Способ проходки горных выработок в барьерных целиках
Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение скорости проходки горной выработки (ГВ) путем совмещения проходки со снятием напора воды. Из камёр-заходок 1, пройденных в забое 2 ГВ 3 и расположенных в водонепроницае1 1х (или осушенных) горных породах 4, на расстоянии не менее ширины барьерного целика 5 бурят опережающие скважины 9 до вскрытия ими водного объекта 7. Через скважины 9 снимают гидростатический напор воды. Проходку ГВ 3 в пределах целика 5 осуществля- . ют поэтапно по мере снятия напора воды. Суммарную величину проходки ГВ 3 на i-M этапе определяют в зависимости от расположения водного объекта в подошве ГВ 3, в кровле ГВ 3 и в забое 2 по ;формулам, приведенным в изобретении. 4 ил. (О 4 СП Од Сл СХ) со
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) А1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР.(21) 4118307/22-03 (22) 16.09.86 (46) 07.02.89. Бюл. У 5 (71) Всесоюзный научно-исследовательский конструкторско-технологический и проектно-изыскательский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу (72) Ю.С. Осипенко, В.В. Васильев, . А.Т»Усатюк, Ю.Н»Чистяков, А.И.Владимиров и В.В.Аистов (53) 622»281 5 (088 8) (56) Справочник по осушению горных пород./Под ред. И.К,Станченко. М.:
Недра, 984, с. 2! О.
Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах, М.; Недра, 1974, 3 541, с. 173. (51) 4 Е 21 D 13/02 Е 02 D f9/10
;(54) СПОСОБ ПРОХОДКИ ГОРНЫХ ВЫРАБО-.
jT0K В БАРЬЕРНЫХ ЦЕПИКАХ (57) Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение скорости проходки горной выработки (ГВ) путем совмещения проходки со снятием напора воды. Из камер-заходок 1, пройденных в забое 2 ГВ 3 и расположенных в водонепроницаемых (или осушенных) горных породах 4, на расстоянии не менее ширины барьерного целика 5 бурят опережающие скважины 9 до вскрытия ими водного объекта 7. Через скважины 9 снимают гидростатический напор воды. Проходку
ГВ 3 в пределах целика 5 осуществляют поэтапно по мере снятия напора воды . Суммарную величину проходки
ГВ 3 на i-м этапе определяют в зависимости от расположения водного объекта в подошве ГВ 3, в кровле ГВ 3 и в забое 2 по формулам, приведенным в изобретении. 4 ил.
1456589
Изобретение относится к горному делу, а именно к области гидрогеологического обоснования и проходки горизонтальных и наклонных горных выра- 5 боток в барьерных целиках.
Целью изобретения является повышеЭ ние скорости проходки горной выработки путем совмещения проходки со снятием напора воды, 10
На фиг. l представлена схема рас-. положения горной выработки и опережающих скважин; на фиг.2 - оборудование опережающей скважины; на фиг.3— разрез А-А на фиг. l; на фиг.4 -,схе- 15 ма расположения горной выработки и опережающей скважины, когда трасса горной выработки не пересекает водный объект.
Способ реапизуется следующим об- 20 разом.
Из камер-эаходок 1 (фиг. 1), пройденных в забое.2 горной выработки 3 и расположенных в водонепроницаемых (или осущенных) горных поро- 25 дах 4 на расстоянии m равном размеру барьерного целика 5 с границей 6, отстроенной от водного объекта 7 с контуром 8, закладывают опережающие скважины 9 по направлению, не пере- 30 секающему трассу 10, намечаемой к проходке горной выработки. Устье опережающих скважин 9 оборудуют кондуктором 11 {фиг.2). Для надежной изоляции горной выработки 3 от подземных вод производят эатрубную це ментацию 12 кондуктора 11 ° Кроме того, на кондукторе 11 при помощи фпанцев. 13 устанавливают задвижку 14, после чего производят испытание на- 40 дежности задвижки 14 и кондуктора
11 под давлением, превышающим фактическое Ро в водном объекте 7» После завершения испытания задвижки 14 и . кондуктора 11 проходят. опережающие 45 скважины 9 глубиной 1,, определяемой из следующего условия:
m С 13 6 1ТВ где m — расчетная ширина барьерного с целика при давлении Р,, м;
1 — длина опережающей скважи3 ныл му
1 — технически осуществляемая
Т длина опережающей скважины, м",, 55
Вскрытие опережающими скважинами
9 водного объекта 7 приводит к тому, l что вода из водного объекта 7 по опережающим скважинам 9 поступает в горную выработку 3, в результате чего давление Р в водном объекте 7 понижается, Замеры текущего давления P
< в водном объекте 7 проводят по наблюдательным скважинам (не показаны) ° пробуренным с поверхности земли или иэ горных выработок. Если по трассе 10, намечаемой к проходке горной выработки в водном объекте 7, отсут ствуют гидрогеологические наблюдательные скважины или их расположение не обеспечиваем надежного контроля за уровнем воды, на кондукторе 11 опережакщей скважины 9- перед задвижкой 14 устанавливают манометр 15.
