Способ охраны подготовительных выработок

 

Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано для крепления выработок (В). Цель изобретения - повышение эффективности охраны В за счет улучшения контакта полосы с кровлей. Полосу возводят на границе В с выработанным пространством от почвы границ до её кровли. Для этого устанавливают опалубку 1. на которую подают твердеющий материал (ТМ) 2. По мере заполнения опалубки 1 в ТМ 2 периодически размещают пустотелые цилиндрические баллоны (Б) 3. После заполнения опалубки 1 на всю высоту подачу ТМ2превращают . После его частичного затвердевания в Б 3 подают под давлением сжатый воздух, При расширении объема Б 3происходит поднятие ТМ 2, чем достигается более качественный контакт ТМ 2 с кровлей . По окончании затвердения ТМ 2 воздух из Б 3 спускают и заполняют их материалом по прочности меньшим, чем прочность ТМ 2. 4ил. & is

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РеспуБлИк

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ф

° е

Ф °

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4823523/03: (22) 07.05.90 (46) 15,03.92, Бюл. гФ 10 (71) Институт горного дела AH КазССР (72) Г,Д.Лезин, М.М,Сыздыков, Е.К.Сакенов и А.И.Герцен (53) 622.281(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1177500, кл. Е 21 D 19/04, 1985.

Авторское свидетельство СССР

М 1460343, кл. Е 21 F 11/00, 1989. (54) СПОСОБ ОХРАНЫ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК (57) Изобретение относится к горному делу и м б. использовано для крепления выработок (B). Цель изобретения — повышение эффективности охраны В за счет улучшения

„„5U 1719б45 А1 (sl)s Е 21 0 11/00, Е 21 F 15/00 контакта полосы с кровлей, Полосу возводят на границе В с выработанным пространством от почвы границ до ее кровли. Для этого устанавливают опалубку 1, на которую подают твердеющий материал (ТМ) 2.

flo мере заполнения опалубки 1.в ТМ 2 периодически размещают пустотелые цйлиндрические баллоны (Б) 3; После запол-. нения опалубки 1 на всю высоту подачу TM2 прекращают. После его частичного за- .. твердевания в Б 3 подают пад давлением . сжатый воздух. При расширении объема Б

3 происходит поднятие ТМ 2, чем достигается более качественный контакт ТМ 2 с кровлей. По окончании затвердения ТМ 2 воздух из Б 3 спускают и заполняют их материалом по прочности меньшим, чем прочность ТМ 2.

4 ил.

1719645

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при охране повторно используемых выработок.

Известен способ охраны выработок, включающий бурение впереди очистного забоя разгрузочных скважин большого диаметра в угольный массив с последующей врмировкой их деревом. Поддержание выработки за лавой осуществляется угольным целиком ослабленными скважинами.

Однако в угольном целике остаются большие запасы угля, которые теряются безвозвратно, Недостатками способа являются большой расход дорогостоящего лесоматериала, большие расходы на бурение скважин; материал целика (уголь) обладает природными деформационными свойствамй, которые несмотря на регулирующее воздействие древесины в скважинах плохо соответствуют деформационным свойствам пород кровли и почвы.

Известен способ охраны выработок позади лавы, включающий выкладку искусственной полосы из двух разных по прочности слоев: нижнего из твердеющего материала, верхнего из дерева, Согласно этому способу возможно подобрать материал для искусственной полосы в соответствии с конкретными горно-техническими условиями. Слой из дерева расширяет возможности регулировать деформационные свойства полосы, заполнять незаложенное пространство у кровли.

Недостатками способа являются большой расход леса и высокая. трудоемкость качественной выкладки слоя из дерева вплотную к кровле, в связи с чем контакт полосы с кровлей хотя и улучшается, но недостаточен для раннего и эффективного воздействия на массив.

Известен способ охраны выемочных выработок, включающим возведение жесткой окояоштрековой поаосы, наклонной в сто-. рону выработки.

Возведенная жесткая окояоштрековая .полоса обеспечивает поддержание пород кровли,препятствует их сдвижению в сторону выработанного пространства.

Однако способ связан с проведением присечки пород кровли и подрывки пород почвы в приштрековой части лавы. Кроме того, необходимо осуществление оптимального-наклона полосы в сторону штрека. В случае увеличения или уменьшения угла наклона способ неэффективен вследствие частичного контакта полосы с кровлей.

