Способ сооружения горной выработки

 

Изобретение относится к подземному строительству и может быть использовано при проведении выработок большого сечения , закрепленных анкерной крепью. Оно позволяет увеличить скорость сооружения выработки за счет совмещения операций проходческого цикла. Проводят опережающую выработку, бурят под нее шпуры и устанавливают в них составные анкеры с заглублением на величину смещения контура основной выработки и за ним. Составные части анкеров выполняют в виде распорных термоциклированных элементов из материала с эффектом памяти формы. Между анкерами возможно бурение дополнительных шпуров и установка в них дополнительных распорных элементов. Концы анкеров и элементов можно соединять между собой и создавать между ними усилия распора, сжатия или вибрацию Таким образом производят разрушение породы и раскрытие сечения основной выработки. Разрушение пород осуществляют отдельными частями, площади сечения которых определяются из аналитического выражения с учетом производительности выполнения несовмещенных операций. 5 з.п. ф-лы, 2 ил. СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s Е 21 0 20/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4723546/03 (22) 27.03,89 (46) 15.10.91. Бюл. N 38 (72) В.В.Афанасьев, Э.П.Курченко, В,M.Нешитин и С.В.Афанасьева (53) 622.281.74 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1265352, кл, Е 21 О 9/00, 1985.

Авторское свидетельство СССР Ф 1208259, кл. Е.21 D 20/00, 1984. (54) СПОСОБ СООРУЖЕНИЯ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ (57) Изобретение относится к подземному строительству и может быть использовано при проведении выработок большого сечения, закрепленных анкерной крепыш. Оно позволяет увеличить скорость сооружения выработки за счет совмещения операций проходческого цикла. Проводят опережаюИзобретение относится к горному делу и может быть использовано при проведении горных выработок на больших глубинах, в зоне интенсивного смещения вмещающих пород и при проведении выработок большого сечения.

Цель изобретения — увеличение скорости сооружения выработки за счет совмещения операций проходческого цикла.

На фиг.1 показана опережающая и основная выработки, продольный разрез; на фиг.2 — то же; поперечный разрез.

На фиг. 1, 2 обозначены опережающая

1 выработка, шпуры 2, буримые из нее, основная 3 выработка, составные анкера 4, устанавливаемые в шпуры 2, дополнитель„„ Ы„„1684510 А1 щую выработку, бурят под нее шпуры и устанавливают в них составные анкеры с эаглублением на величину смещения контура основной выработки и за ним. Составные части анкеров выполняют в виде распорных термоциклированных элементов из материала с эффектом памяти формы, Между анкерами возможно бурение дополнительных шпуров и установка в них дополнительных распорных элементов. Концы анкеров и элементов можно соединять между собой и создавать между ними усилия распора, сжатия или вибрацию. Таким образом производят разрушение породы и раскрытие сечения основной выработки, Разрушение пород осуществляют отдельными частями, площади сечения которых определяются из аналитического выражения с учетом производительности выполнения несовмещенных операций. 5 з,п. ф-лы, 2 ил. ные шпуры 5, пробуренные в пределах сече- 00 ния основной 3 выработки, распорные элементы 6, устанавливаемые в (Л дополнительные шпуры 5, элементы 7, сое- д диняющие концы распорных элементов 6 и С). составных анкеров 4.

Способ сооружения горной выработки может быть реализован следующим образом.

° ею@

При проведении опережающей 1 выработки из нее бурятся шпуры 2, пересекающие сечение основной 3 выработки, глубину которых увеличивают на величину ожидаемых смещений проектного контура выработки 3 после ее проведения полным сечением, Затем устанавливают в пробу16В4510 ренные шпуры составные анкера 4, предназначенные для поддержания пород за контуром опережающей 1 и основной 3 выработок. Отдельные части составных анкеров 4, пересекающие сечение основной 3 выработки. выполнены в виде распорных элементов, например в виде гидроклина или термоциклированного элемента, выполненного из материала, обладающего памятью формы. Распорные элементы могут соединяться с другими частями составных анкеров, а могут быть не связаны с ними. При разрушении пород в основной 3 выработки и раскрытии ее сечения создают распор в распорных элементах составных анкеров 4, например изменяя температуру распорных элементов, выполненных из материалов с эффектом памяти формы выше или ниже температуры мартенситного превращения.

