Способ построения охранного целика

 

Изобретение относится к горной промышленности , а именно к средствам защиты от подработки подземных и(или) поверхностных природных и техногенных объектов, Цель изобретения - сокращение потерь полезного ископаемого в недрах. Способ построения охранного целика 1 предусматривает определение местоположения границы 3 охраняемой площадки (ОП) объекта 2 в виде геометрического места точек , удаленных от контура 2Ь объекта 2 на расстояние, равное ширине b предохранительной бермы, построение боковой поверхности (БП) охраняемой зоны образующими, ориентированными по радиус-векторам I и J, пересекающими вертикальную ось (ВО), проходящую через фиксированную в пределах границы 3 ОП объекта 2 точку О, и проводимыми от границы 3 под углами сдвижения в массивах наносов и коренных пород, определяемыми для каждого на/7 СЛ С

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 С 41/18

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАЪИЕ ИЗОБРЕТЕЪИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4607833/63 (22) 21.11.08 (46) 23.04,93. Бюл. М 15 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу (72) Б.А,Фомин (56) Борщ-Компониец В,И. и др. Маркшейдерское дело. — М.: Недра, 1979, с. 469-471, 473-475. (54) СПОСОБ ПОСТРОЕНИЯ ОХРАННОГО

ЦЕЛИКА (57) Изобретение относится к горной промышленности, а именно к средствам защиты от подработки подземных и(или)

° а

„„5U„„1816543 А1 поверхностных природных и техногенных обьектов, Цель изобретения — сокращение потерь полезного ископаемого в недрах.

Способ построения охранного целика 1 предусматривает определение местоположения границы 3 охраняемой площадки (ОП) обьекта 2 в виде геометрического места точек, удаленных от контура 2Ь обьекта 2 йа расстояние, равное ширине b предохранительной бермы, построение боковой поверхности (БП) охраняемой зоны образующими, ориентированными по радиус-векторам i u

j, пересекающими вертикальную ось (ВО), проходящую через фиксированную в пределах границы 3 ОП объекта 2 точку О, и проводимыми от границы 3 под углами сдви>кения в массивах наносов и коренных а пород, определяемыми для каждого на(/) 1810543 правления i и J, построение по линии пересечения БП с поверхностями кровли (ПК) и почвы (ПП) залежи полезного ископаемого (ЗПИ) границ 16 и 17 охранного целика 1 по упомянутым ПК и ПП в виде геометрических мест точек, удаленных по направлениям Ти

J от ВО на расстоянии Ri и Ri" до границы

16 и расстоянии Rt" и Rj" до границы 17, причем величины упомянутых расстояний определяют из функциональных зависимостей, учитывающих углы сдвижения массйвов пород, углы падения ПП и ПК ЗПИ и поверхности почвы наносов, расстояния ri u

ri от ВО до границы 3 по направлениям i u j соответственно, глубину залегания ПК и ПП

ЗПИ и мощность насосов под плоскостью

ОП по ВО. Функциональные зависимости определены на основе геометрических построений и имеют один вид для области охранного целика 1, располагаемой со стороны падения от проходящей через ВО линии простирения (ЛП) 6, и другой — для области, располагаемой со стороны восстания от ЛП 6. 4 ил.

Изобретение относится к горной про- няемой площадки обьек и о ьекта точку, при этом мышленности, а конкретнее — предназначе- величины углов сд в сдвижения определяют для но для защиты от подработки подземных и каждого иэ направлен влении радиус-векторов. а (или) поверхностных природных итехноген- граница основания ох анног ных объектов. вания охранного целика, от5 страиваемая по линии пересечения упомяЦель изобретения — сокращение потерь нутой боковой паве верхности с поверхностями полезного ископаемого в недрах при сохране- кровли и почвы за е залежи представляется как точек, удаленных по нании достаточной и равной по любому относи- геометрическое местоточ к, тельно защищаемого объекта направлению правлениям упомянутых утых радиус-векторов от еэопасности объекта от подработки. 10 упомянутой вертика

