Способ охраны горной выработки

 

Изобретение относится к горнорудной пром-сти и м.б. использовано при сооружении капитальных и подготовительных выработок, расположенных в рудном массиве, при отработке глубоких, удароопасных залежей с закладкой выработанного пространства твердеющей смесью. Цель - повышение устойчивости выработки и снижение затрат на ее охрану в зоне влияния опасного забоя. До проходки охраняемой выработки определяют направление действия максимальных напряжений и по этой линии под контуром выработки вприсечку к ней образуют разгрузочную полость до внутренней границы ожидаемой зоны трещиноватости. Первоначально размеры полости меньше поперечного сечения выработки. Затем ее расширяют перпендикулярно линии действия максимальных напряжений и подсекают ее ожидаемую зону трещиноватости. Одновременно с расширением осуществляют пригрузку пути перемещения опасного забоя. После формирования зоны трещиноватости полость заполняют податливым материалом и осуществляют проходку выработки. Для ускорения процесса формирования зоны трещиноватости расширение полости можно осуществлять путем взрывания скважин, ориентированных к линии действия максимальных напряжений под углом сдвига пород. Забои скважин располагают на внутренней границе зоны трещиноватости. 1 з.п. ф-лы. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s>>s Е 21 0 11/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4716899/03 (22) 11,07.89 (46) 23.08.91. Бюл. М 31 (71) Норильский горно-металлургический комбинат им.А.П. Завеня гина (72) А.П.Тапсиев, А.Н. Фокин, А, П. Коновалов. Б.В.Федоренко. Н.Ф.Маренков и

А. И, Кап шин (53) 622.832(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1364736, кл. Е 21 D 2200//0000, 1988.

Авторское свидетельство СССР

hh 641109, кл. Е 21 О 13/02, 1973, (54) СПОСОБ ОХРАНЫ ГОРНОЙ ВЬ.РАБОТКИ (57) Изобретение относится к горнорудной пром-сти и м.б. использовано при сооружении капитальных и подготовительных выработок, расположенных в рудном массиве, при отработке глубоких, удароопасных залежей с закладкой выработанного пространства твердеющей смесью. Цель — повышение устойчивости выработки и снижение затрат на ее

Изобретение относится к горной промышленности и может найти применение при эксплуатации подземных горных выработок в сложных горно-геомеханических условиях преимущественно для охраны капитальных и подготовительных выработок, расположенных в рудном массиве, при отработке глубоких. удароопасных залежей с закладкой выработанного пространства твердеющей смесью.

Цель изобретения — повышение устойчивости выработки и снижение затрат

„„Я „„1672106 А1 охрану в зоне влияния очистного забоя До проходки охраняемой выработки определя ют направление действия максимальных напряжений и по этой линии под контуром выработки вприсечку к ней образуют разгрузочную полость до внутренней границы ожидаемой зоны трещиноватости. Первоначально размеры полости меньше поперечного сечения выработки. Затем ее расширяют перпендикулярно линии действия максимальных напряжений и подсекают ее ожидаемую зону трещиноватости. Одновременно с расширением осуществляют пригрузку пути перемещения опасного забоя.

После формирования эоны трещиноватости полость заполняют податливым материалом и осуществляют проходку выработки. Для ускорения процесса формирования эоны трещиноватости расширение полости можно осуществлять путем взрывания скважин. ориентированных к линии действия максимальных напряжений под углом сдвига пород. Забои скважин располагают на внутренней границе эоны трещиноватости. 1 з.п.ф-лы, 1 ил, на ее охрану в зоне влияния очистного забоя.

На чертеже показана схема охраняемой выработки, поперечный разрез.

На схеме позицией 1 обознэчеча разгрузочная полость, 2 — внутренняя концентрическая зона трещиноватости (внешний контур породной оболочки), 3 — расширяемая часть разгрузочной полости путем отбойки горных пород, 4 - камуфлетные скважины, 5 — податливый материал, 6— охраняемая выработка. 7 — внутренний кон1672106 тур породной оболочки, 8 — породная оболочка, ограниченная внутренней границей концентрической зоны 2 трещиноватости и внутренним контуром породной оболочки 7.

Способ осуществляют следующим образом.

Определяют характер распределения главных максимальных напряжений o I!gc для тех горнотехнических условий месторождения, в которых будет эксплуатироваться выработка 6. При склонности горных пород к формированию концентрических зон нарушенности вокруг выработок определяют расстояние между зонами, характерное для месторождения, а также выявляют геотехнические условия, в которых естественного трещинообразования не происходит, Это могут быть участки более прочных или менее нарушенных горных пород. В первую очередь применение способа целесообразно именно для таких участков.

Затем определяют проектное положение выраб.>тки 6. Вприсечку к проектному контуру выработки 6 образуют разгрузочную полость 1 от проектного контура 7 выработки 6 до проектной внутренней границы зоны 2 трещиноватости в направлении д< йствия максимальных напряжений сг,,а„, При этом созда:от условия для формир вания внешнего контура порэдной обаль-к1 — .=.сны 2 трее иновэтости.."ээмеры поперечного сечения полости

1 целесообразно выполнять меньшими, чем поперечное сечение охраняемой выработки о, чтобы =a проходка вызывала меньшее возмущение массива вгорных пород и, соответственно, I àíüøåå их разрушение в период до Формирован.",я породной оболочки 8.

Затем полость 1 расширяют в нэправ Ieниц, перпендикулярном ориентировке ом,„,, чем ослабляют горные породы в ее окрестносги. Г, ри э;ом рэсширени,, 3 полост l 1 с-.. f! =- твляют отбойкой! очных пород.

