Способ разгрузки породного массива в сопряжениях горных выработок

 

Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение эффективности способа за счет большого разгрузочного эффекта. Технологические выработки проводят вблизи сопряжения. Разгрузочную щель сооружают путем бурения из технологической выработки рассредоточенных скважин. Бурят скважины меньшего диаметра в промежутках между ними. При этом скважины меньшего диаметра заполняют расширяющейся смесью. Закладку разгрузочной щели осуществляют путем заполнения скважин большего диаметра горной массой, полученной в результате разрушения межскважинных целиков при расширении смеси. Расстояние между центрами скважин вычисляют по формуле. Применение способа обеспечивает снижение нагрузок на крепь околоствольных выработок и их сопряжений со стволом. Это исключает непроизводственные затраты на ремонтно-восстановительные работы. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5114 Е 21 D 5 00

5l М63@ Н

М:. Сйа . j;>", f ÖÔ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АBTOPCHOMY СВИ4ЕТЕПЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4395254/23-03 (22) 01.02.88 (46) 15.11.89. Бюл. № 42 (71 ) Всесоюзный научно-исследова— тельский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) В.П.Яковлев и К.-Х.М.Мейрембаев (53) 622.281.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 92801 7, кл. F. 2) D 5/00, 1980.

Ардашев К.А. Основные направления коренного совершенствования охраны и крепления капитальных выработок глубоких угольных шахт. — Шахтное строительство, 1987, № 4, с.2-4, pHc ° 2 ° (54 ) СПОСОБ РАЗ ГРУЗ КИ ПОРОДНОГО МАССИВА В СОПРЯЖЕНИЯХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК (57) Изобретение относится к горному делу. Цель — повышение эффектив— ности способа за счет достижения

Изобретение относится к горному делу и касается способов создания локальных зон разгрузки массива в сопряжениях roрных выработок.

Целью изобретения является повышение эффективности способа за счет достижения большого разгрузочного эффекта, На фиг.! изображена схема реализации способа, разрез по оси ствола; на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг,3 — схема для расчета расстояний между центрами смежных скважин.

Способ включает проведение вблизи сопряжения выработки (ствола) „„SU„„ А1

2 большого разгрузочного эффекта. Технологические выработки проводят вблизи сопряжения. Разгрузочную щель сооружают путем бурения из технологической выработки рассредоточенных скважин. Бурят скважины меньшего диаметра в промежу-тках между ними.

При этом скважины меньшегo диаметра заполняют расширяющейся смесью „ ЗакЛадку разгрузочной щели осуществляют путем заполнения скважин бол=шоF0 диаметра гарной массой, полученной в результате раэру ния межскважинных целиков при расширении. смеси.

Расстояние между центрами скважип вычисляют по ф-ле. Применение способа обеспечивает снижение нагрузок на крепь околсствольных выработок и их сопряжений со стволом. Зто исключает непроизводственные затраты на ремонтно-восстановительные работы.

3 ил. с выработкой (околоствольного двора) 2 технологической выработки 3, сооружение разгрузочной щели с контуром 4 и ее закладку. Разгрузочную щель образуют бурением рассредоточенных скважин 5 и скважин 6 меньшего диаметра в промежутках между скважинами 5. В месте пересечения ствола 1 с разгрузочной щелью образуют осадочный шов 7. Скважины 6 заполняют расширяющейся смесью, а закладку щ - » осуществляют горной массой скважин 5., полученной в результате раз— рушения в области 8 дополнительных напряжений межскважинных целиков 9

1521877 при расширении смеси, причем расстояние между центрами смежных скважин 5 и 6 обеспечивают в пределах

d 1л1 b („ - М л

Расстояние между центрами скважин

5 и 6 определяется следующим образом.

Разрушение межскважинного целика 9 под воздействием горного давления и области 8 дополнительных напряжений массива будет осуществляться, при где N - линия наименьшего сопротивления в разрушаемом объекте, м:; 10

Ъ вЂ” расстояние между центрами пустой и заполненной расширяющейся смесью скважин, м !

Ф

d.л и и — диаметры пустой и запол" ненной расширяющейся смесью скважин, м.

Разгрузку предлагаемым способом прилагающего к сопрягающимся выработкам 1 и 2 массива осуществляют

) следующим образом, Для разгрузки массива вокруг выработки 2, например, околоствольного двора, сопрягающегося с вертикальным стволом 1 в пределах проектного контура 4 сооружаемой разгрузочной щели проводится техническая выработка 3 и бурят скважины 5 и 6. Устанавливают в крепи и армировке ствола, осадочный шов 7. Скважины 6 заполняют расширяющейся смесью, что позволяет при расширении последней ускорить сооружение разгрузочной щели за счет сокращения времени на разруше" ние целиков между скважинами 5 и 6, 35

Это осуществляется созданием расширяющейся смесью в процессе ее расширения области 8 дополнительного нап . ряжения в массиве вокруг скважины

6 (дополнительного к напряжению в массиве, образующуюся под воздействием естественного горного давле- ння1, которая воздействует на массив и разрушает его по линии наименьшего сопротивления, т.е. будет 45 разрушать межскважинные целики 9.