Пост в в ртикальной оси на расстояо зависящие от величин оставленная цель достигается тем, что ния, функционально зави я массивов пород, от геометв известном способе построения охранного углов сдвижения мас целика, предусматривающем определение рических параметров залегания массивов местоположение границы охраняемой пло- пород залежи по и полезного ископаемого, охщадки защищаемого от подработки обьек- 15 раняемой площадки обьекта и углов между та, удаленной от его контура на ширину заданными нап а правлениями радиус-вектопростирания наносов и залепредохранительной бермы, построение Go poB и линиями прости ковой поверхности охраняемой эоны под жи полезного ископаемого, углами сдвижения массивов наносов и ко- На фиг 1 предста представлены контур плана заренных пород по падению и простиранию 20 щищаемого от подработки обьекта, содертикальныи шахтный ствол и залежи от границы охраняемой площадки и жащего вертикаль, ооружения промплощадки, определение границы охранного целика по поверхностные,соо ж о предлагаемому способу линии пересечения упомянутой поверхно- и построение по и яемои площадки обьекта; на сти с кровлей и почвой отрабатываемой за- границы охраняемой пло а к б лежи, границу охраняемой площадки .25 фиг.2 - вертикальный разрез А-А на фиг.1 защищаемого от подработки объекта апре- (уменьшенное б е изо ражение) с геометричеделяют в виде геометрического места точек, скими параметрами пост б ми построения боковой поудаленных от контура плана (от внешних верхности охраняемой зоны и образующие сторон и выступающих угловых точек) эащи- (охранные линии) упомянутой зоны; на фиг.3 . щаемого объекта на расстояние, постоян- 30 — план защища б щищаемого о ьекта и охраняемой ное по всей длине упомянутого контура и площадки (уменьшенное изобра>кение равноеширинерегламентированнойправи- фиг,1). граница охраняемой зоны по почве бе м лами безопасности предохранительной наносов, границы охранного целика по очве залежи полезного ископаеермы; боковую поверхность охраняемой кровле и почве л зоны отстраивают путем проведения абра- 35 мого и геометр метрические параметры радиусзующих (охранных линий) от границы охра- векторов i и, ; на фиг,4 — г няемой пло а ки а и, ; на фиг, — границы охранного по щадки защищаемого объекта целика по почве алеч<и по д углами сдвижения в массивах наносов предлагаемом и изв т ( а ки а = ч<и, построенные по ико енныхпо о оп р род до пересечения с повер- способам, для защищаемог б г емому и известному (прототипу) хностями к ровли и почвы отрабатываемой 40 жащего, например емого о ьекта, содерзалежи н и на вертикальных разрезах, направ- ствол и поверхнос пример, вертикальный шахтный ленных (ориентируемых) по радиус-векто- мплощадки. поверхностные сооружения прорам и вертикальной оси, пересекающих фиксированную в пределах границы охра- (фиг,1 2 3) пост оения охранного целика 1 для защищаемого от подработки

1810543

30

40

e) t9P = сдД = tgP (Зв) 50 (Зг) объекта 2 (содержащего, например вертикальный шахтный ствол 2а, поверхностные сооружения промплощадки 26, имеющей на плане контур 2Ь) заключается в следующем., Отстраивают на удалении от контура 2Ь объекта 2, постоянном по всей длине контура 2h и равном ширине Ь предохранительной бермы, границу 3 охраняемой площадки (ОП) 4 в виде геометрического места точек, удаленных от фиксированной в пределах границы 3 точки О на расстояние ri, по заданному радиус-вектору (направлению) Г(в сторону падения залежи полезного ископаемого (ЗПИ) 5 от проходящей через упомянутую точку О линии простирания (ЛП) 6

ЗПИ 5) и на расстояние ri по заданному радиус-вектору (направлению) j (в сторону восстания ЗПИ 5 от упомянутой ЛП 6).

Отстраивают боковую поверхность (БП) охраняемой зоны (ОЗ) 7 образующими (охранными линиями(ОЛ) 8) путем проведения последних на разрезах, ориентированных по проходящим через упомянутую точку О вертикальной оси (ВО) 9 и упомянутым радиус-векторам 7и) от границы 3 под углами сдвижения р и pi в массиве наносов 10 до пересечения с поверхностью 11 почвы наносов

10 и от упомянутого пересечения, образующего границу 12 зоны 7 по поверхности 11, под углами сдвйжения и иPj в массиве коренных пород 13 до пересечения с поверхностями кровли (ПК) 14 и почвы (ПП) 15 ЗПИ 5.

Отстраивают по линии пересечения БП с ПК 14 и ПП 15 ЗПИ 5 границы 16 и 17 охранного целика 1 по упомянутым ПК 14 и

ПП 15 в виде геометрических мест точек, удаленных по направлениям! и j от ВО 9 на расстояния R 1" и Ri до границы 16 и расстояния Ri" и Ri" до границы 17, причем величины упомянутых расстояний рассчитываются по следующим формулам: а) для области охранного целика 1, располагаемой со стороны падения от проходящей через ВО 9 ЛП 6 ЗПИ

Ri = (H + M (сдИ вЂ” tgcp ) x х (tgp сдам i ) + гуtgp (щ1 + сдщ ) х х (сц(р 4- tga„i Г! (сдам — сца Г1, (1) б) для области охранчого целика 1, располагаемой со стороны восстания от проходящей через ВО 9 ЛП 6 ЗПИ;

В1 =(H +M(tgPJ — tg Pi)x х (сдд Т tgaHi ) " + ntg pj (сцД 7- tga(i ) х х (сдам + сда„i) (сдам + сда *), (2) % * где R(и Ri — расстояния отуказанной ВО 9 до границ 16 или 17 по направлениям I u J соответственно, м, причем для границы 16 R>*=R1" и Ri+=Rj a для границы 17 R *=R1ï и Ri+=Riп

Н* — глубина залегания ПК 14 или ПП 15

ЗПИ под плоскостью ОП 4 по указанной ВО

9, м, причем для построения границы 16

Н*=Н„а для построения границы 17 Н*=НП, M — глубина залегания поверхности 11, под плоскостью ОП 4 по указанной ВО 9 (мощность наносов 10), м; ам и a i — углы падения поверхности 11 почвы наносов 10 по направлениям Ги ) соответственно, градус; п и rj — расстояния от упомянутой ВО 9 до границы 3 ОП 4 объекта 2 по направлениям i u J соответственно, м; * и ai+ — углы падения ПК 14 или fill

15 ЗПИ по направлениями и J соответственно, градус, причем для построения границы

16 а1*= а1" и а *= а " а для построения

25 границы 17а1*=а1 и aj*= а1.

