Способ предотвращения горных ударов в массиве горных пород

 

СПСХЗОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ГОРНЫХ УДАРОВ В МАех;ИВЕ ГОРНЫХ ПОРОД, включающий определение напряжений в призабойной части гориой выработки , образование за пределами горной выработки разгрузочных щелей, отличающийся тем, что, с целью повьщтения эффективности зашиты вырабо-рки от горных ударов путем уменынения напряженного состояния массива, определяют зону наведенной горными работами трешиноватости вокруг гормой выработки , разгрузочные щели образуют за зоной наведенной горными работами трешиноватости перпендикулярно к максимальным сжимающим напряжениям, действующим в массиве горных пород, при ; (Л этом определение максимальных сжимающих напряжений производят перец началом работ по образованию разгрузочных щелей.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

g g Е 21 I= 5/00

/ t, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ,f т

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

/ у

- : i

Н ABTOPCHOMV.ÑÂÈÄÅÒÅËÜÑTÂÓ (2 1 ) 2982553/22-03 . {22) 19.06,80 (46) 23.11.83. Бюл. М 43 (72) П. А, Богданов, А. Д. Белан, Л. А. Штанько и H. И. Швец (71,) Научно-исследовательский горнорудный институт (53) 622.832 (088.8) (56) 1.Авторское .свидетельство СССР

% 655839, кл. Е 21 " 5/00, 1977.

2. Большинский М. И., Зорин А, Н., Качан И. И., Клен А. П. и Нецосекин Б. Н, Управление состоянием крутого выбросоопасного угольного пласта путем разцельной выемки. Виброопасность угольных пластов. Научные сообшения ИГД им; А. Скочинского. Вып. 186, М„1980, с. 53-58 (прототип).

„.SU„„1055891 A (54) {57) СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ

ГОРНЫХ УДАРОВ В МАССИВЕ ГОРНЫХ

ПОРОД, включаюший опрецеление напряжений в призабойной части горной выработки, образование за пределами горной .выработки разгрузочных шелей, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с целью по вышения эффективности зашиты выработки от горных ударов путем уменьшения напряженного состояния массива, определяют зону навеценной горными работами трешиноватости вокруг горной выработки, разгрузочные щели образуют за зоной навеценной горными работами трешиноватости нерпенцикулярно к максимальным сжимаюшим напряжениям, цей- З ствуюшим в массиве горных пороц, при .: этом опрецеление максимальных сжимаюших напряжений произвоцят перец нача- ( лом работ по образованию разгрузочных щелей.

5891

1 105

Изобретение относится к горному целу и может быть использовано на горно- цобывающих предприятиях при прохоцке выработок и в периоц их эксплуатации.

Известен способ предупреждения и локализации динамических явлений B массиве горных пород, включающий созцание одновременно с проходкой горной выработки разгруженной зоны путем образования эа контуром выработки 30 послецовательного ряца разгрузочных по лостей, расположенных вцоль процольной оси горной выработки и перпенцикулярно к ней (1)

Нецостатком способа является то, что 15 его использование не исключает горных уцаров в боках и кровле выработки, так как разгрузка от напря>кений. происходит на ограниченной части призабойного массива. 20

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ, включающий определение напряжений в призабойной части горной выработки, образование эа пределами выработки разгрузочных щелей, при этом направление провецения щели контролируе гся по напряжениям, определяемым в верхней, нижней и центральной частях призабойной зоны Я

Основным недостатком известного спо» соба является то, что при ориентировании щели не учитываются направления действующих в массиве максимальных напря» жений. Кроме того, щели в массиве пороц 35 провоцятся без учета эоны навеценной вокруг горной выработки трешиноватости.

Целью изобретения является повышение эффективности защиты выработки от горных уцаров путем уменьшения напря- 40 женного состояния массива вокруг горной выработки, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему определение напряжений в призабойной части 45 горной выработки, образование за пределами выработки разгрузочных щелей, опрецеляют зону навеценной горными работами трещиноватости вокруг горной выработки, разгрузочные щели образуют 50 за зоной навеценной горными работами трешиноватости перпенцикулярно к максимальным сжимающим напряжениям, цействующим в массиве горных пороп, при этом опрецеление максимальных с>ки- 55 мающих напряжений производят перед началом работы по образованию разгрузочных щелей.

На фиг. 1 показана выработка, с зоной трещиноватости вокруг нее и защитной зоной, выполненной с помощью щелей, поперечный разрез; на фиг. 2разрез А-А на фиг. 1.

Способ осуществляется следующим образом.

llo вецения работ по образованию щелей устанавливают - размеры защитной зоны. Защитная зона прецставляет собой прилегавший к выработке участок массива, в котором проявление горных уцаров исключено путем снятия высоких концентраций напряжений искусственно созданной поцатливостью пороц с помощью щелей.

