Способ отработки крутопадающих пластов

 

Использование: изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для уменьшения деформаций зданий и сооружений от вредного влияния подземной разработки свиты крутопадающих пластов. Сущность изобретения: отработку групп пластов в свите вкрест их простирания с противоположными знаками деформаций ведут с разрывом во времени, которое определяют из соотношения т flnb/Ny. 3 ИЛ. ел с щитных. В основном, вначале отрабатываются пласты, которые раньше вскрыты, поэтому зачастую происходит произвольная концентрация горных работ и во времени и в пространстве, Б результате может образоваться мульда сдвижения с концентрированным развитием одноименных деформаций, достигающих иногда величин, опасных для объектов на земной поверхности . Так, если критерием опасности для сооружений является уступ в 2-3 см, то между прохождением забоев под объектом с полоSI со ю S Ю СА)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 С 41/18

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP}

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ, 4

00 ) ,C) )> (л) (21) 4884266/03 (22) 20.11,90 (46) 15.01.93. Бюл. N 2 (71) Украинский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) С.Ф, Чижиков и М.В. Сирый (73) Украинский государственный научноисследовательский и проектно-конструкторский институт горной геологии, геомеханики и маркшейдерского дела (56) Боев В,А., Чижиков С.Ф. Зависимость величин уступов и скорости их роста от оседаний земной поверхности, — Уголь Украины, 1983, ¹4, с, 45, Разработка методики прогноза сдвижений и деформаций земной поверхности и рационального планирования горных работ под застроенными территориями при разработке свит пластов со сложными геологическими условиями на глубоких горизонтах.

Проведение исследования влияния положения горных выработок в свите пластов на сдвижение и деформации земной поверхности, Отчет о НИР (Украинский филиал

ВНиМИ; Руководитель работы Земисев

В.Н, — 0239035102. ¹ l P 01870001110, Донецк, 1987, с. 129.

Изобретение относится к горной npoMblLLIëåHHocTè, в частности, может быть использовано для уменьшения деформаций зданий и сооружений от вредного влияния подземной разработ 1 свиты крутопадающих пластов.

Известен способ отработки крутопадающих пластов, включающий их разработку в направлении сверху вниз. В пределах одногодвух горизонтов пласты отрабатываются без определенной последовательности, за исключением первоочередной отработки за„„ Ы „„1789022 А3 (54) СПОСОБ ОТРАБОТКИ КРУТОПАДАЮЩИХ ПЛАСТОВ (57) Использование: изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для уменьшения деформаций зданий и сооружений от вредного влияния подземной разработки свиты крутопадающих пластов. Сущность изобретения: отработку групп пластов в свите вкрест их простирания с противоположными знаками деформаций ведут с разрывом во времени, которое определяют из соотношения (t) = пbb/N>. 3 ил. щитных. В основном, вначале отрабатываются пласты, которые раньше вскрыты, поэтому зачастую происходит произвольная концентрация горных работ и во времени и в пространстве, в результате может образоваться мульда сдвижения с концентрированным развитием одноименных деформаций, достигающих иногда величин, опасных для объектов на земной поверхности, Так, если критерием опасности для сооружений является уступ в 2 — 3 см, то между прохождением забоев под объектом с поло1789022 жительными деформациями (наклонами) и отрицательными, учитывается зависимость скорости роста уступа от скорости оседания земной поверхности, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ рациональной отработки пластов, в котором планирование ведения очистных работ выполняется так, чтобы под обьектом на земной поверхности одноименно проявились деформации противоположных знаков, компенсируя, таким образом, концентрацию однозначных деформаций.

Порядок отработки пластов для взаимной компенсации однозначных деформаций выбирается следующим образом.

Вначале определяется какой видсосредоточенных деформаций наиболее опасен для подрабатываемого объекта на земной поверхности (наклоны, горизонтальные деформации, уступы), затем на данный вид деформаций строится номограмма по методике с учетом параметров сдвижения. На разрезе вкрест простирания выбирается объект, подлежащий охране. Центр очистной выработки нэ номограмме совмещается с охраняемым объектом, а сама очистная выработка располагается по падению пластов; горизонтали на номограмме должны соответствовать глубине разработки на разрезе вкрест простирания, Затем на данном горизонте или на двух-трех горизонтах выбираются к совместной отработке под данным объектам пласты, соответствующие разноименным, но примерно равным по величине деформациям нэ номограмме.

Недостатком известного способа является то, что не регламентировано подвигание очистных забоев во времени и в пространстве, что может повлечь за собой концентрацию одноименных деформаций по простиранию.

Цель изобретения — уменьшение деформаций земной поверхности путем рассредоточения отрабатываемых пластов во времени по простиранию.

Сущность изобретения состоит в том, что растяжка во времени между ведением работ с разноименными деформациями увязана со скоростью роста уступа, т, е, она не должна превышать такого промежутка времени, за который уступ может развиться до опасной критической величины.

Зависимость эта найдена экспериментальным путем и выражается формулой (т) = " (1)

Vy где (t) — допустимая рэстя>кка во времени между очистными работами, дающими по5

10 ложительные и отрицательные деформации;

hnp — предельная высота уступа для данного обьекта на земной поверхности, Vy — скорость роста уступа, определена в зависимости от скорости оседания земной поверхности Vp, т, е. Vy = 0,2Vp 1.

