Способ создания искусственной кровли при слоевой выемке мощного пласта

 

Изобретение относится к горному делу и позволяет улучшить технологию и снизить трудоемкость создания искусственной кровли (ИК). Мощный пласт по залежи разделяют на выемочные слои (С). Их выемку ведут ь нисходящем порядке. В верхнем С 1 формируют забой-лаву 2. Оборудуют его очистным комплексом. По мере подвигания забой-лавы в выработанное пространство вводят трубы-инъекторы 6 и подсоединяют их к гибкой магистрали 7. Вяжущее смешивают с пластификатором и образуют нетвердеющий вязкопластический состав (НВПС). В промежутках между подвижками крепи НЬПС подают в обрушенные породы и формируют вязкопластический С высотой не менее шага подвижки крепи. Нагнетание НВПС ведут при достижении им возврат, предшествующего начало потери текучести. Сформированную таким образом ИК используют при отработке нижележащих С полезного ископаемого. Очистные работы на нижележащем С начинают после потери НВПС текучести. При отработке большого количества С для восстановления вязкопластических свойств ИК в нее дополнительно нагнетают НВПС. 2 з.п.ф-лы, 1 ил. § (Л с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1629540 А 1 щ)5 E 21 С 41/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

7

1д

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П НТ СССР (21) 4646870/03 (22) 08.02.89 (46) 23.02.91. Бюл. Ф 7 (71.) Институт горного дела АН КазССР (72) Ю.И.Яковлев, Л.А.Якушев, А.П.Тимухин, Ю.А.Логинов, Н.Кадырсизов, А.Г.Просеков и П.К.Котельников (53) 622.278(088.8) (56) Авторекое свидетельство СССР

И 1318688, кл, Е 21 С 41/04, 1985.

Авторское свидетельство СССР

Р 1537810, кл. E 21 С 41/04, 1988. (54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ ИСКУССТВЕННОЙ

КРОВЛИ ПРИ СЛОЕВОЙ BblENKE МОЩНОГО

ПЛАСТА (57) Изобретение относится к горному делу и позволяет улучшить технологию и снизить трудоемкость создания искусственной кровли (ИК). Мощный пласт ло залежи разделяют на выемочные слои (С). Их выемку ведут в нисходящем порядке. В верхнем С 1 формиру2 ют забой-лаву 2. Оборудуют его очистным комплексом. По мере подвигания забой-лавы в выработанное пространство вводят трубы-инъекторы 6 и подсоединяют их к гибкой магистрали 7. Вяжущее смешивают с пластификатором и образуют нетвердеющий вязкопластический состав (kkBIIC) . В промежу гках между подвижками крепи НВПС подают в обрушенные породы и формируют вязкопластический С высотой не менее шага подвижки крепи. Нагнетание НВПС ведут при достижении им возврата, предшествующего начало потери текучести.

Сформированную таким образом ИК используют при отработке нижележащих С полезного ископаемого. Очистные работы на нижележащем С начинают после потери НВПС текучести. При отработке большого количества С для восстановления вязкопластических свойств ИК в нее дополнительно нагнетают НВПС.

2 3 и ф лы, 1 иле

1629540

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при слоевой разработке мощных месторождений полезных ископаемых, залегающих преимущественно в трещиноватых вмещающих породах.

Целью изобретения является улучшение технологии и снижение трудоемкости создания искусственной кровли.

На чертеже приведена схема осуще с твле н ия с по со ба.

Способ осуществляют следующим образом.

Горио-подготовительными выработ10

15 ками залежь делят на выемочные участки большой протяженности, каждый выемочный участок по мощности залежи нарезными выработками разделяют на выемочные слои, толщину которых принимают в соответствии с техническими

20 возможностями очистных комплексов, а выемку их ведут в нисходящем порядке.

Разработку выемочного участка начинают с того, что в первом слое 1 по

"короткой стороне участка на всю его ширину формируют забой-лаву 2, монтируют очистной .комплекс, состоящий

25 из забойного конвейера 3, выемочного агрегата 4 и механизированной крепи

5 и приступают к очисной выемке. По мере подвигания забоя-лавы и механизированнойй крепи в вырабо танное простраиство через вырезы в нижней кромке ограждений крепи вводят трубыинъекторы 6 и подсоединяют их к гибкой магистрали 7, проложенной вдоль забоя, прикрепленной к подошвам гидростроек крепи и передвигаемой вмес35 те с ними. В процессе добычи полезно- 40 го ископаемого в результате í арас тания площади обнажения в выработанном пространстве за крепыш происходит естественное обрушение налегающих пород 8. При задержке обрушения производят искусственное обрушение пород.