Наиболее близким к предлагаемому является способ охраны выработок с возведением полосы из твердеющих материалов с

Ф заданной несущей способностью и податливостью, На всем протяжении полосы между ней и кровлей нет надежного контакта, так как после вытекания воды происходит усадка.

Поэтому постоянно будут зазоры. Способ технологически сложен. Для заливки послойно межопалубного пространства требуется сложное оборудование. Создать полосу с четкими границами между основным и слабым слоем с пластификатором затруднительно.

Цель изобретения — повышение эффективности охраны выработок за счет улучшения контакта полосы с кровлей, Указанная цель достигается тем, что вдоль выработки на границе с выработанным пространством от почвы границы до ее кровли возводится охранная полова путем установки опалубки, и в процессе заполнения опалубки в твердеющем материал е и ериодически размещают пустотелые цилиндрические баллоны, в которые после частичного затвердения материала подают под давлением сжатый воздух, при этом давление в баллоне поддерживают до окончательного набора прочности твердеющим материалом, после чего давлением в баллонах снимают и заполняют их материалом с прочностью, меньшей прочности затвердевшего материала.

В связи с ведением очистных работ на глубоким горизонтах угольных шахт большое значение приобретает проблема поддерживания выработок на границе с выработанным пространством, Существующие способы охраны выемочных штреков за лавой с помощью различных искусственных сооружений (тумбы из железобетона, полосы из твердеющих материалов и т,д.) значительно уменьшают смещения пород и улучшают состояние выработок, однако они не получили широкого распространения из-за низкой эффективности. Технология установки тумб из железобетона очень трудоемкая и не механизирована, При этом контакт с кровлей пласта частичный.

Возведение жесткой полосы не исключает повсеместные зазоры на всем протяжении.

Опускание вышележащей толщи пород на величину зазора приводит к повышенной нагрузке на крепь выработки и к преждевременному ее выходу из эксплуатации.

Поэтому основным направлением совершенствования способа охраны выработок за очистным забоем является возведение охранной полосы из твердеющих.материалов при плотном соприкосновении по всей поверхности, При этом важно, чтобы контакт с кровлей произошел как можно рань1719645

Uje и сопротивление со стороны полосы, хотя бы и небольшое, кровля восприняла также на начальной стадии опускания и расслоения; Эффект достигается не там, где возведена очень прочная охранная полоса, но уже на значительном удалении от лавы, а там, где кровле оказано меьшее, но на более ранней стадии сопротивление, Если возведенная полоса прочна по сравнению с породами почвы, то происходит пучение почвы за счет вдавливания полосы.

Податливость полосы можно регулировать, созданием слабого слоя или ослаблением всей полосы пластификатором, Такой метод плох тем, что податливость полосы осуществляется его раздавливанием, т.е. полным разрушением на блоки, которые перемещаются за пределы первоначального объема полосы, в том числе в сторону выработки. Раздавливание полосы является неконтролируемым процессом. Если полоса частично или полностью ослаблена химическими добавками, то изменяется ее прочность, модуль деформации, величина упругой деформации, но не изменяется характер разрушения. Между тем податливость полосы должна быть значительной (десятки сантиметров)..Такая податливость неосуществима только эа счет упругих деформаций, необходимо задавать уже при проектировании полосы режим пластических "запредельных" деформаций при сохранении максимально возможной несущей способности. Выполнить эти условия легче; если в полосе будут образованы переодически расположенные полости, разделенные перемычки. Эти перемычки будут под действием возрастающей нагрузки со стороны кровли разрушаться во внутрь полостей, которые могут быть заполнены менее. прочным материалом, чтобы не произошло резкого их разрушения и чтобы процесс растянулся во времени, Такая полоса будет работать также, как естественный целик, разгруженный скважинами с заполнением последних лесоматериалом, но при этом исключаются потери угля в целике и достигается возможность подбором соответству- 50 ющих материалов для твердеющей смеси диаметра полостей, материала заполнителя полостей добиться оптимальных деформационных свойств полосы.

