Способ управляемого сдвижения подрабатываемого массива горных пород

 

Изобретение может быть использовано при управлении процессом сдвижения подрабатываемого массива при подземной разработке полезных ископаемых системами с обрушением налегающих пород. Цель предотвращение развития зоны обрушения и снижение величины сдвижения и деформации за ее границами. Управление процессом сдвижения осуществляют созданием внутри воронки обрушения дополнительного бокового распора. До прогнозируемого срока образования воронки обрушения на земной поверхности в пределах площади воронки отсыпают отвал пустых пород, высоту отвала рассчитывают из условия заполнения образовавшейся воронки обрушения и формирования остаточного отвала массой , обеспечивающей необходимый дополнительный боковой распор, Положительный эффект - снижение активности процесса сдвижения, обеспечение защиты охраняемых сооружений при более полном извлечении полезного ископаемого при применении разработки с обрушением налегающей толщи пород, 1 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 С 41/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М (21) 4665672/03 (22) 07.12.88 (46) 07.09.92. Бюл. ¹ 33 (71) Институт горного дела (72) А.Д. Сашурин, В.П. Драсков, В.А. Беркутов и A.Â. Первушин (56) Правила охраны сооружений и породных обьектов от вредного влияния подземных разработок в Криворожском железорудном бассейне, Л., 1968.

Авторское свидетельство СССР

¹ 709811., кл. Е 21 С 41/00, 1975. (54) СПОСОБ УПРАВЛЯЕМОГО СДВИЖЕНИЯ ПОДРАБАТЫВАЕМОГО МАССИВА

ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение может быть использовано при управлении процессом сдвижения подрабатываемого массива при подземной разработке полезных ископаемых система ли с обрушением налегающих пород, Цель—

Изобретение относится к области горного дела, преимущественно к процессу сдвижения горных пород при подземной разработке полезных ископаемых системами с обрушением налегающих горных пород и может быть использовано для сохранения устойчивости окружающего массива и обеспечения безопасности находящихся на нем охраняемых объектов.

Известен способ сохранения устойчивости подрабатываемого л1ассива горных пород за счет оставления предохранитель. Ы,» 1760119 А1 предотвращение развития зоны обрушения и снижение величины сдвижения и деформации за ее границами. Управление процессом сдвижения осуществляют созданием внутри воронки обрушения дополнительного бокового распора. До прогнозируемого срока образования воронки обрушения на земной поверхности в пределах площади воронки отсыпают отвал пустых пород, высоту отвала рассчитывают из условия заполнения образовавшейся воронки обрушения и формирования остаточного отвала массой, обеспечивающей необходимый дополнительный боковой распор, Положительный аффект — снижение. активности процесса сдвижения, обеспечение защиты охраняемых сооружений при более полном извлечении полезного ископаемого при применении разработки с обрушением налегающей толщи пород, 1 ил. ных целиков, отстраиваемых от границ охраняемого объекта под углами сдвижения.

Недостатком способа является значительная потеря полезного ископаемого, оставляемого в предохранительном целике.

Известен способ управления сдвижением подрабатываемого массива горных пород, включающий отделение охраняемого участка от сдвигающегося массива щелью и создание противодавления со стороны сдвигающегося массива путем отсыпки отвалов пустых пород на участке породной

1760119 и риэ7лы возможного обрушения. Обеспечивая повышение устойчивости охраняемого участка массива в рыхлых отложениях, способ малоэффективен в скальных породах, так как не обеспечивает необходимого снижения величины сдвижения и деформации за границами зоны обрушения.