После первых четырех-пяти циклов подвигания забоя-лавы и механизиро45 ванной крепи с помощью нагнетательной установки по гибкой магистрали н тру«50 бам-инъекторам нагнетают заранее приготовленное, смешанное .с пластификатором вяжущее (например, синтетическую смолу) в обрушенные породы, создавая вязкопластичную искусственную кровлю 9. В дальнейшем операцию на55 гнетания вязкопластиче ского состава в обрушенные породы повторяют после добычного. цикла подвигания забоя -ла(вы и механизированной крепи. При этом объем состава, нагнетаемого за один цикл по всей длине забоя-лавы, рассчитывают по формуле

Ч = abhN(k-1), где N - количество труб-инъекторов в одном забое-лаве; а — шаг подвижки крепи;

Ь вЂ” интервал между трубами-инъекторами по длине забоя-лавы; при рассосредоточении трубинъекторов по одной на каждую секцию крепи в равно сумме ширины секции и зазора между секциями;

h - расчетная толщина создаваемой

" искусственной кровли после полного уплотнения обрушенных пород; ко эффицие нт раз рыхления предельно уплотненных обрушенных пород.

По мере расширения зоны обрушения и нарастания горного давления в об рушенных породах последние уплотняются; вяз копластический состав под воздействием горного давления продавливается в зазоры между кусками порсды, обволакивает их, с течением времени теряет текучесть, превращается в вязкую массу и связывает уплотнившуюся породу в спрессованный вяэкопластический слой толщиной h, являющийся непосредственной искусственной кровлей для нижележащего слоя полезного ископаемого 10.

При разработке слоя 1О очистные работы начинают не ранее, чем наступит срок потери текучести составом, введенным в обрушенные породы при выемке верхнего слоя. Наличие вязкопластического слоя s кровле выемочного слоя позволяет исключить вывалы и высыпания кусков породы из кровли очистного пространства, которые имели бы место при отсутствии такого слоя и препятствовали бы производительной и безопасной работе очистного комплекса. При повторном обрушении налегающих пород за механизированной крепыш слоя 10 в ме,стах перегибов в вязколластичном слое неизбежно появляются трещины и разрывы. Одчако эти нарушения сплошности при выходе перегиба на горизонтальный участок под действием горного давления смыкаются, поскольку вязкие и пластические свойства

1629540 состава, усиленные наличием в нем пластификатора, сохраняются в течение длительного времени (до 3,5-4 лет)

Следовательно, к началу разработки следующего слоя полезного ископаемого 11 вяэкопластический слой восстанавливает свою сплошность. Для достижения этого эффекта интервал меж-. ду очистными забоями слоев 10 и 11 оставляют таким, чтобы в обрушенных породах между ними полностью .реализовалось горное давление. При этом скорость выемки слоев 10 и 11, как и всех последующих, устанавливают такой, чтобы успеть отработать послед-. ний слой до того, как состав в слое

9 потеряет свои вяэкопластические свойства.

Для того, чтобы исключить эатекание состава иэ обрушенных пород в призабойное пространство, трубы-инъекторы за крепь вводят на глубину 1 не менее. трех шагов подвижки крепи, обеспечивая тем самым изоляцию иньектируемого участка от механизированной крепи слоем из обрушенных пород толщийой в два шага подвижки крепи.

При этом нагнетание состава осуществляют в промежутках между подвижками крепи.

При разработке слоями весьма мощных месторождений полезных ископаемых при большом количестве слоев и значительном времени отработки месторождения может наступить деструкция состава задолго до окончания отработки последнего слоя полезного ископаемого. В таких случаях периодически (например, через 3,5 года) при выемке одного иэ слоев полезного ископа« емого под искусственной кровлей, еще не утратившей вяэкопластических свойств, проводят нагнетание в нее б вязкопластического состава для вос. становления первоначальных свойств, повторяя при этом все операции по ее I

5 созданию при выемке первого слоя полезного ископаемого.

Формула из обре тения

1. Способ создания искусственной кровли при слоевой .выемке мощного пласта, включающий отработку верхнего слоя, поддержание призабойного пространства механизированной крепыш, размещение sa ней в выработанном пространстве вдоль очистного забоя труб-инъекторов, длиной не менее трех шагов подвижки крепи, нагнетание в обрушенные породы вяжущего, формирование вслед за крепыш искусственной

20 кровли и последующую отработку нижележащего слоя под искусственной кровлей после потери вяжущим текучести, отличающийся тем, что, с целью улучшения технологии и снижения

25 трудоемкости создания искусственной кровли, в.вяжущее добавляют пластификатор и создают нетвердеющий вязкопластический состав, при этом его нагнетание в обрушенные породы ведут

30 на высоту не менее шага подвижки крепи при достижении нетвердеющим вязкопластическим составом возврата, предшествующего началу потери им те" кучести.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю35

m и и с я тем, что для восстановления вязкопластических свойств искусствен- . ной кровли при отработке нижележащих слоев в нее дополнительно нагнетают

40 Вяэкопласти ыский cocTGB °

3. Способ по п. 1, о тл ичаюшийся .тем, что нагнетание вязкопластического состава ведут в промежутках меяду поцвижками крепи. т