурение шпуров в кровле выработок с конусным уширением в устье каждого шпура, установку в них анкеров с хвостовиками, соединенными гибкими связями, натяжение связей с помощью анкеров, причем шпуры располагаются в точках пересечения осей, параллельных бортам выработки и делящих ее по ширине на шесть равных частей, и окружностей диаметром 0,4 В, описанных из центров, расположенных в точках пересечения осей с четными порядковыми номерами и линиями, перпендикулярными бортам выработки, при этом расстояние между упомянутыми линиями выбирают равным 0,6 В, хвостовики анкеров выполняют в виде петель, которые образуют при помощи сдвоенных анкеров, а в качестве гибких связей используют трос, при этом трос пропускают в петли, а его концы закрепляют в шпурах (патент RU №2134350 опубл. 15.09.1997).

Недостатком указанного способа является невозможность его использования в сложных горно-геологических условиях, так как отсутствуют мероприятия по разгрузке угольного массива от опасных напряжений.

Известен способ крепления горных выработок при проведении по выбросоопасным пластам, включающий образование разгрузочной полости (щели) над пластом и установку постоянной крепи (см. Мельников Н.И. Проведение и крепление горных выработок. М.: Недра, 1988, стр.325-326).

Недостатком указанного способа является проведение разгрузочной полости без ее крепления, что может привести к вывалообразованиям и снижению безопасности работ.

Известен способ крепления горных выработок при проведении по выбросоопасным пластам, взятый в качестве прототипа, включающий образование разгрузочной полости впереди забоя с неснижаемым опережением, заводку в разгрузочную полость двух рядов пневмобаллонов со щитом, подачу сжатого воздуха в пневмобаллоны, поднятие щита до уровня кровли выработки, создание распора между кровлей полости и пневмобаллонами путем подачи сжатого воздуха в пневмобаллоны, выемку породы под щитом на шаг установки рам постоянной крепи (заявка №2009148974, опубл. 10.07.2011).

Недостатком указанного способа является разгрузка и снятие пневмобаллонов первого ряда под щитом, что может привести к ослаблению контакта щита с породами кровли, вывалообразованиям и снижению безопасности работ.

Техническим результатом является повышение эффективности и безопасности проведения и крепления подготовительных выработок в сложных горно-геологических условиях.

Технический результат достигается тем, что в способе проведения и крепления горных выработок в сложных горно-геологических условиях, включающем образование разгрузочной полости впереди забоя с неснижаемым опережением, заводку в разгрузочную полость двух рядов пневмобаллонов со щитом, поднятие щита до уровня кровли выработки, создание распора между кровлей полости и пневмобаллонами путем подачи сжатого воздуха в пневмобаллоны, выемку породы под щитом на шаг установки рам постоянной крепи, установку стоек и верхняка постоянной крепи под щитом, согласно изобретению в боках выработки создают дополнительную разгрузочную полость, а установку верхняка постоянной крепи производят между рядами пневмобаллонов из полости, пройденной в боках выработки, после чего к верхнякам крепи прикрепляют стойки постоянной крепи под щитом, снимают распор с пневмобаллонов первого ряда путем выпуска сжатого воздуха и извлекают пневмобаллоны в закрепленную часть выработки, затем проводят выемку породы под щитом на шаг установки рам постоянной крепи, снимают распор с пневмобаллонов второго ряда путем выпуска сжатого воздуха и извлекают пневмобаллоны в закрепленную часть выработки, затем проводят разгрузочную полость до первоначальной глубины, после чего операции повторяют.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема проведения и крепления подготовительной выработки с разгрузочной полостью; на фиг.2 показана схема проведения и крепления подготовительной выработки с разгрузочной полостью, в которой расположены пневмобаллоны со щитом; на фиг.3 показана схема проведения и крепления подготовительной выработки с разгрузочной полостью в кровле выработки, в которой расположены пневмобаллоны со щитом, а между пневмобаллонами - верхняк крепи, установленный из полости, пройденной в боках выработки; на фиг.4 показан разрез по А-А; на фиг.5 - схема проведения и крепления подготовительной выработки с разгрузочной полостью в кровле выработки, в которой расположен пневмобаллон и с установленной рамой постоянной крепи из полости, пройденной в боках выработки; на фиг.6 показана схема проведения и крепления подготовительной выработки с разгрузочной полостью у кровли пласта, в которой размещен пневмобаллон и с установленной рамой постоянной крепи после подвигания забоя на шаг заходки. На фиг.7 показана схема проведения и крепления подготовительной выработки с разгрузочной полостью у кровли выработки и извлеченным из нее пневмобаллонном, с установленной рамой постоянной крепи после подвигания забоя на шаг заходки.