Целью изобретения является предотвращение развития зоны обрушения и снижение величины сдвижения и деформации ээ ее границами, Указанная цель достигается тем, что в известном способе управления сдвижением подрабатывэемого массива горных пород, включающем создание противодавления на сдвигающейся породный массив и отсыпку отвала пустых пород в зону обрушения мульды сдвижения, внутри воронки обрушения создают дополнительный боковой распор, определяемый выражением: р 1 н Х = C — y, МП И

sin ф — PJ + cos (8 -71> t9 Р где Hp — глубина разработки, м;

17П> — плотность породы в массиве, т/м;

yo — плотность обрушенных пород, т/м;

/3 — угол наклона вероятной плоскости сдвижения, град.;

P — угол воронкообразования вмещающих пород, град; .р- угол внутреннего трения окружающих пород, град;

1 — sin

77Q — „

1 + slnp коэффициент бокового давления обрушенных пород; р- угой внутреннего трения горных пород в зоне обрушения, град, Дополнительный распор действует равномерно по всей плоскости ограничивающей воронку обрушения и со дается массой отвала отсыпаемого в воронку обрушения, высоту которого определяют по формуле и нN фДУ вЂ” РРЯ Д ЬЯ-Ы9ДЯЯ \

2 yo (з)а (P -Д + cos ф -Д щ rp) где hii — глубина образующейся воронки обрушения, м.

На чертеже изображена схема формирования первоначальной воронки обрушения и границы критических деформаций, возникающих на последующих этапах развития процесса управляемого сдви>кения подрабатываемого массива по изобретению, При подземной разработке выемка полезного ископае7лого 1 приводит к образованию первоначальной воронки обрушения

Способ управляемого сдвижения подрабатываемого массива горных пород, включающий создание противодавления на сдвигающийся породный массив и отсыпку

55 отвала пустых пород в зону обрушения мульды сдвижения, отличающийся тем, что, с целью предотвращения развития зоны обрушения и снижения величин сдвижения и деформаций за ее границами, внутри воронки обрушения создают

2 частично заполненной обрушенными породами. Первоначальная воронка обрушения располагается под углом около 85 к контуру отработанной площадки. Вокруг нее возникает зона плавных деформаций, в которой первоначальная граница критических деформаций 3 определяется размерами воронки . обрушения 2 и геомеханическими условиями разработки.

В дальнейшем из-за незначительного бокового распора обрушенных пород 7 в окружающем массиве развиваются оползневые явления, расширяющие первоначальную воронку обрушения 2 до границ 4, а первоначальная граница критических деформаций 3 перемещается в положение 5, при котором охраняемый объект 6 попадает в зону деформаций и может быть разрушен.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. До прогнозируемого срока образования воронки обрушения 2 от разработки рудного тела 1 на земной поверхности в пределах площади будущей воронки обрушения отсыпают отвал пустых пород, Высота отвала рассчитывается по формуле (2) и обеспечивает заполнение образовавшейся воронки обрушения и высоту остаточного отвала, создающего необходи; мый дополнительный боковой распор на окружа.ощий массив 10, величина которого достаточна для удержания окружающих пород в устойчивом состоянии и рассчитывается по формуле {1). Дополнительный боковой распор на окружающий массив предотвращает развитие воронки обрушения и первоначальная граница критических деформаций 3 не смещается в сторону охраняемого обьектэ.

Таким образом, по предлагаемому способу ограничение размеров эоны обрушения и степени ее влияния нэ окружающую территорию и охраняемые объекты достигают за счет создания внутри воронки обрушения дополнительного бокового распора, являющего следствием влияния предварительно сформированного на площади воронки обрушения отвала пустых пород определенных параметров.

Формула изобретения

1760119 дополнительный боковой распор, определяемый выражением

1 с(-с sin -ссб (ЗЬф -ф)+сов ф -Дщ р

Составитель А.Сашурин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Петрова

Редактор

Заказ 3167 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета flQ изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101 где Hp — глубина разработки, м;

y — плотность породы в массиве, т/м: з.

go- плотность обрушенных пород, / з, /3- угол наклона вероятной плоскости движения, град.;

Р— угол воронкообразования вмещающих пород, град,;

p — угол внутреннего трения окружающих пород, град.;

1 -з1п

go—

1 + slAp — коэффициент бокового давления обрушенных пород; р — угол внутреннего трения горных по10 род в зоне обрушения, град.