Известно, что в пределах защитной зоны напряжения не превышают предела упру гости (текучести пород) на оцноосное сжатие, поэтому разрушений в ней не происходит и зон неупругих (запредельных) цеформаций не возникает.

Разгрузку пороц от высоких концентраций напряжений в прецелах защитной зонй осуществляют созданием щелей, ориентация зависит от направления вектора максимальных напряжений. Направление цействия максимального напряжения Qz определяют любым известным методом. QnII этого из выработки 1 перпендикулярно к плоскости забоя 2 выбуривают измерительную скважину 3. Чтобы торец скважины 3 не испытывал влияния выработки 1, длину скважины 3 принимают равной 2-3 рациусам выработки. Торец скважины 3 шлифуют, в центре его жестко приклеивают три тензодатчика и измеряют их сопротивление. После этого вокруг цат чиков кольцевой воронкой прорезают щель до образования экрана цлиной 1,5-2,0

его циаметра. Керн отрывают от массива и измеряют сопротивление тензоцатчиков, которое изменилось в результате перецачи на них цеформаций упругого восстановления керна. Деформации, а следовательно, и сопротивления тензоаатчиков пропорциональны цействуюшим в плос кости торца скважины напряжениям. Для измерения ширины 4 зоны 4 трешиноватости, наведенной взрывом и горным давлением, на месте предстоящей разгрузки в выработке 1 перпендикулярно к направ- . лению максимального напряженияб бурят скважины 5 и 6 и произвоцят ультразвуковой каротаж. В зависимости от ширины 6 эоны 7 определяют ширину С разгрузочных щелей 8 и 9, которая равна С- b -сХ .

После чего по формуле определяют высоту щелей 8 и 9, Лля прямого участка

1055 выработки, приведенного в пределах одного пласта вне зоны влияния очистных работ, аостаточно одноразового измерения наведенной трешиноватости и определения направлении действия квазиглавных напряжений 61 .

Для образования шелей 8 и 9 в плоскости, перпендикулярной к действию максимальных напряжений 6, в стенках выработки 1 на участке, образованном 10 взрывом при проходке в диаметрально нротивоположных местах, выбуривают ряды скважин 10 и 11, которые располагают парачлельно, а к продольной оси выработки 1 - поа углом. Данну 15 скважин 10 и 11 определяют как гипотенузу треугольника, у которого одна сторона равна ширине в зашитной эоны 7, вторая - удвоенной величине подвигания забоя за один взрыв. Расстояние между 20 скважинами в ряду равно диаметру разрушения породы при. камуфлетном взрывании цилиндрического заряда, которое рассчитывают или выбирают по данным практики. Передние части скважин 10 и 11, находяшиеся в пределах гранин буду. ших щелей 8 и 9, заряжают выскобриэант.. ным взрывчатым вешеством, оставшуюся алину этих скважин в пределах зоны 4 наведенной трешиноватости заполняют ЗО плотной забойкой.

Qo образования опережаюших разгрузочных шелей 8 и 9 массив впереди забоя 2 выработки 1 находится в напри-

891 4 женном состоянии, близком к объемному, которое согласно третьей теории прочно сти, характеризуется ответственными эа разрушение касательными напряжениями.

После образования разгрузочных шелей 8 и 9 перед взрывом забоя 2 касатепьные напряжения увеличатся ао максималь ного значения. После образования шелей 8 и 9 впереди забоя 2 возникает предельное состояние пород, при котором аля разрушения пород понадобится аопод» нительная энергия, например, взрывание забоя шпуров в забое 2, меньшая по ве» личине, чем при взрывании забои беэ шелей. Скважины 10 и 11, служащие для образования разгрузочных шедшей 8 и Р, взрывают одновременно, а затем с замедлением взрывают шнуры, предназначенные аля проходки выработки 1.

Преимушества предлагаемого сносе ба состоят в том, что при разгрузке массива горных пород от напряжений ис» пользуется податливость зоны наведенной трешиноватости, создание шелк за зоной наведенной трешиноватости позволяет не разрушать контур выработки, а эашитная эона в.боках выработки сохраняется н выполняет свои функции s период Ъе эксплуатации. Кроме того, ориентирование щелей относительно вектора максимального кваэигпавного сжимаюшего напряжения позволяет повысить надежность защитной зоны, а также создавать щели, минимально необходимых для этого размеров.

1055891

Я-А

И

lf

И

Составитель Г. Васючкова

Рецактор .О. Юркове кая Техред М. Тепер Корректор Г. Решетник

Заказ 9262/28 Тираж 444 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., a. 4/5 филиал ППП Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4