Способ восстановления рельефа земной поверхности при разработке

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з E 21 С 41/32

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 942541/03 (22) 5.06.91 (46) 5.03.93. Бюл. N 10 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) ).И.Болучевский (56) )сипов Ю.А. и др. К вопросу рекультиваць и земель после отработки пластов шахтам комбината "Карагандауголь": Сб. науч. тр. ф 43 — Караганда: КНИУИ, 1972, с. 207210.

Буевский Н.М. и др. Рекультивация земельъ. нарушенных горными работами, Донецк: Донбасс, 1969, с.101. (54) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ РЕЛЬЕФА ЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ПОДРАБОТ Е (54) спользование: изобретение относится к ro ному делу и может быть использовано эобретение относится к горному делу и предназначено для восстановления рельефа земной поверхности, подвергшегося изм .нениям в процессе подземной выемки пол эных ископаемых, и может быть преиму ественно использовано в угольной про ышленности.

Целью изобретения является обеспечение безопасных условий формирования и эксплуатации поверхности породного отвала з счет заполнения трещин, образующихся а земной поверхности и в теле отвала при подработке.

На чертеже представлен вертикальный разрез фрагмента породного отвала.

Способ осуществляется следующим образом.

„„5U„„1802132 Al для восстановления рельефа земной поверхности, подвергшегося изменениям в процессе подземной выемки полезных ископаемых. Сущность изобретения: изобретение обеспечивает безопасные условия формирования и эксплуатации поверхности породного отвала, размещаемого на подрабатываемой территории и нарушаемого в результате осуществления горных работ, за счет ликвидации трещин, образующихся на земной поверхности и в теле отвала. С этой целью в зоне образования трещин в основании отвала размещают слой твердого образования трещин в основании отвала размещают слой твердого инертного тонкодисперсного материала, например золы

ЗЦ, а толщину этого слоя и высоту отвала определяют с учетом параметров зоны трещин. 1 ил.

В зоне образования трещин 1 в основа- э нии отвала 2 размещают слой 3 твердого, Qp инертного тонкодисперсного материала толщиной hM = 0.5hT. где hT — прогнозная глубина трещин, а высоту отвала h принимают меньшей по сравнению с ожидаемым оседанием земной поверхности 4 на вели- 0 чину, определяемую иэ выражения g- ho = ЬЭ м(1- Пнар), где Псар — прогнозная плотность нарушения земной поверхности трещинами. и

Приведенные выражения получены следующим образом.

Объем раскрывшейся на земной повер- . хности i-ой трещины определяют по формуле

1802132

Vi = 0,5hiL g Ii (10)

l=i и

Произведение L Il есть не что иное, 5 1=1 как суммарная площадь раскрытия трещин

F в пределах зоны их образования. Однако известно, что

V>l - IlhMLl (2) 10 F> = ПнарЕ (11) 15

Vri Чм1 (3) Приравняв в связи с этим правые части формул (1) и (2) и произведя необходимые преобразования, получают,что. 20

6м = 05йт1 (4) 25 откуда

hp = hM(1 — Пнар.) (15) Ьм-0,5Ьт (5) Пример. Шахтой "Кировская", расположенной в черте г.Караганды, планируется

30 выемка сближенных пластов к2 и кз, суммарной вынимаемой мощностью 6 м на глубине

120 м. В этих условиях кратность подработ120 ки составляет = 20 и. согласно про6

35 гнозу над границами очистной выработки возможно образование зоны трещин с плотностью нарушения 0,75. Глубина трещин в среднем составит 4 м.

В соответствии с расчетом ожидаемое

40 .оседание в мульде сдвижения достигает 4,5 м, а в зоне образования трещин составляет в среднем 1,8 м.