На фиг.1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 показано: 1 - забой подготовительной выработки; 2 - разгрузочная полость в кровле пласта; 3 - пневмобаллоны; 4 - щит; 5 - дополнительные разгрузочные полости в боках выработки; 6 - верхняк постоянной крепи; 7 - стойка постоянной крепи; 8 - затяжка.

Способ крепления осуществляют следующим образом: впереди забоя подготовительной выработки 1 создают разгрузочную полость 2 на глубину 2 м (фиг.1), в которую досылают два ряда пневмобаллонов 3 с уложенным на них щитом 4 (фиг.2). В пневмобаллоны 3 первого и второго рядов подают сжатый воздух. Наличие двух рядов пневмобаллонов позволяет поднимать щит с наклоном для заводки щита на раму постоянной крепи. Поднимают щит 4 до уровня верхняка 6 постоянной крепи, укладывают щит 4 на раму постоянной крепи, (фиг.3), создают распор между кровлей разгрузочной полости 2 и пневмобаллонами 3 путем подачи сжатого воздуха в пневмобаллоны. Проводят выемку породы в боках выработки и создают дополнительную разгрузочную полость 5 в боках выработки (фиг.3, 4). Установку верхняка 6 производят между пневмобаллонами 3 из дополнительной разгрузочной полости 5, пройденной в боках выработки (фиг.3, 4). После чего к верхнякам крепи 6 прикрепляют стойки 7 постоянной крепи, устанавливают раму постоянной крепи под щитом 4 (фиг.5). Первый ряд пневмобаллонов 3 (ближний к рамам крепи) разгружают и извлекают в закрепленную часть выработки. Проводят выемку породы под щитом 4 до величины, равной шагу установки рам постоянной крепи (фиг.6). Снимают распор с певмобаллона 3 второго ряда путем выпуска сжатого воздуха. Извлекают пневмобаллон в закрепленную часть выработки, а между рамами крепи устанавливают затяжку 8 (фиг.7). Затем проводят разгрузочную полость 2 до первоначальной глубины (фиг.1). После чего операции по досылке в нее пневмобаллонов 3 с уложенным на них щитом 4, подаче в пневмобаллоны сжатого воздуха, поднятию щита 4 до уровня верхняка 6 постоянной крепи, укладке щита на раму постоянной крепи, созданию распора между кровлей разгрузочной полости 2 и пневмобаллоном 3 путем подачи сжатого воздух в пневмобаллоны, выемке породы в боках выработки и созданию дополнительной разгрузочной полости 5, установке верхняка 6 постоянной крепи из дополнительной разгрузочной полости 5, прикреплению стоек 7 постоянной крепи к верхнякам 6, выемке породы под щитом до величины, равной шагу установки рам постоянной крепи, разгрузке пневмобаллона 3, ближнего к рамам крепи, и его извлечению в закрепленную часть выработки, снятию распора с пневмобаллона второго ряда путем выпуска сжатого воздуха, извлечению пневмобаллона второго ряда в закрепленную часть выработки, проведению разгрузочной полости 2 до первоначальной длины повторяют.

Данный способ проведения и крепления подготовительных выработок позволит повысить эффективность и безопасность проведения и крепления горных выработок в сложных горно-геологических условиях.

Способ проведения и крепления горных выработок в сложных горно-геологических условиях, включающий образование разгрузочной полости впереди забоя с неснижаемым опережением, заводку в разгрузочную полость двух рядов пневмобаллонов со щитом, поднятие щита до уровня кровли выработки, создание распора между кровлей полости и пневмобаллонами путем подачи сжатого воздуха в пневмобаллоны, выемку породы под щитом на шаг установки рам постоянной крепи, установку стоек и верхняка постоянной крепи под щитом, отличающийся тем, что в боках выработки создают дополнительную разгрузочную полость, а установку верхняка постоянной крепи производят между рядами пневмобаллонов из полости, пройденной в боках выработки, после чего к верхнякам крепи прикрепляют стойки постоянной крепи под щитом, снимают распор с пневмобаллоннов первого ряда путем выпуска сжатого воздуха и извлекают пневмобаллоны в закрепленную часть выработки, затем проводят выемку породы под щитом на шаг установки рам постоянной крепи, снимают распор с пневмобаллонов второго ряда путем выпуска сжатого воздуха и извлекают пневмобаллоны в закрепленную часть выработки, затем проводят разгрузочную полость до первоначальной глубины, после чего операции повторяют.