Способ поддержания кровли

 

Изобретение относится к горной промети и обеспечивает повышение надежности поддержания кровли путем нанесения синтетического клея (СК) на зеркальную поверхность (П) необрушивающегося слоя. С этой целью перед нанесением СК бурят один ряд шпуров в верхней части купола обрушения под углом к плоскости напластования пород , устанавливают и закрепляют в них анкеры . Причем СК наносят на наклонную П в месте вывала крепи и затем на обнажаемую П крепи у груди забоя после выемки полезного ископаемого. Затвердевший СК и анкер предотвращают вывалы породы в очистное пространство. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАПИСТИЧЕСКИХ

РГСПУБЛИК ъф-;фг (я)5 E 21 D 11/00, 20/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ г10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4635051/03 (22) 12,01,89 (46) 15.06.92, Бюл.N. 22 (71) Коммунарский горно-металлургический институт (72) Н.К.Клишин, Г,А,.Марченко, А.А.Пятаченко и В.В,Васильев (53) 622.281,4(088.8) (56) Левченко В.И„Баркалов В.И. Расчет несущей способности кровли в очистном забое при искусственном упрочнении. — Уголь

Украины 1984, N. 9, с.7-8.

Кара В.В., Морозов С,П. Области эффек1ивного применения полиуретановых скрепляющих составов — Уголь Украины

1988, N6,,с.15-16.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке пластов полезнь х ископаемых, преимущественно угля, с легкообрушающимися кровлями.

Известен способ поддержания кровли в лавах, заключающийся в нанесении синтетйческого клея на поверхности легкообрушающихся пород в месте вывала кровли и затем на обаженную поверхность кровли у груди забоя после выемки полезного ископаемого, Синтетический затвердевший клей предотвращает вывалы породы в очистное пространство.

Известно, что слои пород с зеркальными поверхностями не обладают связью между собой. Адгезия синтетического клея и зеркальной поверхности пород значительно меньше, чем с неровными и шероховатыми поверхностями.

„., Я „„1740677 А1 (54) СПОСОБ ПОДДЕРЖАНИЯ КРОВЛИ (57) Изобретение относится к горной промсти и обеспечивает повышение надежности поддержания кровли путем нанесения синтетического клея (СК) на зеркальную поверхность (П) необрушивающегося слоя. С этой целью перед нанесением СК бурят один ряд шпуров в верхней части купола обрушения под углом к плоскости напластования пород, устанавливают и закрепляют в них анкеры. Причем СК наносят на наклонную П в месте вывала крепи и затем на обнажаемую

П крепи у груди забоя после выемки полезного ископаемого, Затвердевший СК и анкер предотвращают вывалы породы в очистное пространство. 3 э.п.ф-лы, 1 ил, Исследованиями на моделях из эквивалентных материалов установлено, что наибольшая реакция возникает в скрепляющем слое на высоте от пласта, равной ширине захвата комбайна, Поэтому применение рассматриваемого способа поддержания кровли не всегда может предотвратить обрушение кровли в условиях, когда поверхность необрушающегося слоя кровли зеркальная и, особенно, при ее расположении на высоте, равной ширине захвата комбайна.

Таким образом, недостаток известного способа заключается в низкой его надежности из-за недостаточной связи скрепленного клеем массива пород с необрушающимся слоем с зеркальной поверхностью. Для повышения надежности поддержания кровли необходимо усилить связь скрепленного массива пород с вышерасроложенным не обрушающимся слсем кровли, 1740677

Как показывает практика, эффективная связь упрочненных пород с необрушаю-. щимся слоем может быть достигнута с помощью анкеров, закрепленных в шпурах. пробуренных наклонно к плоскости напластования пород, закрепленных одним своим концом в необрушающемся слое породы.

Цель изобретения.— повышение надежности поддержания кровли при недостаточной адгезии скрепляющего слоя из синтетических смол и необрушающегося слоя породы, в частности слоя с зеркальной поверхностью, Поставленная цель достигается тем, что в способе поддержания кровли в лавах, заключающемся в нанесении синтетического клея на поверхность легкообрушающихся пород в месте вывала кровли и затем на обнаженную поверхность кровли у груди забоя вслед за выемкой угля, перед нанесением синтетического клея бурят один ряд шпуров в верхней части купола обрушения под углом к плоскости напластования пород,,устанавливают и закрепляют s них анкеры, после чего синтетический клей наносят на наклонную поверхность в месте вывала кровли и затем на обнажаемую поверхность кровли у груди забоя после выемки полезного ископаемого.

Способ заключается в следующем.

Перед нанесением синтетического клея бурят один ряд шпуров в верхней части купола обрушения, под углом к плоскости напластования пород устанавливают и закрепляют в них анкеры, после чего синтетический клей наносят на наклонную поверхность в месте вывала кровли и затем на обнажаемую поверхность кровли у груди забоя после выемки полезного ископаемого.

