Способ проходки горных выработок

 

Изобретение относится к проведению выработок буровзрывным способом. Цель - расширение области применения способа на условия с преобладающим действием горизонтальных напряжений. Производят оценку напряженного состояния массива по величине и направлению действия главных горизонтальных напряжений. Образуют передовую выработку /ПВ/ меньшего сечения бурением и взрыванием шнуров длиной не меньше удвоенного значения длины зоны разгрузки. При этом ПВ проходят трапециевидной формы с углом наклона боковых стенок к основанию, рассчитываемым в зависимости от вертикальных и горизонтальных напряжений. При этом проходят ПВ по направлению напряжения с наибольшим значением. Расширение выработки выполняют до размеров, при которых отношение площади сечения расширенной выработки к площади сечения ПВ не превышает отношения ширины зоны разгрузки выработки проектируемого сечения к ширине зоны разгрузки ПВ. Взрывание шпуров сначала осуществляют по контуру ПВ, затем через интервал, равный времени релаксации напряжений во врубе. После этого взрывают остальные шпуры ПВ. В последнюю очередь производят расширение выработки до проектного сечения. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 С 41/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4607734/23-03 (22) 22.11.88 (46) 30.10.90. Бюл. М 40 (71) Институт физики и механики горных пород АН КиргССР (72) И.Т, Айтматов, А.В. Корн, К.Ч. Кожогулов, В.Я. Шапиро и Е.И. Микулин. (53) 622,273 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 641109, кл. Е 21 F 5/00, 1975.

Авторское свидетельство СССР

М 1352082, кл. Е 21 F 5/00, 1985. (54) СПОСОБ ПРОХОДКИ ГОРНЫХ ВЫРАEi0TOK (57) Изобретение относится к проведению выработок буровэрывным способом. Цель— расширение области применения способа на условия с преобладающим действием горизонтальных напряжений. Производят оценку напряженного состояния массива по величине и направлению действия главных горизонтальных напряжений. Образуют пеИзобретение относится к горному делу и может быть использовано при проведении горных выработок буровзрывным способом.

Цель изобретения — расширение области применения способа на условия с преобладающим действием горизонтальных напряжений.

На фиг.1 изображено относительное положение забоев малого и большого сечений, проходимых по направлению максимального главного растягивающего напряжения

0i ; на фиг.2 — оптимальное соотношение между размерами передовой и проектной выработок в отсутствие горизонтальных напряжений; на фиг.3 — то же, в условиях действия растягивающих напряжений, на фиг.4„„ Щ„„16О2997 А1 редовую выработку (ПВ) меньшего сечения бурением и вэрыванием шпуров длиной не меньше удвоенного значения длины зоны разгрузки. При этом ПВ проходяттрапециевидной формы с углом наклона боковых стенок к основанию, рассчитываемым в зависимости от вертикальных и горизонтальных напряжений. При этом проходят ПВ по направлению напряжения с наибольшим значением. Расширение выработки выполняют до размеров, при которых отношение площади сечения расширенной выработки к площади сечения П В не превышает отношения ширины зоны разгрузки выработки проектируемого сечения к ширине зоны разгрузки ПВ, Взрывание шпуров сначала осуществляют по контуру ПВ, затем через интервал, равный времени релаксации напряжений — во врубе. После этого взрывают остальные шпуры ПВ. В последнюю очередь производят расширение выработки до проектного сечения. 5 ил. очередность взрывания шпуров в передовой выработке; на фиг.5 — реализация способа при наличии горизонтальных напряжений сжатия.

На чертеже цифрами и буквами обозначены МВссНВ 1 горных пород, оконтуривающие шпуры 2 первого комплекта, передовая выработка 3, компенсационные шпуры 4 первого комплекта, врубовые шпуры 5, шпуры 6 второго комплекта, выработка 7 проектного сечения, сечения Sz, S> передовой выработки; величины щ cr (+ 1 действующих вертикальных и горизонтальных напряжений, ширина Lp, 1Р зоны разгрузки; угол а наклона стенок передовой выработки.

