Способ разгрузки горной выработки от напряжений

 

1. СПОСОБ РАЗГРУЗКИ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ ОТ НАПРЯЖЕНИЙ, включающий бурение и в ыванне скважин в горном tAaccoBQ с образованию в нем пластообразных зон разрушенных пород, располагающихся в пжхгкостях, не пересекающихся с выработкой, отличающийся тем, что, с-цепью повышения эффективности разгрузки, каждую зону разрушенных nqiofl выполняют за пределами проекции горной Bb a6oiv. jffl на эту плоскостей

„„Я0„„! 046523 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ЗсЮ E 212 11/00

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 3230488/22-03 (22) 31. 12. 80 . (46) 07.10.83. Бюл. № 37 (72) Т. М. Княжанская и П. А. Миненхо (71) Научно-исследовательский горнорудный институт (53) 622. 225 (088. 8) (56) 1. Крепление и охрана горных выработок. Донецк, ДонУГИ, 1968, № 46, с. 31-43.

2. Авторское свидетельство СССР № 711297, кл. Е 21З 11/00, 1976 (прототип). (54)(57) 1. СПОСОБ РАЗ РУЗКИ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ ОТ НАПРЯЖЕНИЙ, включающий бурение и взрыванне скважин в горном массиве с образованием в нем пластообразных зон раэрушенных пород, располагакнщцсся в шюскостях, He IIepeceKaIomHxca с выработкой, о тличающийся тем, что, с.келью повышения эффективности разгрузки, каж. дую зону разрушенных пород выполняют за пределами проекпии горной выработки на эту плосвость °

1046523

2, Способпоп. 1, отличаюш и и с я тем, что, с целью сокращения объема буровзрывных работ, для ведения последних осуществляют проходку буровых камер, располагаемых по обе стороны от горной выработки в шахматном порядке.

Изобретение относится к горному де, лу, а именно к способам зашиты горных выработок от разрушений под действием горного давления, Известны способы разгрузки горных выработок от напряжений, включающие бурение и взрывание скважин в горном массиве с образованием в нем зон разрушенных пород 1) .

Нэдостатком этйх способов является концентрация сил горного давления вблизи выработки с помощью образованных эон разрушенных пород. Это приводит к увеличению нагрузки на крепь выработки и=к разрушению крепи.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ, включающий бурение и взрывание скважин в горном массиве с образованием в нем пластообразных зон разрушенных

20 пород, располагающихся в плоскостях не пересекающихся с выработкой 2 .

Недостатком известного способа является концентрация напряжений горного 25 давления в горном массиве вблизи выработки и на контуре выработки после раоходования запаса податливости в защитных зонах разрушенных пород, ааполненных наполнителем. Это приводит к возрастанию нагрузки на крепь и разрушению ее.

Целью изобретения является повышение эффективности разгрузки горной выработ еи.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу разгрузки горной З5 выработки от надряжений, включающему бурение и взрывание скважин в горном массиве с образованием в нем. пластообразных зон разрушенных пород, располагающихх в пл оск остях не пере секающи хся с выработкой, каждую зону разруше ния пород выполняют за пуеделами проекции горной выработки на эту плоскость, причем для ведения буровых работ осу

3. Способ по пп. 1.и 2, о т л и— ч а ю шийся тем, что каждую зону разгруженных пород выполняют с шири«..

-ной ее поперечного сечения, в три-пять раз большей диаметра выработки, и располагают на расстоянии от выработки, равном двум-трем ее диаметрам.

I шествляют проходку буровых камер, раополагаемых по обе стороны от выработ ки в шахматном порядке, а каждую зону разрушенных пород выполняют с шириной ее поперечного сечения, в три-пять раэ большей диаметра выработки, и располагают на расстоянии от выработки, равном двумгрем ее диаметрам.

На фиг. 1 представлен горный массив, вмешающий выработку и зоны разрушенных пород, вертикальный разрез; на фиг. 2разрез А А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез B-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение

В-В на фиг. 1; на фиг. 5 — сечение Г-Г на фиг; 1; на фиг. 6 - сечение Д-Д на фиг, 1; на фиг. 7 - разрез E-E на фиг,8) на фиг. 8 - разрез Ж-Ж на фиг. 7; на фиг. 9 — проекция на горизонтальную плоскость системы ограниченных вдоль выработки зон разрушенных пород, образованных взрыванием вееров скважин, пробуренных из буровых камер, расположенных по обе стороны горной выработки в шахматном порядке.

Способ осуществляют следующим образом, Предварительно составляют проект на выполнение пластообразных зон разрушенных пород в горном массиве, окружающем горную выработку 1. В проекте предписывается количество и расположение в выработке вееров скважин 2, количество скважин в каждом веере, направление и длина каждой скважины.