Синтетический затвердевший клей и анкеры предотвращают вывалы породы в очистное пространство, На чертеже приведена схема предложенного способа поддержания кровли, Параметры расположения шпуров для закрепления анкеров: длина 1-1,5 м: угол наклона шпуров к плоскости напластования

45-60 ; расстояние между шпурами 2-3 м, выбираются из условия закрепления части анкера в необрушающемся слое, с учетом несущей способности анкера, скрепляющего слоя иэ синтетического клея, требования минимума затрат. При таких параметрах обеспечивается надежность прикрепления скрепляющего слоя иэ синтетического клея к необрушающимся породам кровли, так как согласно данным исследования реакция скрепляющего слоя составляет незначительную часть веса удерживаемых пород (5-20 Д), что не превышает 1 т на 1 м длины скрепляющего слоя, а несущая способность анкера достигает 10 т и больше, т.е. возможное расстояние между анкерами 5-10 м. Но уже при расстоянии между анкерами, превышающем в 2-3 раза высоту удерживаемых пород, возможно разрушение скрепляющего слоя, поэтому расстояние между анкерами не должно превышать 2 м при высоте вывалов до 1 и 3 м при большой высоте.

Диапазон углов наклона 45-60 и длина шпуров 1-1.5 м выбраны исходя из необходимости расположения их по возможности круче к напластованию пород и закрепления части анкера длиной 0,5 м в необрушающемся слое пород при условии пересечения анкером удерживаемых пород . и скрепляющего слоя из синтетического клея.

Пример. Предложенный способ опробован в14 западной "бис" лаве пласта К7 шахты. Пласт К7 мощностью 1,1 м с углом падения 8-15 . В непосредственной кровле расположен аргиллит мощностью 1-1,2 м и далее алевролит мощностью 8 м. Выемка

5

25 угля в лаве осуществлялась комбайном 1К101 с шириной захвата 0,8 м; лава закреплена гидравлическими стойками под металлические верхняки. В качестве специальной крепи применялись посадочные стойки "Спутник".

В верхней части лавы на участке длиной

30 м кровля обрушалась при выемке угля комбайном, Способ поддержания кровли синтетическим клеем, который успешно применялся в 14 вост. лаве пласта К7 на отдельных участках, 14 зап. "бис" лавы, где необрушающийся слой кровли имел зеркальную поверхность, кровля обрушалась.

Поэтому был опробован предлагаемый способ поддержания кровли.

На участке длиной 10 м ниже ниши аргиллит был разбит трещинами через 0,8-1,2 м вдоль лавы и через 0,2-0,8 м по направлению ее подвигания, т.е. на крупные блоки, которые обрушались после выемки угля комбайном. Необрушающийся слой кровли на рассматриваемом участке имел зеркальную поверхность.

В этих условиях кровлю поддерживали по предложенному способу. Описание работ приведено ниже.

В верхней части купола обрушения про- бурили 6 шпуров длиной 1 м каждый под углом 45 к плоскости напластования и на расстоянии 2 м один от другого. В шпуры вставили металлические анкеры длиной 1 м и диаметром 20 мм и закрепили в шпурах полиуретановыми составами, полное время отверждения которых 2 ч. Сразу после уста1740677

Формула изобретения

4 5

Составитель Л.Березкина

Редактор M.Êåëåìåø Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Заказ 2063 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород. ул.Гагарина. 101 новки анкеров путем набрыэга создали скрепляющий слой иэ синтетического клея на наклонной поверхности кровли над пластом угля. Был использован состав, мас.ч смола КФ-СОМТ 70; поливинилацетатная дисперсия — 27; щавелевая кислота 3. Набрызг осуществляли установкой. состоящей из двух баллонов емкостью по 0,04 м, шланз гов и трехсопловой форсунки, Компоненты подавались к соплам форсунки раздельно и разбрызгивались, смешивались в воздухе сжатым воздухом, подведенным к третьему соплу форсунки. Давление сжатого воздуха

0,5-0,6 МПа, Всего было израсходовано

200 л синтетического клея описанного выше состава. Толщина отвержденного слоя составила 20 мм. Прочность отвержденного клея после 6 ч составила 2,4 МПа.

После выемки. угля комбайном кровля не обрушилась. С целью профилактики разрушения нижнего слоя кровли придальнейшей выемке угля на вновь обнаженную поверхность кровли был нанесен синтетический клей, Толщина отвержденного слоя составила 5-7 мм, Таким образом, дополнительное применение анкеров увеличивает надежность способа поддержания кровли путем нанесения синтетического клея, позволило удержать кровлю от обрушения на участке, где необрушающийся слой кровли имел зеркальную поверхность.

1 2

1. Способ поддержания кровли в лавах, включающий нанесение синтетического

5 клея на поверхность легкообрушающихся пород в месте вывала кровли, а затем на обнажаемую поверхность кровли у груди забоя вслед за выемкой полезного ископаемого, отличающийся тем, что. с целью

10 повышения надежности крепления, перед нанЕсением синтетического клея предварительно бурят шпуры, в одни из которых устанавливают анкеры. в другие нагнетают синтетический клей.

15 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что шпуры для установки и закрепления в них анкеров бурят в один ряд в верхней части купола обрушения под углом большим, чем угол внутреннего трения пород в

20 объемном напряженном состоянии для обеспечения сохранности слабой нарушенной кровли при бурении их под углом 45-60О, 3, Способ по п.1. отличающийся тем, что шпуры для нагнетания синтетиче25 ского клея бурят в один ряд в нижней части купола обрушения под углом 0-5 к плоскости напластования.

4. Способ по и 1, отличающийся тем, что шпуры бурят в два ряда, при этом

30 анкеры устанавливают в шпуры верхнего ряда, а скрепляющий состав нагнетают в шпуры нижнего ряда.