При этом распорные элементы воздействуют на массив горных пород и вызывают в нем напряжения, которые приводят к разрушению или разупрочнению пород, В последнем случае разупрочненные породы разрушают, например, комбайном, поддирочной машиной, или создаютдополнительные обнаженные поверхности за счет бурения дополнительных шпуров 5 в пределах сечения основной 3 выработки. Для разрушения пород в отдельные дополнительные шпуры 5 устанавливают распорные элементы 6, соединяют между собой концы распорных элементов 6 и составных анкеров 4, выступающие из шпуров, соединительными элементами и создают их вибрацию и распор или сжатие при разрушении пород в основной 3 выработки, Все это способствует разрушению пород и получению заданных необходимых размеров кусков разрушаемых породдля их погрузки и транспортировки. После или в момент разрушения пород отдельные части составных анкеров 4, пересекающих сечение основной 3 выработки, отделяют от составных анкеров 4 путем нагревания или охлаждения элементов, соединяющих отдельные части составных анкеров 4, выполненных из материала с эффектом памяти формы выше или ниже температуры мартенситного превращения, И, наконец, разрушают массив горных пород в отстающей части выработки отдельными частями, площади сечений которых определяют из соотношения

So =(,, — — Q — ) — (м ) по 2 ,=,nI щ з где S< — площадь сечения основной выработки;

r5r

Чь.ni и Vj, nj — обьем и производительность выполнения 1-й и j-й несовмещаемых операций соответственно в опережающей и основной выработках; п, m — количество несовмещаемых операций соответственно в опережающей и основной выработках;

np — производительность разрушения части горных пород в основной выработке;

1 — величина подвигания забоя основной выработки.

После отделения частей составных анкеров 4, пересекающих сечение основной 3 выработки, оставшаяся часть составных анкеров 4 используется для поддержания пород за контуром расширенной части выработки, Затем после реализации смещения проектного контура выработки производят восстановление необходимого сечения выработки любым известным способом, например описанным выше. В этом случае части составных анкеров 4, пересекающих сечение расширяемой выработки 3, отсоединяют описанным способом от части составных анкеров 4, находящихся в шпурах 2 вне сечения расширенной выработки 3, которые продолжают использовать для ее поддержания.

Предложенный способ сооружения горных выработок может быть реализован при проведении любых выработок — наклонных и горизонтальных, полевых и пласговых, проводимых вслед за лавой, а также при расширении и ремонте горных выработок, Использование способа наиболее эффективно для проведения горных выработок большого сечения в сложных горно-геологических условиях в связи с большой трудоемкостью и малой скоростью проведения таких выработок, а также выработок, проводимых вслед за лавой, Кроме того, при использовании этого способа обеспечивается: снижение трудозатрат и повышение безопасности работ при разрушении пород в основной выработке за счет исключения вывалов пород поддерживаемых составными анкерами, устанавливаемыми в шпуры, пробуренные из опережающей выработки; увеличение скорости проведения выработки за счет обеспечения непрерывности и совмещения работ в опережающей и основной выработках; возможность проведения выработок с анкерной крепыш в условиях интенсивного смещения контура выработки {например, пучения) за счет использования составных анкеров и увеличения глубины шпура на величину этого смещения, 1684510

Формула изобретения

1. Способ сооружения горной выработки, включающий проведение опережающей выработки, бурение из нее шпуров впереди забоя основной выработки и установку в них 5 анкеров вне ее сечения, разрушение породы и раскрытие сечения основной выработки, отличающийся тем, что, с целью увеличения скорости сооружения выработки за счет совмещения операций проходче- 10 ского цикла, анкера устанавливают с заглублением на величину смещения контура основной выработки после ее проведения и выполняют их составными, при этом в . пределах сечения основной выработки со- 15 ставные части анкеров выполняют в виде распорных элементов, а разрушение породы производят путем создания усилий распора в этих элементах, 2.Способпоп.1,отличающийся 20 тем, что составные части анкеров соединяют между собой термоциклирован ными элементами из материала с эффектом памяти формы.

3. Способ по пп.1 и 2, о т л и ча ю щ и и с.я ,тем, что между шпурами, в которые устанавливают анкеры, бурят дополнительные шпуры в пределах сечения основной выработки, 4. Способ по пп.1 — 3, о т л и ч а ю щ и й-30 с я тем, что в отдельные дополнительные шпуры устанавливаютдополнительные распорные элементы и производят ими разрушение породы путем создания в них усилий распора.

5. Способ по пп,1-4, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что выступающие из шпуров концы анкеров и распорных элементов соединяют, создают между ними усилия распора и сжатия или вибрацию и производят разрушение породы, 6. Способ по пп.1 — 5, отличающийся тем, что разрушение пород производят отдельными частями, площади сечения которых определяют из соотношения где Sp — площадь сечения основной выработки;

Vi,ni,V,п — объем и производительность выполнения i-й и j-й несовмещаемых операций соответственно в опережающей и основной выработках;

n,m — количество несовмещаемых операций соответственно в опережающем и основной выработках; по — производительность разрушения горной породы в основной выработке;

I — величина подвигания забоя основной выработки.

1GO4510

Составитель С. Бачурин

Редактор M. Келемеш Техред M.Моргентал Корректор В, Гирняк

Заказ 3494 Тираж Подписное

БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11ЭОЗБ, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

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