В проекте указывается для каждой скважины. начало и конец интервала 2, заполняемого взрывчатым веществом, с целью выполнения взрывом пластообраэ ных зон разрушенных пород 4-6 (фиг.1).

Местоположение интервалов 3 для каждой из эон, например 4 (аналогично 5 и 6), выбирают таким образом, чтобы их середины были расположены в одной из лоскостеФ, например 7 (аналогич3 10465 но 8 и 9), не пересекающихся с гор „ной выработкой 1. Более того, распо ложение интервалов 5 должно быть за пределами площади проекции 10 (аналогично 11 и 12) горной выработки 1 на плоскость 7 (аналогично 8 и 9) (фиг. 1, 4. 5 и 6). В проекте также указывают порядок взрыва заряженных скважин 2. Возможны варианты, в которых проектируют вспомогательные горизонтальные 13 и вертикальные 14 горные выработки и буровые камеры 15, из которых бурят веера скважин 2. В таком варианте в несколько раз снижается расход скважин на образование зон 4—

6 (фиг. 7 и 8).

Согласно проекта из выработки 1 бурят скважины 2, заполняют их взрывчатым веществом на интервалах 3 и взрываются. Под действием взрыва по- р0 роды в области интервалов 3 разрушают ся и таким образом осуществляется выполнение в горном массиве пластообразных зон разрушенных пород 4-6, расположенных в непересекающихся.с горной выработкой плоскостях 7-9. При этом каждая из зон, например 4 (аналогично 5 и 6), расположена в плоскости 7 (аналогично 8 и 9) за пределами проекции 10 (аналогично 8, 11 и 12), горной выработки 1 на эту же плоскость 7 (аналогично 8 и 9).В варианте с буровыми камерами 15 бурение вееров скважин 2 осуществляется в плоскостях 7-9, чем достигается более полное использование скважин и значительное уменьшение

35 объемов бурения. При этом буровые камеры 15 могут быть расположены вдоль выработки по обе ее стороны в шахматном порядке (фиг. 9) а зоны 4-6 могут быть

40 непрерывными (фиг. 2 и 8) или огрань ченными (фиг. 9) вдоль выработки. Возможны также варианты, в которых зоны разрушенных пород 4-6 заполнены твердеющим или податливым материалом, 45 например различными глинами или песчаноглинистыми смесями. Возможен vmже вариант, в котором краевые облаоти 15 пластообразных зон 4-6 имеют .мощность в 1, 3-1, 7 раза большую чем

50 центральные области зон 4-6. Увеличение мощности краевых областей 16 зон

4-6 достигается увеличением интервала 3

1 или увеличением удельной энергоемкости взрывчатого вещества.

23 4

Наиболее эффективными являются зоны.4-6 длина „которых в поперечном сечении в 3-5 раз больше ширины Ь выработки 1. Это обусловлено необходимостью перераспределения действий сил горного давления на более удаленные . от выработки участки горного массива.

В результате выполнения зон 4-6 в, гор ном массиве возле выработки 1 (сог ласно изобретению) достигается изменение направления действия сил горного давления в обе стороны от выработки. При этом увеличивается нагрузка на породы горного массива более удаленные от вы-. работки 1, уменьшается нагрузка на породы горного массива вблизи вырабсл ки 1 и на крепь (не показана). Оптимальное расстояние - 3между зоной 4-6 и проекцией выработки 10-12 равно (2:

:3) t.,, Это положение подтверждается экспе- риментальными исследованиями, которыми установлено увеличение нормальных напряжений на берегах трещины, выполненной в образце и заполненной эпоксидной смолой, при сжатии образца. Этими исследованиями установлено увеличение скорости смещения. вышележащей над трещиной части образца вдоль трещины, а также увеличение касательных к трещине напряжений в этой же части образца. Это свидетельствует 0 тОме ITQ IlpH наличии над выработкой зон разрушенных пород будут увеличены в горном массиве напряжения в площадках, расположенных параллельно плоскостям, в которых распо ложены зоны, и под этими плоскостями.

Это увеличение напряжений произойдет за счет снижения напряжений в горном массиве вблизи выработки.

Увеличение мощности краевых облаотей 16 каждой зоны 4-6 позволит иэ бежать разрушений массива вдоль плоокостей 7-9, так как в дальнейшем может возникнуть необходимость проходки до, полнительных выработок в горном массиве вблизи выработки 1.

Применение предложенного способа позволяет заранее перераспределить горное давление в массиве и снизить его воздействие на контур горной выработки и предохранить выработку от полного или частичного разрушения.

1046523

Ф иг. 7

1046523

- 1046523

Составитель С. Потапов

Редактор Г. Волкова Текред А. Бабинец Корректор А. Дзятко

Заказ 7693/36 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4