Причем скважины 6, заполняемые расширяющейся смесью, бурят диаметром меньше диаметра пустых скважин 5, так как затраты на бурение скважин мень- 50 шего диаметра и расход расширяющейся меси будет меньше, рассмотрении в поперечном сечении скважин 5 и 6, s форме трапеции

АВСД, Площадь поперечного сечения межскважинного целика 9 равна

s я -(: + — — -}, Бл Бе

4 rp 2 2

Я

d.л + Йg Н (— — — — ) ° ) - (: — ——

2 8 а

Н ) где S — пдощадь поперечного сечения

4 межскважинного целика 9, м

S > площадь трапеции АВСД, м й, $ „и S I — площадь поперечного сечения соответственно пустой и за— полненной расширяющейся смесью скважины, м .

Дня того чтобы происходила плав" ная разгрузка массива, что исключает разрушение крепи выработок околоствольного двора, надо осуществить полную закладку разгрузочной щели. Поэтому в предлагаемом способе локальных зон разгрузки массива необходимо полностью закладывать полости пустых скважин 5. Закладка полости пустых скважин 5 осуществляется горной массой, сосредоточенной в межскважинных целиках 9, которые разрушаются под воздействием .горного давления и области 8 дополнительных напряжений состояния массива. Однако для полкой закладки полости скважин

5 необходимо, чтобы объем горной массы, сосредоточенной в межскважинных целиках 9, соответствовал или был больше объема полости скважины

5, т.е.

Йл + dz

S >: Б или (---- —.— ) ° Ь—

Ц 2 (— -р — + -g ) — р- ()

Отсюда получаем, что

2d, + d>> ь» — - (— — - — — — ) 4 йл + dg

В то же время радиус области 8 дополнительных напряжений состояния массива вокруг скважины 6 должен быть таким, чтобы при этом происходило хотя бы соприкосновение области 8 с окружностью поперечного сечения скважины 5 или даже перекрытие об5 1521877 6 ластью 8 определенного участка площа- расстоянии область пониженных напряди поперечного сечения скважины 5. В жений. Это обеспечивает снижение напротивном случае не произойдет разру грузок на крепь околоствольных вырабошение.межскважинного целика 9 в сто- ток и их сопряжений со стволом, что рону пустой скважины 5, так .как недос- исключает непроизводственные затраты таточна будет величина линии наи- на ремонтно-восстановительные работы. меньшего сопротивления в разрушаемом объекте. Поэтому Формула изобретения

10 (4) где W. - радиус области 8 дополнительного напряженного состояния массива (линия наименьшего сопротивления), м.

Согласно (4) Ь -- - + W (5)

d.g

Отсюда расстояние между центрами пустой 5 и заполненной расширяющейся смесью 6 скважин с учетом выражений (3) и (5) должно находиться в пределах

4< Я. 26, +<1, 25

+ W ъ b ) === (= ===== ==) 2 4 и +d (6)

Таким образом, по предлагаемому ЗО способу создания локальных зон разгрузки массина за короткий промежуток времени разрушается весь слой горной массы, сосредоточенный в межскважинных целиках 9, в пределах проектного контура 4 сооружаемой разгрузочной

35 щели под воздействием естественного горного давления и области 8 дополнительного напряжения в массиве и полностью закладывается полость пус- 40 тых скважин 5.При этом образуется разгрузочная щель, заложенная горной массой и расширяющейся смесью, при ее сжатии под воздействием горного давления плавно создает в расположенном 45 под и над ней массива на определенном

Способ разгрузки породного массива в сопряжениях горных выработок, включающий проведение технологической выработки вблизи сопряжения, сооружение разгрузочной щели и ее закладку, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа за счет достижения большого разгрузочного эффекта, сооружение разгрузочной щели осуществляют.путем бурения из технологической выработки рассредоточенных скважии и бурения скважин меньшего диаметра в промежутках между ними, при этом скважины меньшего диаметра заполняют расширяющейся смесью, а закладку разгрузочной щели осуществляют- путем заполнения скважин большего диаметра горной массой, полученной в результате разрушения межскважинных целиков при расширении смеси, причем расстоян.-а амежду центрами смежных скважин обеспечивают в пределах: где W — линия наименьшего сопротивления в разрушаемом объекте, м;

Ь вЂ” расстояние между центрами смежных скважин,м;

d. u d — больший и меньший диаметр ры смежных скважин, м.

) 52! 877

Составитель Л.Черепенкина

Редактор М. Бандура Техред А. Кравчук Корректор В.Гирняк

Заказ 6903/29 Тираж 449 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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