На фиг,1 — 3 показана последователь- 55 ность выполнения приемов по охране подготовительной выработки; на фиг.4 — охрайяемая выработка по предлагаемому способу, поперечное сечение, Способ осуществляют следующим образом;

Перед подачей твердеющего материала возводят опалубку 1. Из трубопровода с помощью гибкого шланга подается твердеющий материал 2 в межпалубное пространство примерно до середины высоты опалубки 1. Затем подача твердеющего материала 2 временно прекращается. Укладывают и размещают пустотелые цилиндрические баллоны 3 поперек полосы (фиг.1), .

Вновь продолжают заполнение межопалубного пространства твердеющим материалом 2 на всю высоту опалубки. Выжидается время для частичного затвердения материала 2. Затем к баллонам 3 подается сжатый воздух из шахтной пневмосети. Баллоны 3, расширяясь в своем объеме, поднимают всю вышележащую массу из твердеющего материала 2 и плотно прижимают к кровле

4 (фиг.2). При этом достигается тесное контактирование с кровлей и исключается зазор 5. Созданное расчетное давление выдерживается до окончательного затвердения материала 2. После того как возведенная охранная полоса достигнет необходимой прочности, воздух из баллонов 3 убирается и их удаляют иэ поперечной полости 6. Образовавшиеся полости 6 заполняют материалом 7 с прочностью ниже прочности затвердевшей полосы (фиг.3). Это может быть песок, порода, лесоматериал, Расчеты и проведенные на стенде эксперименты показывают, что для поднятия слоя материала высотой 1,0 — 1,5 м достаточно создать давление в баллонах около

0,05 — 0,1 МПа, При давлении 0,2 — 0,5 МПа происходит активное, перераспределение закладочного материала s районе расположения баллонов, заполнение образовавшихся в начальный момент трещин, формирование межполостных перемычек, Давление шахтной пневмости составляет

0,5 — 1,0 МПа. Изготовление и применение баллонов на указанное давление не представляет технической сложности.

Применение предлагаемого способа позволит повысить эффективность работы угольных предприятий.

Формула изобретения

Способ охраны подготовительных выработок, включающий возведение вдоль выработки на границе с выработанным пространством от почвы границы до ее кровли охранной полосы путем установки опалубки и заполнения ее твердеющим материалом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности охраны выработки за счет улучшения контакта полосы с кровлей, в процессе заполнения опалубки в 719645 держивают до окончательного набора прочности твердеющим материалом, после чего давление в баллонах снимают и заполняют их материалом с прочностью, меньшей

5 прочности затвердевшего материала. твердеющем материале периодически размещают пустотелые цилиндрические баллоны, а которые после частичного затвердения материала 11одают под давлением сжатый воздух, при этом давление в баллонах подСоставитель М.Сыздыков

Редактор А. Долинич Техред М.Моргентал Корректор Т. Малец

Заказ 752 Тираж Подписное ., ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

° В ° ° Е ° ° ° е ° ° В °

° Д ° е Ь ° ° ° °

° ° ° В ° ° В Ь

° Ь ° е f I ° . D 9 .<==> CI

° °

° ч в ° В

° ВВ ° ° °

Е фе» ° ° ° е ° \

Ъ е

° ° Ъ В,,, ° °

° ° ° е ° С

° ° ° е ° ° е е е ° ° .Е ° е

p», ь. ° е ° ° ° ° е ° ° ° °

° »» Ь В

Ф

Ф е ° ее, е ее е

° ° °

° е ° е ее ° ° е ° е

° I» е ее ф»

Ф е ° е ° е

° е ° е 7 ° е Л е ° е е f В ° е е

-bi i> >6, »В Е . е ° ° ° . Е Е

° ° е Ф ° е ф ° Ф

° е ° ° ° Ф ф ° ° е е е ° е ° е ° Ф

° е ° ° °

° ° с ° °

° Е Е . ° Е ° ° Д

° ° °

° д Ь е е ° фь °

° ° „° Е

° ° ° -о е ° ° ° ° °

° Р Е ° е е

° Е ЕЧ ° ° ° Е ° Е ° °

° ° е ° Ве ее ° ф ° °

f ° ° е ° ° Ф

° °

° ° е

ВВ

° е ° ° ° %

° ° е ° ° е ° ° °

° Е ее ° ° В

° е е °

Ф

° ° ч

° 7 ° ь е ° ° ° ° Ю ° ° 4 ° °