Способ охраны выработки

 

Использование: изобретение позволяет предотвратить пучение почвы горных выработок . Сущность изобретения: в почве выработки формируют систему разгрузочных щелей, которые ориентируют поперек продольной оси выработки под углом 90° - р к горизонтали, где р - угол внутреннего трения пород почвы. При этом глубина щелей равна 0,5-0,75 ширины выработки, расстояние между ними равно удвоенной глубине , а ширина определяется из выражения д (100тт- - 20)btgЈ, мм, где сг - напряжения на глубине расположения выработки в нетронутом массиве, МПа; Rc - прочность пород почвы на одноосное сжатие , МПа; b - ширина выработки, м. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 D 13/02

ГОСУДАР СТ В Е ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

k (21) 4880241/03 (22) 04.09.90 (46) 15.11.92. Бюл. М 42 (71) Украинский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) В.А.Дрибан и К.А.Ардашев (73) Украинский Государственный научноисследовательский и проектно-конструкторский институт горной геологии, геомеханики и маркшейдерского дела (56) Авторское свидетельства СССР

М 991064, кл. Е 21 О 13/02, 1979.

Авторское свидетельство СССР

М 1361336, кл. Е 21 0 13/02, 1987. (54) СПОСОБ ОХРАНЫ ВЫРАБОТКИ

Изобретение относится к горному делу и предназначено для предохранения горных выработок от больших деформаций пучения почвы, Известен способ предотвращения пучения пород почвы в выработках тонких угольных пластов, заключающийся в подработке угольного пласта на глубину до 3,5 м и высоту 0,1-0,15 и в боковой стенке штрека противоположной лаве.

Наиболее близким к предлагаемому является способ борьбы с пучением пород почвы, заключающийся в том, что выработку проходят с формированием между ее почвой и пучащими породами слоя устойчивых пород, а разгрузочные щели прорезают с двух сторон выработки до верхней границы, пучащих пород, причем проходку выработки

БЫ„„1776322 АЗ (57) Использование: изобретение позволяет предотвратить пучение почвы горных выработок. Сущность изобретения; в почве выработки формируют систему разгрузочных щелей, которые ориентируют поперек продольной оси выработки под углом 90 — p к горизонтали, где p — угол внутреннего трения пород почвы. При этом глубина щелей равна 0,5 — 0,75 ширины выработки, расстояние между ними равно удвоенной глубине, а ширина onредегяется из выражения д =(10Π— 20)btgp, мм, где (7 о — напряжения на глубине расположения выработки в нетронутом массиве, МПа; Rc-— прочность пород почвы на одноосное сжатие, МПа; Ь вЂ” ширина выработки, м. 3 ил. производят высотой больше проектной на величину Л h определяемую из выражения — 1

Л h = Кд/cos (arcsln — ) = Кд (1 — (jg ) 2 где К вЂ” коэффициент уплотнения податливого материала; д — ширина разгрузочной щели;

m — мощность устойчивой породной балки;

t — глубина разгрузочной щели.

Однако данный способ обеспечивает эксплуатационную способность и устойчивость выработки в очень ограниченном числе случаев, особенно на больших глубинах и при сложных горно-геологических условиях, Это обусловлено тем, что для подавляющего числа выработок пучащие породы нахадятчя непосредственно в почве (особенно для

1776322 подготовительных выработок} и формирование в них слоя устойчивости практически невозможно. Примером этому может служить частое разрушение крепей с обратным сводом особенно при влиянии очистных работ. Кроме того отсутствие увязки параметров разгрузочных щелей с горно-техническими и горно-геологическими условиями, так, например, величина hh не зависит от величины пучения. То же относится и к другим параметрам, хотя совершенно ясно, что после закрытия щелей разгрузочный эффект исчезнет, Одновременно способ требует значительных трудовых и материальных затрат, т.к. включает проходку выработки увеличенной высоты, укрепление нижележащего слоя и т,п. (Величина же пучения достигает 1 — 2 м), Целью изобретения является предотвращение пучения почвы выработки и увеличение срока безремонтного поддержания, путем перераспределения концентраций напряжений вокруг ее контура за счет выбора ориентации и месторасположения разгрузочных полостей и дифференцированного подхода к определению их параметров.

Поставленная цель достигается тем, что систему разгрузочных щелей глуби ной 1 равной (0,5 — 0,75)b, где Ь вЂ” ширина выработки, формируют в почве охраняемой выработки в направлении поперечном ее продольной оси под углом 90 — р к горизонтали, где р — угол внутреннего трения пород почвы, при этом расстояние между соседними щелями равно 21, а ширина щели определяется иэ выражения: д = (100 — 20)bing р, мм (1) где о - напряжения на глубине расположения выработки в нетронутом массиве, МПа;

Rt: — прочность пород почвы на одноосное сжатие, МПа;

b — ширина выработки, м.

На фиг.1, 2, 3 изображена охраняемая выработка с разгрузочными щелями в двух вертикальных разрезах, Изобретение осуществляется следующим образом.

Выработка 1 проводится на глубине

1000 м, шириной 5 м, в почве залегает 3-метровый слой глинистого сланца Rt: = 20 МПа, уГол внутреннего трения 25, коэффициент концентрации напряжений из-за влияния очистных работ К a 1,45, объемный вес пород y=2,5т/м .

Поскольку пучащий слой имеет мощность 3 м, то имеет смысл порезать только его, 5 Согласно способу разгрузочные щели 2 прорезаем в почве выработки поперечно продольной оси под углом 90О р = 90 — 25 - 65О к горизонтали. При этом длина щели должна удовлетворять условию:

10 1з10(90 — р) = 3 м или

1* 3/з1п65 =3,31 м, что составляет 0,662.

Расстояние между разгрузочными ще15 лями равно 21 = 6,62 м.

При этом ширина щели определяется по формуле (2)

d = (100) — 20)btgp = (100 20) btgp

О К<1 Н

20 б = 100(— — — 20) 5 tg 25 376 мм

1,45 1000 ° 0,025

Подчеркнем, что глубина щели опреде25 ляется иэ условия полной прорезки ею зоны неупругих деформаций определяющей основные деформации пучения почвы (эоны интенсивной трещиноватости) величина которой равна 0,5 — 0,75b (см.выше). В данном

30 примере эта величина не превосходит 3,31 м, Формула изобретения

Способ охраны выработки, включающий проведение в почве выработки разгру35 зочныхщелей, отличающийся тем, что, с целью предотвращения пучения почвы выработки увеличения срока беэремонтного поддержания, разгрузочные щели в почве выработки проводят глубиной 1, рав40 ной 0,5 — 0,75 ширины выработки, в направлении, поперечном ее продольной оси под углом 90 - р к горизонтали, где р — угол внутреннего трения пород почвы, при этом расстояние между соседними разгрузочны45 ми щелями выбирают равным 21, а ширину щелей определяют из выражения д = (100 — 20) Ь tg p, мм, где О- напряжения на глубине расположе50 ния выработки в нетронутом массиве, МПа;

Rc — прочность пород почвы на одноосное сжатие, МПа;

Ь вЂ” ширина выработки, м.

177б322

Составитель В.Дрибан

Техред М.Моргентал Корректор Л.Филь

Редактор

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

Заказ 4049 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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