Способ управления труднообрушаемой кровлей в условиях криолитозоны
Владельцы патента RU 2478786:
Учреждение Российской академии наук Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского Сибирского отделения РАН (RU)
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для управления труднообрушаемой кровлей при разработке месторождений полезных ископаемых, расположенных в условиях криолитозоны. Способ включает отработку запасов от границы выемочного столба, бурение с поверхности скважин в выемочной столб и первичную посадку кровли. Скважины бурят до расчетной линии свода обрушения в один ряд параллельно очистному забою в средней части предельного пролета плиты основной кровли. Заливают в скважины эвтектические - труднозамерзающие растворы на высоту 1,5-2 м, выдерживают расчетное время, необходимое для оттайки льда в трещинах пород кровли и образования зародышевых щелей, после чего заполняют скважины до поверхности такими же растворами и производят гидроразрыв в массиве горных пород. Изобретение позволяет обеспечить управляемую первичную посадку крепких трещиноватых пород. 2 ил.
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для управления труднообрушаемой кровлей при разработке месторождений полезных ископаемых, расположенных в условиях криолитозоны.
Известен способ управления труднообрушаемой кровлей в условиях многолетней мерзлоты, включающий отработку запасов полезных ископаемых от границы выемочного столба и первичную посадку пород кровли после бурения скважин и создания в них свободных полостей [1] прототип.
Основным недостатком известного способа является то, что он может быть использован только при слабых, рассыпающихся после оттайки, песчаниках.
Технической задачей являлась разработка способа, позволяющего обеспечить управляемую первичную посадку крепких трещиноватых пород, сцементированных льдом в трещинах, находящихся в условиях криолитозоны.
Поставленная задача достигается тем, что скважины бурят до расчетной линии свода обрушения в один ряд параллельно очистному забою в средней части предельного пролета плиты основной кровли, заливают в скважины эвтектические (труднозамерзающие) растворы на высоту 1,5-2 м, выдерживают расчетное время, необходимое для оттайки льда в трещинах пород кровли и образования зародышевых щелей, после чего заполняют скважины до поверхности такими же растворами и производят гидроразрыв в массиве горных пород.
Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, как то, что скважины бурят до расчетной линии свода обрушения, обеспечивает расслоение пород кровли в районе этой границы и создает необходимые условия для первичной посадки кровли.
Существенный признак о том, что скважины бурят в один ряд в средней части предельного пролета плиты основной кровли, позволяет произвести расслоение пород кровли параллельно очистному забою на всю ширину выемочного столба.
Существенный признак о том, что заливают в скважины эвтектические (труднозамерзающие) растворы на высоту 1,5-2,0 м, дает возможность создать зародышевые щели в необходимом месте.
Следующий существенный признак о том, что выдерживают расчетное время для оттайки льда в трещинах пород кровли и образования зародышевых щелей, необходим для создания щелей достаточной протяженности.
Существенный признак о том, что затем заполняют скважины до поверхности такими же растворами и производят гидроразрыв в массиве горных пород, обеспечивает образование щелей большой протяженности вдоль линии свода обрушения и заполнение их растворами, исключающими их замерзание.
Способ управления труднообрушаемой кровлей поясняется чертежами, где на фиг.1 показан разрез участка выемочного столба вдоль ряда скважин, на фиг.2 - образование зародышевых щелей в скважине.
Условные обозначения, принятые на чертежах:
1 - угольное месторождение; 2 - скважины; 3 - очистной забой; 4 - расчетная линия; 5 - свод обрушения; 6 - трещины; 7 - механизированный комплекс.
Учитывая то, что трудноуправляемость трещиноватых горных пород кровли связана с тем, что породы сцементированы льдом в трещинах, способ основан на оттайке льда в трещинах, создании зародышевых щелей с последующим гидроразрывом массива горных пород.
Способ осуществляют следующим образом: в намеченный и подготовленный к выемке выемочной столб на угольном месторождении 1 бурят ряд скважин 2, располагая его параллельно очистному забою 3 в средней части предельного пролета плиты основной кровли. Скважины 2 бурят только до расчетной линии 4 свода обрушения 5. Затем скважины 2 заполняют эвтектическими (труднозамерзающими) растворами на высоту 1,5-2 м и выдерживают до тех пор, пока лед в трещинах 6 не оттает и не появятся зародышевые щели. После этого скважины 2 заполняют полностью эвтектическими растворами и производят гидроразрыв массива горных пород. При очистной выемке угля и прохода механизированного комплекса 7 под скважинами 2 происходит обрушение пород кровли блоками, уже не связанными друг с другом прослоями льда.
Способ позволяет обеспечить управляемость первичной посадки мерзлых трудноуправляемых пород.
Источник информации
1. Патент РФ №2237809, 7 E21C 41/16, 2004 г.
Способ управления труднообрушаемой кровлей в условиях криолитозоны, включающий отработку запасов от границы выемочного столба, бурение с поверхности скважин в выемочной столб, первичную посадку кровли, отличающийся тем, что скважины бурят до расчетной линии свода обрушения в один ряд параллельно очистному забою в средней части предельного пролета плиты основной кровли, заливают в скважины эвтектические - труднозамерзающие растворы на высоту 1,5-2 м, выдерживают расчетное время, необходимое для оттайки льда в трещинах пород кровли и образования зародышевых щелей, после чего заполняют скважины до поверхности такими же растворами и производят гидроразрыв в массиве горных пород.
