Способ защиты выработки от горного давления

Способ защиты выработки от горного давления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистическими

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2Ц) 780 (2 ) 2973714/22-03 (31) М. Кй. с присоединением заявки N9

Б 21 0 11/00

Государственный комитет

СССР н6 делам изобретений и открытий. (23) Приоритет

tS3) У@К 622.235 (088. 8.) Опубликовано 070582 Бюллетень N217

Дата опубликования описания 0705,82

М.П.Зборщик, В.К.Костенко,A.Ê.Носач,B.Â.Ïôoêoïåíéî и В.И.Антропов (72) Авторы изобретения а

Ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт Министерства высшего и среднего специального образования Украинской CCP (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ВЫРАБОТКИ OT ГОРНОГО

ДАВЛЕНИЯ

Изобретение. относится к горному делу, а именно к способам защиты от горного давления магистральных выра-. боток на больших глубинах разработки (свыше 800 м) .

Известен способ защиты выработки от горного давления путем последующей ее надработки, который состоит в том, что в почве пластапроходят полевую выработку, а затем над ней отрабатывают разгрузочную лаву и s дальнейшем производят поддержание выработки в разгруженном от горного. давления породном массиве (11.

Основным недостатком указанного способа является низкая устойчивость охраняемой выработки при развитии очистных работ, когда осуществляется выемка угольного пласта на участках, . примыкающих к выработанному простран.ству разгрузочной лавы.

Известен также способ защиты выработки от горного давления, включаю щий проходку выработки, выемку раз-" грузочной лавы и отрабЬтку смежных лав, примыкающих к выработанному пространству разгрузочной лавы, и выполнение защитной полосы(2) .

Основные недостатки известного способа защиты выработки состоят в том, что ходки или штреки добычных лав необходимо проводить под или над защитными йолосами, чтобы не перерезать их подготовительными выработками и обеспечить последующую отработку полос, проходка части выработок не по пласту, а по породамполевыми, увеличивает затраты на проходку выработок. Кроме того, оставление защитных полос с двух сторон выработанного пространства увеличивает общую протяженность подготовленных выработок, необходимых для выемки подготовленных запасов, что также увеличивает, затраты на проходку. Затруднена также отработка длинными лавами защитных полос в конце срока службы выработки, так как полосы принимают на себя значительную часть веса пород кровли, расположенных над выработанным пространством,, поэтому напряженное состояние угля в защитных полосах будет очень выл:оким,а из-за этого выемка лавами

25 угля — трудоемкой и небезопасной.

Цель изобретения — снижение проходческих затрат при выемке угля.

Поставленная цель достигается тем, что защитную полосу выполняют в виде.

30 чередующихся полос выработанного—

926301 пространства и цеХиков угля, при этом длина целиков не превышает длину лавы, а выработку проводят .на расстоянии от границы защитной полосы,не превышающем величину h,которую определяют по формуле . 5

h =l. (с 9Ч + sin ) где L - длчна разгрузочной лавы,м; — угол полых сдвижений пород кровли у границы выработанного пространства, град;

d — угол падения пород, град.

Расположение выработки на расстоянии, не превышающем укаэанного в формуле, обеспечивает ее нахождение под охраной защитной полосы в области, где не происходит увеличения напряженного состояния пород при развитии очистных работ в пласте. Вследствие того, что защитная полоса обра 20 зована не сплошным целиком, а выполнена в виде чередования участков выработанного пространства и целиков угля, подготовительные выработ и смежных лав проводят на уровне плас. та по границе целик — выработанное пространство. При выемке целиков в конце срока службы выработки приме" няют короткоэабойные, системы или средства безлюдной выемки угля, которые имеют более эффективные показатели добычи и большую безопасность при работе в условиях повышенного горного давления и нарушенности пластов, На фиг. 1 схематично представлена 35 защита выработки от горного давления, предлагаемым способом; на фиг.

2 — график результатов шахтных инстру. ментальных наблюдений, где по верти.кальной оси отложены боковые сдвиже- 40 ния, по горизонтали — расстояние от кромки защитной полосы, а кружочками показано расположение эамерных сечений и их номера.

На глубине 900 м ведется разработ 45 ка пологого пласта мощностью 1,2

1,4 м,угол падения которого 10 . Бо- ковые породы пласта — аргиллиты средней и ниже средней устойчивости. В пределах крыла шахтного поля или блока принята погоризонтная подготовка пласта полевыми штреками 1 главного направления (магистральными), иэ которых один является откаточным, второй — вентиляционным. Отработка эапаоов в крыле поля или блока производится добычнми лавами по восстанию. Длина как разгрузочной, так и, дооычных лав - 200 м.