Обпэзоьэниа расширяемых чэс, ей 3 полости 1 осуществляют таким обрэззм, чтобы оказалась подсеченной внутренняя граница зоны 2; рещиноватости. Одновременно с расширением полости 1 осуществляют пригрузку района расположения выработки путем перераспределения горного давления за счет перемещения очистного фронта. B результате осуществления одновременно этих двух операций появляется наведенная зона 2 трещиноватости — внешний контур породной оболочки 8, что можно зэфик иповать по наблюдательной скважине. Затем производят заполнение образованных полостей 1 и 3 податливым материало.", 5, на пример твердеющей закладкой. После этого осуществляют проходку охраняемой выработки 6, формируя внутренний контур 7 породной оболочки 8.

5 Для ускорения процесса формирования зоны трещиноватости расширение полости

1 можно о уществлять взрыванием камуф. ле ных скважин 4, забуренных под предварительно определенным углом сдвига

10 горных пород: а= - к направлению действия максимальных напряжений tJMaxc. где у — угол внутреннего

15Г трения горных пород.

При расширении полости 1 в обе стороны с помощью рядов камуфлетных скважин

4 допускается в качестве податливого материала 5 использовать горную массу, отбиваемую при формировании внутоеннего контура 7 породной оболочки 8.

Пример. На руднике горные работы ведут нэ глубинах 1 км и более. Транспортные выработки, расположенные в зоне опорного давления, подвергаются интенсивному разрушению в статических и динамических формах, Для поддержания выработок в этих условиях обычно применяют металличе кую арочную крепь, Предварительными комплексными измерениями. выполненными на руднике, определено, что ориентировка максимальных напряжений в зоне опорного давления субвертикальнэ, вокруг выработок расстояние ме,кду зонами трещиноватости. если они образуются, составляет 1,5-2,5 м (0,25-0,5 от л эксимального размера поперечного сечения выработки).

Для охраны транспортного штрека шириной 5 м и высотой 3,5-4 м, расположенного у почвы рудного тела в рудном массиве, по одному из в-риантов предлагаемого способа выполняют с-,едующее. До проходки транспортного штрека под ним, вприсечку к проектному контуру выработки проходят вырез шириной 5 м, высотой 3 м таким образом, чтобы выработка и полость расположились соосно вдоль направления действия максимальных напряжений. Вырез проходят буровзрывным способом. Для бурения шпуров используют буровые машины

Каводрилл — 555 Д, Меди-БОР, Бумер 127.

Отгрузку горной массы осуществляют само.;одными машинами ЛХД-912. 915 или КССМ6, М9. Диаметр шпуров 42-56 мм. После проходки полости 1 в ее кровлю с помощью буровогэ станка КС-50 бурят несколько кон"пол ьных скважин г лубиной до 10 м диамет, м Ь9-76 мм длг определения затем

1672106 внутренней границы зоны трещиноватости.

В борт полости, обращеннЬй по восстанию залежи, бурят ряд скважин 4 ф 42-56 мм, глубиной 2 м, наклоненных под углом 60—

70 к вертикали, расположенный примерно по контакту рудного тела. Борт полости, обращенный по падению залежи, обуривают на глубину 2 м, подготавливая его к расширению. В период увеличения опорного давления, обусловленного перемещением очистного фронта и определяемого по активизации динамических разрушений в подготовительных выработках, производят камуфлетное взрывание ряда скважин и отбойкой горных пород формируют расширяемую часть полости. После уборки горной массы производят периодические измерения методом электрометрии по контрольным скважинам. Зафиксировав по результатаМ электрометрических измерений начало процесса трещинообразования в верхней части породной оболочки, производят заполнение объема полости и ее расширенной части твердеющей смесью. для ч гA используют закладочные скважины, забуренные иэ выработок вентзакладочного горизонта (не показаны). После набора закладкой 5 нормативной прочности (на высоту 2,5 м — не менее 10 кгс/см, верхние 0,5 м — не менее 40 — 50 кгс/cM — для передвиг жения самоходного оборудования) по обычной технологии проходят транспортный штрек, формируя внутренний контур породной оболочки. Внутренний контур породной оболочки в процессе формирования крепят временной комбинированной крепыш, . представляющей собой железобетонные штанги глубиной 1,8-2.0 м, устанавливаемые по сетке 0,7 х 0,7- 1.0 х 1,0 м, и набрызгбетон толщиной 20 мм. С отставанием от груди забоя 10-15 м толщина набрызг-бетона доводится до 50 мм, т.е. временная крепь переводится в постоянную, 5 Формула изобретения

1. Способ охраны горной выработки, включающий проходку выработки, формирование вокруг нее зоны трещиноватости, образование вприсечку к

10 выработке разгрузочной полости, ориентированной относительно линии действия главных напряжений. и заполнение ее податливым материалом, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости

15 выработки и снижения затрат на ее охрану в зоне влияния очистного забоя, разгрузочную полость образуют до проходки выоаботки вприсечку c ee контуром в направлении действия максимальных глав20 ных напряжений до внутренней границы зоны трещиноватости, при этом полость сначала образуют размером меньше поперечного сечения выработки, а затем расширяют перпендикулярно линии действия

25 максимальных напряжений и подсекают зону трещиноватости, формирование которой производят одновременным расширением полости и перемещением очистного забоя.

30 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса формирования зоны трещиноватости, определяют угол сдвига горных пород, а расширение полости осуществляют путем

35 бурения скважин, заряжания их ВВ и его

° взрывания, при этом скважины ориентируют под углом сдвига горных пород к линии действия максимальных напряжений, а их забои совмещают с внутренней границей

40 зоны трещиноватости, 1672106

1 1 1 1 1 1 1 1 „

Составитель С,багурин

Техред M.Ìîðãåíòàë

Редактор Н.Тупица

Корректор Т.Малец

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

Заказ 2824 Тираж 280 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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