Способ разгрузки контура горной выработки

 

СПОСОБ РАЗГРУЗКИ КОНТУРА ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ, включающий проведение выработки с плоской кровлей н создание разрушением по всей длине выработки разгрузочных ш,елей, заполненных податливым материалом, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат на поддержание кровли выработки, разгрузочные ш,ели создают глубиной, равной 1-2 размерам высоты выработки на контакте кровли и боков с углом подъема к горизонту, не превышаюш,им угол внутреннего трения разрушенной в разгрузочных шелях породы . сл CZ о: ю со 00 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК к5в E 21 D 13 02

OllHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3593683/22-03 (22) 19.05.83 (46) 23.06.85. Бюл. № 23 (72) A. А. Козырев, А. В. Ловчиков и Г. А. Марков (71) Горный институт Ордена Ленина кольского филиала им. С. М. Кирова АН СССР (53) 622.281 (088.8) (56) 1. Айзаксон Э. Давление горных пород в шахтах. М., Госгортехиздат, 1961, с. 176.

2. Авторское свидетельство СССР № 729360, кл. Е 21 D13/02,,1980.

„„SU„„1162988 А (54) (57) СПОСОБ РАЗГРУЗКИ КОНТУРА

ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ, включающий проведение выработки с плоской кровлей и создание разрушением по всей длине выработки разгрузочных щелей, заполненных податливым материалом, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат на поддержание кровли выработки, разгрузочные щели создают глубиной, равной 1 — 2 размерам высоты выработки на контакте кровли и боков с углом подъема к горизонту, не превышающим угол внутреннего трения разрушенной в разгрузочных щелях породы.

1162988

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при строительстве и эксплуатации шахт и рудников, сооружаемых в крепких однородных скальных породах на различной глубине от поверхности при существовании в массиве больших горизонтальных тектонических напряжений, Известен способ снижения концентрации сжимающих напряжений в кровле выработки при действии в массиве горизонтальных тектонических напряжений, превышающих вертикальные, за счет увеличения ширины выработки. При этом рекомендуется выдерживать соотношение ширины к высоте выработки, равным соотношению в нетронутом массиве горизонтальных и вертикальных напряжений. Напряжения в кровле могут быть снижены в 1 5 — 2 0 и более раз (1).

Однако применение этого способа обуславливает необходимость увеличения в 1,5—

2,0 и более раз сечение выработки, приводит к резкому удорожанию стоимости проходки выработок. При высоком уровне горизонтальных тектонических напряжений этот способ становится экономически невыгодным, к тому же и нетехнологичным.

Наиболее близким к предлагаемому является способ разгрузки контура горной выработки, включающий проведение выработки с плоской кровлей и создание разрушением по всей длине выработки разгрузочных щелей, заполненных податливым материалом (2).

Недостаток известного способа при условии, когда в массиве действуют лишь гравитационные напряжения, заключается в том, что предусматривается снижение напряжения лишь в боках выработки. При создании щелей в кровле выработок увеличивается концентрация растягивающих напряжений, что приводит к необходимости крепления кровли выработки. Другим недостатком способа является ограниченность его применения. Способ эффективен лишь в сравнительно пластичных и неоднородных осадочных породах угольных месторождений, допускающих создание современными техническими средствами в угольном пласте щелей толщиной 0 1 — 0 3 м и их последующее плавное смыкание под влиянием вертикальных напряжений без разрушения контура выработки. В однородных крепких скальных породах такой способ разгрузки контура выработки неэффективен вследствие отсутствия слабого пласта, трудностей создания сплошной щели толщиной 0,1 — 0,3 м, необходимости крепления вы ра ботки.

Цель изоб,".етения — снижение затрат на поддержание кровли выработки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу разгрузки контура горной выработки, включа ющему проведение выработки с плоской кровлей и создание разрушением по всей длине выработки разгрузочных щелей, заполненных податливым материалом, разгрузочные щели создают глубиной, равной 1 — 2 размерам высоты выработки на контакте кровли и боков с углом подъема к горизонту, не превышающим угол внутреннего трения разрушенной в разгрузочных щелях породы.

На фиг. 1 показана выработка, поперечный разрез; на фиг. 2 —. выработка, вид в плане; на фиг. 3 — зависимость изменения коэффициента концентрации напряжений от отношения пролета к высоте выработки.

Выработку 1 проходят с плоской кровли обычным способом высотой и шириной а.

Щели 2 могут быть созданы в процессе проходки выработки путем бурения рядов скважин и последующего камуфлетного их взрывания, Длину щелей г . выбирают в зависимости от уровня действующих в массиве горизонтальных тектонических напряжений в пределах одно- двухкратной высоты выработки (h), (0(/,(2) . Это соотношение принимают из следующего. Как видно из фиг. 3, уже при отношении пролета выработки к высоте, равном трем коэффициентам концентрации тангенциальных напряжений, К близок к единице, дальнейшее увеличение отношения /» до 5 приводит к снижению коэффициента всего на 10—

20%. При отношении пролета выработки к высоте больше 5 отмечается совсем незначительное снижение напряжений на контуре выработки. Образование щелей длиной г(2Ь нетехнологично и экономически нецелесообразно, поскольку дополнительный эффект разгрузки кровли незначителен (не более 100%).

При проведении выработки щели создают на контакте кровли и блоков выработки, поскольку их создание в блоках не приводит к существенному снижению напряжений в кровле выработки. Щели выполняют под углом к горизонту, что дает еще большую разгрузку кровли выработки, при этом угол наклона принимают равным углу внутреннего трения разгруженных в щели пород, чтобы не происходило их обрушение в проводимую без крепления выработку. Кроме того, это дает возможность использования разрушенной в щели породы в качестве податливого материала, 1162988

Фиъ 2

Редактор Е. Лушникова

Заказ 4082/31

2,S

Ц р гя

1,6

5 ,2

Ъ

0,8

©, 1 2 3 9 5

О пношение пролета к 5ысоате ЗыраЫп ки, а./

Фиг.3

Составитель Л. Березкина

Техред И. Верес Корректор В. Гирняк

Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4