Для обеспечения устойчивости полевых штреков главного направления 6О

1 их проходят и поддерживают в предварительно разгруженных породах почвы пласта. Предварительную разгрузку осуществляют за счет выемки разгрузочной лавы 2, отрабатываемой 65 по простиранию пласта, способ управления кровлей — полное обрушение.

Выемочные штреки 3 проходят вслед за подвиганием разгрузочной лавы 2 и периодически погашают по мере проведения ходков 4 по обрушенным и уплотненным породам .кровли пласта в пределах выработанного пространства разгрузочной лавы и по пласту íà ос тальном протяжении. Полевые штреки

1 проходят в разгруженных породах почвы разгрузочной лавы 2 на расстоянии, не превышающем величину h, > которая определяется по формуле h L (ctg Y+ s in ) . В данных конкретных условиях угол полных сдвижений пород кровли составляет 72, угол падения пород (.= 10, длина лавы L = 200 м, следовательно h = 200 (ctg 72 - siп

10 ) = 200 ° (0,3249 — 0,1736) = 58 м.

В скобках поставлен знак минус (-), так как штреки расположены со стороны восстания от защитной полосы.

Полевые штреки главного направления

1 проведены на следующем расстоянии от границы защитной полосы с выработанным пространством: откаточный в

58 м, вентиляционный в 25 м. Физи- ческая суть такого расположения состоит в том, что после проведения на указанном расстоянии от границы защитной полосы выработки будут находиться под нависающими над выработанным пространством разгрузочной лавы не отделившимися от массива породами кровли согласно механизма сдвижения пород вокруг очистной выработки. Нагрузка на почву выработанного пространства определяется ведом пород, заключенных в области полных сдвижений, причем максимальная нагрузка имеет место в средней части выработанного пространства, где наибольшая высота области полных ддвижений,примерно равная длине лавы.

При развитии очистных работ в пласте, когда происходит увеличение площади выработанного пространства, имеет место увеличение высоты области полных сдвижений и соответственно нагрузки на почву отработанного пласта и увеличение напряженного состояния нижерасположенных пород. Однако над участком выработанного пространства,расположенным вдоль защитной nîлосы, не происходит увеличения области полных сдвижений, поэтому не происходит изменения напряженного состояния пород в почве и обеспечивается устойчивость выработок. При отработке смежных лав 5 (фиг .1) в каждой второй лаве оставался, неотработанным участок запасов шириной 200 м. Таким образом, вдоль границы выработанного нространства разгрузочной лавы со стороны падения образована защитная полоса из квадратных целиков угля 6

926301 размером 200х200 м. Между целиками находится выработанное пространство, ширина этого пространства не более длины лавы, т ° е. 200 м. При погашении магистральных штреков 1 производилась выемка защитных целиков 6 комплексом БЗК с использованием ходков 4, оставшихся от добычных лав.

Таким образом,за один проход комплекса отрабатывается полоса угля шири ной около 50 м. Выбуривание угля в боках штрека позволяет разгрузить его от действия повышенного горного давления и обеспечить безопасность работ..

В результате применения способа защиты выработки от горного давления обеспечивается устойчивость полевых магистральных выработок в течение всего срока их службы снижаются затраты на подготовительные работы при выемке угольного пласта, после отработки пласта ликвидируются концентраторы повышенных напряжений и обес- печиваются благоприятные условия отработки соседних пластов.

Формула изобретения

Способ защиты выработки от горного давления, включающий проходку выработки, вйемку разгрузочной лавы и

L (с ЯУ sind. ), h

15 где

- длина разгрузочной лавы,м; у — угол полных сдвижений по род кровли у границы выработанного пространства, 20 град ю

cL — угол падения пород, град.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бахтин А.Ф.и др.Совершенствование систем разработки угольных пластов. Киев, "Техника", 1977, с.39-43.

2. Зборщик М.П. Особенности развития очистных работ при разработке пологих пластов на глубоких горизон30 тах. — "Уголь Украины", 1979, Р 6, с.11-13 (прототип). отработку смежных лав, приМыкающих к выработанному пространству раз грузочной лавы, и выполнение защитной полосы, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат на про5 ходческие рабОты при выемке угля, защитную полосу выполняют в виде чередующихся полос выработанного пространства и целиков угля, при этом длина целиков не превышает длину лавы,.а выработку проводят на расстоянии от границы защитной полосы, не превышающем величину h, которую определяют по формуле

926301

fg0

Составитель Л. Березкина

Редактор Н.Егорова Техред И.Гайду Корректор М.Демчик

Заказ 2924/24 Тираж 624 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä,óë.Ïðîåêòíàÿ, 4