Vp = V - Чм + Чт (6) С целью предупреждения появления

45 глубокой мульды сдвижения в городской черте и сохранения имеющихся форм рельефа на подрабатываемой территории распо. лагают породный отвал высотой до 4,5 м, предварительно сняв здесь плодородный

50 слой почвы. В пределах прогнозных границ эоны образования трещин в основании отвала размещают слой золы ТЭЦ толщиной йм -0,5 х 4-2 м, а выше него — слой породы, толщина которого меньше ожидаемого осе55 дания земной поверхности на величину у — hp - 2(1 — 75) = 0,5 м, то есть составляет hp

= 1,8 — 0,5 = 1.3 м, Образующиеся трещины под действием силы тяжести заполняются золой ТЭЦ, а на ее место поступает вышелеЧо по P) V- -F, (8) Чм - ЬмР. (9) Чт = 0.5lihxiLl, (1) где ll — ширина раскрытия трещины;

h>i — глубина трещины;

Ll — длина трещины.

Объем находящегося над 1-ой трещиной элемента слоя сыпучего тонкодисперсного материала вычисляют по формуле

Очевидно, что для заполнения трещины этим материалом под действием силы тяже-. сти толщина егб слоя h должна быть подобрана так, чтобы выполнялось равенство или, с учетом средней прогнозной глубины трещин Ь в зоне их образования

Объем породы s отвале Чо, необходимый для восстановления рельефа земной поверхности, складывается из доли объема мульды сдвижения V, оставшейся после укладки слоя тонкодисперсного материала объемом VM, и суммарного обьема трещин

Чт (поскольку порода опускается на место ушедшего в трещины тонкодисперсного материала) .

Учитывая лишь часть мульды сдвижения, относящуюся к зоне образования трещин, получают, что где Fp — средняя высота отвала;

F.— площадь эоны образования трещин; д — среднее ожидаемое оседание земной поверхности в пределах этой зоны;

Но Чт - Чть или, с учетом выражения

1=1 (1), средней величины hT и длины зоны трещин L

Поэтому из (10) и (11) следует, что

Чт =. 0,5ЬтПнар.F . (12) Объединив выражения (6) — (9) и (12), устанавливаем,что

hp = 1/ - Ьм + 0,5ЬтПнар. (13)

Ь или, с учетом (5), получаем формулу

ho = g - - 11м(1 — Пнар.). (14) 1802132

Формула и зобретения

Способ восстановления рельефа земной поверхности при подработке, включающий размещение в пределах будущей

Составитель B.Áoëó÷åâñêèé

Техред М.Моргентал . Корректор Н, Ревская

Редактор

Заказ 837 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 жащая шахтная порода. Возможные остаточные неровности внешней поверхности отвала сглаживаются бульдозером.

Преимуществом предлагаемого способа по сравнению с прототипом является обеспечение безопасных условий восстановления расчлененного трещинами породного отвала и дальнейшей эксплуатации его поверхности эа счет исключения соответственно транспортировки шахтной породы по нарушенной трещинами поверхности отвала и проникновения сюда метана из выработанного проСтранства. Другим преимуществом является улучшение санитарного состояния воздушного бассейна и уменьшение загрязнения земель за счет рационального размещения и изоляции твердых тонкодисперсных отходов производства (золы ТЭЦ и т.п.). мульды сдвижения породного отвала, определение его высоты по ожидаемому оседанию земной поверхности и восстановление ее рельефа,отл ич а ю щи йс я тем, что, 5 с целью обвспечения безопасных условий формирования и эксплуатации поверхности породного отвала за счет заполнения образующихся на земной поверхности и в теле отвала трещин, в зоне образования трещин

10 в основании отвала размещают слой твердого инертного тонкодисперсного материала, например золы ТЭЦ, толщиной 0,5h>, где

h — средняя прогнозная глубина трещин, а высо у ho отвала принимают меньшей по

15 сравнению с величиной Ь ожидаемого оседания земной поверхности на величину, определяемую из выражения g — hp - h (1—

П„р.), где Пнар. — прогнозная плотность нарушения земной поверхности трещинами, 20 hp — высота слоя инертного тонкодисперсного материала.