Остальные обозначения те же, что и выше по тексту.

В формулах(1) и(2) нижний знак перед сц а . (tg а,1 ) для случая, когда падение поверхности 11 совпадает с падением ПК 14 и ПП

15 3 ПИ по заданным направлениям!и ).

Для наиболее характерных условий практического применения защиты объектов от подработки с помощью охранных целиков (ЗПИ 5 имеет выдержанный по падению и простиранию угол падения а, а а1- а " и а1= а1", поверхность 11 имеет выдержанный по падению и простиранию угол падения, т.е. ан=сопзс и угол сдвижения в массиве наносов по всем направлениям одинаков, т,е, р= p=.р) в формулах(1) и (2) будет:

a)tga,i =сдан sinKi,"ñäà„i =tga, s1nKJ; (За) б)сца1 =сда ° sinQ; tgai =сда sinOj,(36) r)tgyi = tg (arcctg (ctg ó. sin2O +

+ ссуд соз et )" ) д) tgPi =tg (arcctg (ctg P sin Oj +

+ctgд соз g) ) (Зд) где К1 и К вЂ” углы между линией простирания

18 поверхности 11 и заданными направлениями I u J соответственно, градус;

1810543

О и 9 V«M междУ ЛП 6 ЗПИ и заданн ыми направлениями i u J соответственно, сле ет аким образом, из изложен ного выше градус; н, следует, что предлагаемый способ построеу, P и д- углы сдвижения массива корен- поте ния охранного целика позволяет н т снизить н ых пород 13 по главным направлениям 5 потери полезного ископаемого в недрах, мульды сдвижения, т.е, по направлениям о при этом также сохраняется ост . д таточная и восстания, падения и простирания ЗПИ со- аемого о ъект ениям одинаковая по любом отн ия со- щаемого объекта направлению степень безопасности объекта от подработки.

В частном случае часть построенного охранного целика может оказаться располо- 10 Ф женной ниже безопасной глубины Hs отраормулв изоб етени я ботки (He-Ks m, м, где Ко — коэ и посо построения охранного целика, —, м, где о — коэффициент предусматривающий определение безопасности, ре«аментированный прави- ох н лами охраны объектов от по б охраняемой пло а ки вынимаемая мощность ЗПИ ) - 15 дра отки; m — работки объекта, ал, м), тогда гра- на ширину и е ох ан, уд ленной от его контура ница17состороныпадени ЗП) б р д р ительнои бермы, no- ходить по линии 19 (ф,3), я удет про- строение боковой и овой поверхности охраняемой параллельно ЛП 6 на расстоянии и фиг, ). отстроенной зоны по глами ду лами сдвижения массивов наносов и коренных пород по падению, восстанию и простиранию зал д ° ) 20 ископаемого от границы охраняемой площадки и определение границы ох ан

Пример. На фиг.4 представлена по- целика ст ни роенная по предлагаемому способу гра- поеерх ли а по линии пересечения помян хности с почвой и кровлей от а у утои ца 17 охранного целика 1 для объекта 2 ваем и (содержащего вертикальный шахтный ствол 25 что о залежи, отл и ч а ю и и и поверхностные сооружения промплоща - ис что. с целью сокращения поте ь и ки), подлежащего охране от подраб т н а з мплощад- ископаемого в недрах, г ани отки на площадки располагают от кон а з угольном пласте мощностью в-1 2 м при емо б р следующих других условия Н 900

М, при емого о ъекта на расстоянии о х: л- м, величине бе мы по вс =63о Н, р-, у = 75, 0 контура, а образующие боковой поае хноа ф=63 . На фиг.4 представлены также: грани- сти охран яемои зоны ориентируют по а ирхнц 3 ОП 4 объекта 2, ЛП 6 пласта, проходя- ус-векторам ая че м, пересекающим вертикальн ю щ врез точку 0, идля сравнения граница ось, проходящую через точк, аспол

17а охранного целика 1, построенная по из- нУю в и вестном с муспособу(прототипу).Изприведен- 35 щадки защищаемого объекта, и и этом величины углов сдвижения по ной фиг 4 очев д о, о площад р д х границы 17 меньше площади в Роддля каждогоиз и

17 а. А торов

Фиг.1

1810543

1810543

Составитель Б.Фомин

Техред М,Моргентал Корректор Е.Папп

Редактор

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

Заказ 1429 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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