Способ крепления выработок в слоистом горном массиве

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (1) 4 Е 21 D 13 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3841608/22-03 (22) 10.12.84 (46) 23.07.86. Бюл. № 27 (71) Ленинградский ордена Ленина, ордена

Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени горный институт им. Г. B. Плеханова (72) А. С. Кириченко, Н. М. Проскуряков, А. А. Ярагин, А. С. Триполко и К. 3. Шишкин (53) 622.281.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 825988, кл. E 21 D 13/02, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 1078089, кл. E 21 D 13/02, 1984. (54) (57) СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ ВЫРАБОТОК В СЛОИСТОМ ГОРНОМ МАССИВЕ, включающий бурение шпуров перпендикулярно напластованию пород и укрепление последних с одновременным созданием депрессии в шпурах, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и стоимости крепления и повышения надежности крепления выработки, укрепление пород производят путем установки в кровле выработки газонепроницаемой эластичной оболочки с отверстиями, соответствующими расположению шпуров, поддерживаемой при помощи постоянной депрессии по всей площади оболочки, и герметизирующих крепежных элементов, выполненных в форме трубок с эластичными опорными буртиками и закрепляемых в шпурах, длина которых принимается равной мощности пород обрушения, при этом депрессию определяют по формуле

pp>< N/S где др — величина депрессии, Н/м ;

S — площадь основания обрушения, м ;

W — вес пород в объеме обрушения, Н, — расстояние между шпурами определяют по формуле Р

E — — — >

23 где (— расстояние между шпурами;

P — величина депрессии вакуума, k — коэффициент запаса;

Э вЂ” объемный вес пород, Н/м .

Н/м-;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ I 3.,: . ц

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ - " ),; . .;,. ф с.., Р

1245709

55

Изобретение относится к горному делу, в частности к креплению кровли очистных камер и других выработок с ограниченным сроком службы в калийных шахтах.

Цель изобретения — снижение трудоемкости и стоимости крепления и повышение надежности крепления выработки.

На фиг. 1 показана горная выработка, проходимая в породах со слоистой кровлей, поперечное сечение, на фиг. 2 — сечение

А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение Б — Б на фиг. 2.

Способ осуществляется следующим образом.

В процессе подвигания забоя выработки 1 проходимой в слоистых породах, в кровле бурятся шпуры 2 глубиной, равной высоте ."оны возможного обрушения. путем сматыва: ш бухты или вытягивания из контейнера, установленных в канале выработки или

-xe на комбайне, подвигается газонепроницаемая эластичная оболочка 3 и в отверсия 4, совпадающие с сетью шпуров 2, вставляются герметизирующие крепежные элементы 5 в форме трубки с эластичным опорным буртиком 6 и слегка прижимаются к поверхности оболочки 3. Герметизирующие крепежные элементы 5 посредством трубок 7 с двухходовым краном 8 подсоединяются к вакуум-магистрали 9, которая через предельный авторегулятор 10 подключена к вакуум-насосу 11. После легкого прижатия опорного эластичного буртика 6 к газонепроницаемой эластичной оболочке 3 двухходовой кран 8 устанавливается в поло кение сообщения пород кровли через шпур 2 с вакуум-системой и за счет депрессии эластичный буртик плотно прижимается к наружной поверхности оболочки 3, которая, в свою очередь, всей поверхностью прижимается к поверхности кровли, экранируя ее.

Создаваемая депрессия, за счет разности давления рудничной атмосферы и вакуума в породах возможного обрушения в кровле, создает равноопределенную силу по ее поверхности и в толще на мощность эвакуумированных пород. что препятствует расслоению пород и их обрушению по всей поверхности. По мере подвигания выработки эти операции повторяются вплоть до полной ее отработки. Поскольку вакуум-установка работает в автоматическом режиме, в породах кровли поддерживается заданный уровень депрессии непрерывно.

После отработки камеры, по мере отго»а комбайна, проводится снятие герметизирующих крепежных элементов 5 за счет сообщения через них завакуумированных пород с атмосферой. Для этого двухходовой кран 8 устанавливается в положение, при котором трубка 7 перекрывается со стороны вакуум-магистрали 9 и открывается со стороны атмосферы рудника, сообщая с ней завакуумированные породы. После выравнивания давления герметизирующий крепежный элемент 5 извлекается, а оболочка 3 наматывается на бухту или складывается в контейнер вплоть до снятия всей крепи.

Регулирование несущей способности этой крепи проводится путем регулирования вакуума в породах кровли. Таким образом, вакуум здесь выступает как активная несущая сила, поэтому данный способ крепления далее именуется как крепежная система «Силвак».

Пример Высота зоны возможного обрушения составляет 0,85 м, длина камеры

100 м, ширина 16 м. Таким образом, для системы «Силвак» глубина шпуров должна быть 0,85 м. Для сравнения глубина шпуров под анкеры в этих же условиях составляет 1,3 м, что больше на 35О. Из расчета анкерного крепления видно, что они закладываются ",о квадратной сетке с расстоянием между ними 1,5 м. Таким образом, площадь возможного обрушения составляет S=1,5- =2,25 м . При данных площади и высоте возможного обрушения и объемном весе соляных пород == 2т/м = 1,96Х

X 10 Н/м, вес пород в объеме обрушения составит N=0,37.10 Н. Для поддержания пород кровли в соответствии с формулой создают депрессию равную hp= =

= — 1,6410" Н/м, что при величине атмосферного давления в руднике, составляющего

1,013 ° 10 Н/м (760 мм рт. ст), требует создания вакуума кровли, равного 0,85 10 Н/м (640 мм рт.ст). Такой вакуум относится к степени низкого вакуума, создание и поддержание которого не представляет трудности существующими ваккумными насосами.

Расстояние между шпурами в системе

«Силвак», определенное в соответствии с указанной формулой, составляет 3 3,5 м. В проект принимают величину 3=3,0 м, тогда для камеры шириной 16 м необходимо через каждые три метра бурить ряд из пяти шнуров глубиной 0,85 м. Для всей камеры потребуется пробурить всего 167 шпуров. Для анкерного крепления, согласно выше названной инструкции, необходимо через 1,5 м бурить ряд из 1! шпуров глубиной 1,3 м, что для всей камеры составит 734 шпура.

Система «Силвак» в отличие от анкерного крепления, является системой многоразового использования. Крепление с помощью системы «Силвак» много дешевле аналогичного анкерного крепления, которое наиболее широко используется в калийной промышленности.

Повышение надежности достигается за счет непрерывного поддержания несугцей силы, роль которой выполняет вакуум, постоянной. Данное условие при использовании анкерного крепления любого типа не соблюдается, поэтому наблюдается обрушение раз1245709

Составитель Л. березкина

Редактор Н.Марголина Техред И. Верес Корректор A. Тяско

Заказ 3971 22 Тираж 470 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и о1крытий!! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 личной интенсивности в отрабатываемых камерах. Наряду с этим, система «Силвак», дегазируя породы крепи, способствует сниже спанья 06ииа нии

cunsduwm ЕБ

Ж 7/;Ж6й7Я

CL7lib

llpccacuiru И=3

ГЛ4/РЫ нию выбросности и поэтому ее наиболее эффективно используют при разработке выбросоопасных калийных пластов.