Скорость оседания земной поверхности

V< в зависимости от скорости подвигания очистного забоя С определяется формулой с, /о тогда

Н = 0,2 — -"- (2) где С вЂ” скорость подвигания очистного забоя, м/мес;

g>;y — оседание земной поверхности в данной точке, м, 20 Н вЂ .средняя глубина разработки,м, Таким образом, планирование очистных работ в пространстве осуществляется выбором к отработке под данным объектом пластов с разноименными и примерно одинаковыми по величине деформациями на разрезе вкрест простирания с помощью номограмм. Планирование очистных работ во времени осуществляется растяжкой отработки выбранных пластов согласно условию

30 (1), На фиг. 1 представлена общая схема отработки крутопэдающих пластов; на фиг, 2 — растяжка во времени между отработкой пластов в группах, 35 Способ осуществляется следующим образом.

На линии вкрест простирания взяты 6 точек с интервалом 500 м, В этих точках рассчитаны ожидаемые наклоны земной по40 верхности.

Так, для гор 1 м в районе т. 1, находящейся в полумульде по восстанию от свиты разрабатываемых пластов, происходит накопление деформаций одного знака — отри45 цательных, поэтому здесь вопрос рационального планирования очистных работ не имеет смысла В районе т, 2 и 3, находящейся в средней части мульды сцвижения проявляются деформации разных знакбв, следовательно, есть смысл в рациональном планировании очистных работ; т, 4, 5 и 6 находятся в полумульде по падению, здесь накапливаются деформации одного знака — положительные, следовательно рациональное планирование также не имеет смысла.

Для гор, 2 качественная картина остается, в основном, такой же, как и для гор. 1 с небольшими изменениями в количествен1789022

55 ном отношении, то есть разноименные наклоны получаются в т. 2 и 3, а одноименные вт.1,4,5,6.

Таким образом, для горизонта 1 можно планировать рациональную отработку пластов, ориентируясь наклонами в т. 2 и 3, а для гор. 2 в т. 2, 3, 4, так как в этих точках имеют место отрицательные и положительные наклоны.

Рациональное планирование осуществляется путем группирования пластов к одновременной отработке с разноименными ожидаемыми деформациями с таким расчетом, чтобы величины деформаций в группах были минимальными, при этом необходимо планировать первоочередную отработку защитных пластов. Очередность отработки пластов на гор. 1, 2 западного крыла шахты представлена на фиг. 2. Распределение пластов по группам производится следующим образом, На разрезе вкрест простирания свиты пластов номограмма наклонов располагается так, чтобы центр лавы на номограмме совпадал, например с т, 2 на разрезе, а горизонтали номограммы с горизонталями на разрезе, при этом отметки их должны совпадать.

В первую очередь на гор. 1 выбирается группа защитных пластов с отрицательными и положительными наклонами с таким расчетом, чтобы алгебраическая сумма их была минимальной и для т. 2 и для т. 3 — это группа, Затем согласно очередности отработки выбираются следующие группы пластов с отрицательными и положительными деформациями — II u III группы.

Группирование пластов гор, 2 производится примерно в таком же порядке.

Растяжку во времени между отработкой групп пластов следует планировать максимально возможной с тем, чтобы получить релаксацию напряжений s строительных конструкциях. Растяжка по времени между отработкой пластов в группах с отрицательными и положительными наклонами должна соответствовать условию (1).

Так, например, при отработке пластов второй группы гор. 1 разрыв во времени между работами в пластах mz, mg, m> с отрицательными наклонами, и пластах К, К7, Кз, К4 с положительными наклонами, которые способствуют образованию соответственно

5 прямых и обратных уступов, определяется следующим образом.

При условии hnp = 1 см и V<>= 2 см/мес, разрыв во времени между отработкой вышеуказанных пластов согласно (1) не должен

10 быть более

0,2 2 = 2,5 мес.

Ожидаемая величина прямого уступа составляет 1,4 см, а обратного — 1 см. Сле15 довательно, если на охраняемый объект в начале будут влиять пласты, образующие ожидаемую высоту обратного уступа ho® = 1 см, то разрыв во времени может быть произвольным, так как how не превышает hnp, 20 если же на охраняемый объект будут влиять вначале пласты. образующие ожидаемую высоту прямого уступа hp® = 1,4 см, то разрыв во времени между отработкой пластов с отрицательными и положительными на25 клонами не должен превышать 2,5 мес.

Формула изобретения

Способ отработки крутопадающих пластов, включающий группирование пластов в свите вкрест их простирания на группы с

30 положительными и отрицательными деформациями и последующую их отработку, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения деформации земной поверхности, отработку групп пластов с противополож35 ными знаками деформации ведут с разрывом во времени, которое определяют из соотношения напр

40 N Ч у где (т) — допустимый промежуток времени между очистными работами, дающими положительные и отрицательные деформации;

45 h>p — предельная высота уступа для данного объекта на земной поверхности;

Vy — скорость роста уступа, определяемая в зависимости от скорости оседания земной поверхности, 50

1789022

1789022 ь„,,, <,Р, Е,Е,Е,Е, Е, М,К, к,К,кщ, 1 12 о ств, f3

Фиа У

Составитель М.Сирый

Техред М.Моргентал Коррекгор Н.Король

Редактор

Заказ 85 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

21 27 1 23 1 1 2 12 34567

Юг. 2 отр або п ка

epywua

Gx(_#_c flto6

+ Е i1 оиработях ар в

- 2i.