1602997

В способе используют искусственное изменение направления приложения результирующих сил за счет придания стенкам выработки определенных наклонов.

Для компенсации действия гориэон- 5 тальных напряжений используют изменение направления приложения главных вертикальных напряжений 0! и одного из горизонтальных напряжений, например с7(+ =Oh.

При трапециевидной форме выработки на ее стенках напряжения о! и оз уравновешены, что следует иэ уравнения

15 оэ

Q1 COSQ= 2 SIAч, 2а! откуда а = arctg (((цифрой 1 учтена

<3 20 компенсация оэ по обеим стенкам выработки). . В связи с этим взрывание шпуров по контуру трапециевидной выработки с указанным углом наклона с опережением на время релаксации напряжений, взрывание врубовых и отбойных шпуров первого комплекта в момент возникновения упругих напряжений непосредственно после их взрыва создает условия одноосного (или близкого к этому) сжатия для шпуров первого комплекта, что существенно повышает эффективность действия взрыва.

Отбойка породы (руды) в сечении проектируемой выработки при условии, когда отношение ее сечения к сечению передовой выработки не будет превышать )

1 2

,) также будет происходить в условиях отсут- 40 ствия горизонтальных напряжений, что обеспечит высокую устойчивость проводимой выработки.

Способ осуществляют следующим образом.

Перед началом проходческих работ в массиве 1 одним из известных способов, например методом разгрузки, определяют . величину и направление действия главных напряжений о1; o: "; а(+ 1 а также раз- 50 меры зоны разгрузки, и коэффициент концентрации напряжений Lp, Ipи К .H.. Выработку проходят по направлению напряжения с наибольшим значением, Далее перпендикулярно направлению 55

Q оконтУУивают плоЩаДь S1 = 1,4/10 Lpx хКк.н. -1/м передовой выработки 3 меньшего, чем проектируемая выработка, сечения, в виде трапеции с углом наклона стенок

2q выработки а > arcing I —, Причем в первую очередь взрывают оконтуривающие шпуры 2. В зависимости от диаметра и уровня действующих напряжений расстояние между оконтуривающими шпурами 2 может быть сокращено до пробивного, но при этом половину шпуров (через один) используют в качестве компенсационных 4. Через время т релаксаций напряжений производят взрывание врубовых шпуров 5, а затем в принятой последовательности — остальных шпуров первого комплекта. После того как передовая выработка 3 будет пройдена на длину более чем 2 Lp, бурят и взрывают шпуры второго комплекта 6 и оформляют таким образом проектное сечение выработки 7 при соблюдении условия, что отношение площади расширенной выработки к площади передовой выработки не превышает (-,й)

Формула изобретения

Способ проходки горных выработок, включающий оценку напряженного состояния массива, образование передовой выработки меньшего сечения бурением и взрыванием шпуров длиной более удвоенного значения длины зоны разгрузки и последующее расширение выработки до проектного сечения, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения способа на условия с преобладающим действием горизонтальных напряжений, оценку напрязкенного состояния массива осуществляют по величине и направлению действия главных горизонтальных напряжений, проходку выработки производят по направлению напряжения с наибольшим значением, при этом передовую выработку проходят трапециевидной формы с углом наклона боковых стенок относительно основания

Q агстц

О(+1 где o1 — вертикальное напряжение:

0 1+ 1 — горизонтальное напряжение, ортогональное направлению проходки, а расширение выработки выполняют до размеров, при которых отношение площади сечения расширяемой выработки к площади сечения передовой выработки не менее отношения (Lp/Ip Я, 1602997 где Lp u Ip — ширина зоны разгрузки от выработок соответственно проектируемого сечения и сечения передовой выработки, причем взрывание шпуров сначала осуществляют по контуру передовой выработки, затем через интервал, равный времени релаксации напряжений, — во врубе, после чего взрывают остальные шпуры передовой выработки.

1602997

ЯГ Г

Составитель В.Черкашенинов

Редактор .А.Маковская Техред M.Moðråíòàë Корректор Т.Палий

Заказ 3367 Тираж 397 .. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород, ул.Гагарина, 101