Способ регулирования нагрузок в массиве горных пород

Способ регулирования нагрузок в массиве горных пород

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е (859650

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.12.79 (21) 2846637/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.э

Е21 F500

Е 21 F15/08

Государственный комитет (53) УДК 622.817 (088.8) Опубликовано 30.08.81. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 05.09.81

llo делам мзобретеннй и открытий (72) Авторы изобретения

Я. А. Бич и Ю. Д. Пискунов

Всесоюзный ордена Трудового Красно научно-исследовательский институт горно и маркшейдерского дела (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАГРУЗОК

В МАССИВЕ ГОРНЫХ ПОРОД

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для регулирования нагрузок в массиве горных пород.

Известен способ создания искусственной податливости целиков при помощи разбуривания целика системой параллельных горизонтальных скважин (1).

Недостатком этого способа является то, что способ эффективен только в условиях, когда напряжения в перемычках угля между скважинами превышает предел прочности

Известен способ регулирования нагрузок в массиве горных пород, основанный на размещении в массиве горных пород пластичных баллонов с регулируемыми клапанами, заполненных рабочим агентом, и изменении давления в эластичных баллонак в зависимости от перераспределения нагрузок в массиве горных пород (2).

Недостатком данного способа является невозможность его применения для перераспределения нагрузок в участках угольных целиков, склонных к динамическим явлениям.

Цель изобретения — создание искуственной податливости участков массива угля в целиках, склонных к динамическим явлениям, путем сохранения их несущей способности н а постоя ином уровне.

Поставленная цель достигается тем, что предварительно определяют предел прочности угля на сжатие, в участки массива угля, склонные к динамическим явлениям, буртгт скважины, а эластичные баллоны помещают в эти скважины, причем давление рабочего агента в эластичных баллонах поддерживают постоянно на уровне 60 — 80% от предела прочности угля на сжатие

На фиг. 1 представлено расположение скважин в массиве горных пород с размещенными в них эластичными баллонами; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1.

Способ заключается в следующем.

Целик 1 угля, напряжения в котором еще не возросли до опасных пределов, разбуривают системой параллельных горизонтальных скважин 2 большого диаметра, например 200 мм. Расстояние между скважинами принимают равным, например, 0,7 — 1,0 м. По мере бурения очередных сква859650

|О

20

Фоо.нила изобретения жин в готовые полости помещают эластичные баллоны, заполненные рабочим агентом например, жидкость с регулируемыми предохранительными клапанами, например типа ЭКП, нормальное рабочее давление которого 32 МПа и наибольший расход жидкости 15 л/мин, либо клапан крепи

ОМКТИ, рассчитанный на давление до

40 МПа. Предохранительный клапан регулируют на давление равное, например, 80% предела прочности угля на сжатие. После этого в гидробаллон нагнетают рабочий агент, например водомасляную эмульсию, под давлением, также равным 80% предела прочности угля на сжатие.

Предварительный распор скважины необходим для того, чтобы предотвратить предохранительное активное деформирование и разрушение перемычек угля вследствие концентрации напряжений на контуре скважин. По мере роста нагрузок на целик и увеличения его напряженного состояния перемычки угля между скважинами будут упруго деформироваться и передавать давление на эластичные баллоны, избыток давления из которых сбрасывается посредством предохранительных клапанов.

При достижении нагрузок, равных 85 — 90% предела прочности, целик может перейти в предельно напряженное состояние и затем разрушаться внезапно в форме горного удара. Однако наличие в полостях скважин эластичных баллонов, заполненных рабочим агентом, предотвратит переход целика в продольно ьапряженное состояние.

Сброс рабочего агента, например водоэмульсию из баллонов и образование концентрации напряжений на контуре скважин за счет разницы между напряжением 13 перемычках угля и допустимым давлением в баллонах приведет к пластическому деформированию перемычек, поскольку нагрузки на целик близки к разрушающим.

С этого момента рост несущей способности целика прекращается и сохраняется на постоянном уровне. Постоянный уровень несущей способности целика обеспечивается сбросом давления в эластичных баллонах при превышении допустимых нагрузок и пластическим деформированием перемычек угля. Разрушенный уголь размещается в полости скважины, поскольку объем баллона

ЗО

35 о

45 уменьшается вследствие сброса рабочего агента, например водоэмульсии.

Регулирование нагрузок на целик угля путем создания искусственной податливости позволяет приводить целики угля на удароопасных пластинах в безопасное состояние при сохранении его несущей способности на постоянном уровне. Учитывая то обстоятельство, что в ряде случаев не удается обеспечить бесцеликовую выемку на удароопасных пластах (работа вблизи геологических нарушений, охрана капитальных выработок, отработка длинных столбов по восстанию), применение предлагаемого способа позволяет увеличить несущую способность целиков угля, приведенных в безопасное состояние, а значит позволяет получить экономический эффект от дополнительного увеличения разрабатываемых промышленных запасов.

Способ регулирования нагрузок в массиве горных пород, основанный на размещении в массиве горных пород эластичных баллонов с регулируемыми клапанами, заполненных рабочим агентом, и изменении давления в эластичных баллонах в зависимости от перераспределения нагрузок в массиве горных пород, отличающийся тем, что, с целью создания искуственной податливости участков массива у ля в целиках, склонных к динамическим явлениям, путем сохранения их несущей способности на постоянном уровне, предварительно определяют предел прочности угля на сжатие, в участки массива угля, склонные к динамическим явлениям, бурят скважины, а эластичные баллоны помещают в эти скважины, причем давление рабочего агента в эластичных баллонах поддерживают постоянно на уровне 60 — 80% от предела прочности угля на сжатие».

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кравченко В. H. Научные основы создания высокопроизводительных комплексномеханизированных рудников. Сборник М., «Недра», 1972. с. 105 — 111.

2. Авторское свидетельство СССР № 700662, кл. Е 21 F 15/02, 1975 (прототип).

А-Я

Фиг.Z

Составитель А. Дудченко

Редактор М. Янович Техред А. Бойкас Корректор Ю. Макаренко

Заказ 7503/53 Тираж 463 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4