Для измерения изменения давления в водном объекте 7 по манометру 15 устье опережающей скважины 9 перекрывают задвижкой 14 и показания снимают по истечении времени 1э, определяемого по зависимости
ii d 1
Ы -аь p
40.„ где d — диаметр опережающей скважины, м;
Q«- дебит опережающей скважиниа мо /чо
Снижение давления в водном объекте 7 (фиг.3) под дренирующим воздействием опережающих скважин 9 приводит к тому, что ширина барьерного целика 5, предохраняющего горные выработки 3 от прорывов воды из водного объекта 7, становится излишней и может быть уменьшена на величину
5,m;, определяемую в зависимости от расположения водного объекта внизу, вверху или впереди выработки по формулам
hm, =ш
gm, =m,"h, где дш — суммарная величина умень-К шения ширины барьерного целика при напоре воды Р; (суммарная величина прбход3 !4565 ки выработки на i-м этапе снятия напора воды), м; э
1,2,...,n;
5 ширина барьерного целика,м; гидростатический напор воды на i-м этапе снятия напора воды, Па; объемная масса породы в 10 з, охранном целике, кг/м ; объемная масса водонасыщенной несвязной породы, кг/м ; мощность водонасыщенной 15 несвязной породы в кровле выработки выше охранного целика, м; высота горной выработки, мб 20 ускорение свободного падения, м/с й. эквивалентный пролет выработки, см эмпирический коэффициент, 25 зависящий от взаимного расположения выработки и водного объекта, Па/м; временное сопротивление по-.. роды на сжатие, Па. 30
1
40
Р, 36Р(Л) Ъ+ g31 m,Ó ш а
55 где Р„ гидростатический напор в водном объекте, определяемый по допустимым водопритокам, Па.
После замера давления в водном объекте 7 и выполнения расчетов горную выработку 3 проходят до новой гра-. ницы 1б барьерного целика (фиг,3) на- величину д m; . Затем операции замера давления Р, определения
Аш;, проходки горной выработки 3 на величину, равную 6m;, . повторяют до тех пор, пока напор наземных вод в водном объекте 7 не будет сникен до величины Р, выбираемой как меньшее
Г из двух значений; определяемых по .з ависимостям
89
Р,,P, P .†. гидростатический напор в водном объекте, находящемся в подошве, кровле, забое выработки соответственно при вскрытии его забоем пересекающей гор-. ной выработки, Па
Ъ (з - временное сопротивление породы на расстояние, Па;
m - величина проходки горной л выработки на и-м этапе понижения гидростатического напора воды, м;
11 3 ПЛОтность ВОДЫ ф КГ/М 3 производительность Водо» отливной установки, м /сут;
g — водоприток по шахте до вскрытия горной выработкой водного объекта, м /сут;
К вЂ” коэффициент фильтрации горных пород водного объекта, м /сут;
% — эмпирический коэффициент.
При достижении напора воды в водном объекте 7, равны Р„, горную выработку 3 проходят на всю ширину барьерного целика 5 и ее забоем 2 вскрывают водный объект 7.
В результате разбивки операций снижения напора в водном объекте и проходки горной выработки в барьерном целике на этапы достигают совмещения этих операций во времени, что позволяет увеличить скорость проходки горных выработок в барьерном целике.
Формула изобр ет ения
Способ проходки горных выработ,ок в барьерных целиках, включающий бурение опережающих скважин до вскрытия ими водного объекта на расстоянии не менее ширины барьерного целика, снятие через эти скважины гидростатического напора воды и проходку горной выработки в пределах барьерного целика, о т л ич а ю щ н и с я тем, что, с целью повышения скорости проходки горной выработки путем совмещения. проходки со снятием напора воды, горную выработку проходят поэтапно по мере снятия напора воды, при этом суммарную величину проходки выработки на i-м этапе определяют в зависимости от
5 1456589 расположения водного объекта в подош- Г вскрытие водного объекта Hà и-м ве выработки, в кровле выработки и этапе производят при гидростатичесв забое ее по формулам соответствен- ком напоре, равном меньшему из значено ний, определяемых по формулам
Дш *ш с
P< )g (— ) Q + ш,;
mn +
mn 2 .Р, - 16 р (— ) — а1,m, -ВР,m„ дш ш с
101 Р;
pm- * m -h — — -- 9
gg 17 У
3 0125Р 1 )
1 i где дш; где Pf,p,р
pi! ш п
3зО,—
D
У суммарная величина проходки выработки на ь-м этапе,м; 15
:192)...901 ширина барьерного целика, м; гидростатический напор воды на i-м этапе, Па; 20 объемная масса породы в охранном целике, кг/м ; з, объемная масса водонасыщенной несвязной породы; кг/м ; 25 мощность водонасыщенной несвязной породы в кровле выработки выше охранного целика, м; высота горной выработки, 30 мъ ускорение свободного падеz, ния, м/с ; эквивалентный пролет выра. ботки, м; 35 эмпирический, коэффициент, зависящий от взаимного расположения выработки и водного объекта, Па/м; временное сопротивление по- 40 роды на сжатие, Па, гидростатический на-. пор в водном объекте, находящемся в подошве, кровле, забое выработки соответственно при вскрытии его забоем пересекающей горной выработки, Па; временное сопротивление породы на растяжение, Па; величина проходки горной выработки на и-м этапе,, м; плотность воды, кг/м,;
3 ° производительность во доотливной установки, м /сут; водоприток по шахте до вскрытия горной выработки водного объекта, м /сут; коэффициент фильтрации горных пород водного объекта, м/сут; эмпирический коэффициент.
1456589
1456589
Составитель Л,Березкина
Редактор О,Головач Техред М.Ходанич Корректор С. Черни
Заказ 7518/29 . Тираж 449 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
1i 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 !
Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
