Способ ведения подземных горных работ

(51 Е ИЗОБРЕТЕНИЯСВИДЕТЕЛЬСТВУ И А ВТОРСКОМ Касымбет НЫХ ка кров горной шпуров, ние забо Подземные горньдующие процессы: работы включаютроветривание, сборГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Казахский политехнический институт им. В. И. Ленина(56) Подвишенский С. Н. и др. Техника и технология добычи руд за рубежом. М.: Недра, 1986, с. 141.Мостков В. М. и др. Применение набрызгбетона при проведении горных выработок. - М.: Недра, 1968, с. 83 - 84.(54) СПОСОБ ВЕДЕНИЯ ПОДЗЕМ ГОРНЫХ РАБОТ(57) Изобретение относится к подземному строительству, предназначено для механизации сборки кровли и позволяет снизить затраты времени на сборку и повысить безопасность ведения работ. После бурения,Изобретение относится к подземному производству, предназначено для сборки кРовли подземных горных выработок и может найти применение в горной промышленности и строительстве туннелей.Цель изобретения - уменьшение времени на сборку кровли и повышение безопасности ведения работ.На фиг. 1 показана схема процесса обработки мест заколообразований напрягающей смесью; на фиг. 2 - схема процесса облучения кровли электромагнитным полем высокой частоты; на фиг. 3 - схема действия скалывающих напряжений на закол.Способ осуществляется следующим образом. заряжания и взрывания шпуров, проветривания забоя производят сборку кровли путем обработки ее скоростным потоком твердеющей смеси из торкрет-агрегатов. В качестве смеси используют цементно-песчаный раствор на основе напрягающегося цемента с включением стального волоса с массовым содержанием 1 - 5%. В процессе заряжания шпуров места кровли, покрытые раствором, облучают электромагнитным полем частотой 50 - 500 кГц в течение 5 - 10 с. Нагрев стального волоса инициирует твердение и последующее расширение раствора, которое протекает в период заряжания шпуров. При достижении максимальных напряжений в растворе производят взрывание шнуров. Суммарное действие скалывающего усилия, создаваемого а расширяющимся раствором и энергией сейсмической волны, приводит к практически одновременному выпадению заколов. 3 ил. ти, погрузка и доставка отбито массы, бурение шпуров, заряжанивзрывание и вновь проветри ва я,проветривания забоя (фиг. 1) зазования кровли обрабатывают скопотоком твердеющей смеси с позвестных торкрет-агрегатов. В сосси входит напрягающий цемент, ода и стальной волос. По мере ства процессов погрузки и доставбурения шпуров смесь схватыи с относительно невысокой скоабирает прочность (фиг. 3). В проряжания шпуров, который длится неч, после отвода буровой техместа кровли, которые покрыты м, облучают высокочастотным элекПослколообрростныммощьюта в смепесок,произвоки рудьваетсяростьюцессе заболееники терастворо,50 - 500 кГц.Облучение смеси приводит к интенсивному нагреву стального волоса, р:ьномерно распределенного внутри смеси, до нескольких сот градусов за 5 - 10 с. Высокаяотемпература стали передается твердеющеи",смеси, что создает начальный импульс дляперекристаллизации кристаллической структуры твердеющей среды. Это приводит к ееинтенсивному твердению и последующему, расширению. Расширение смеси постоянноескалывающее напряжение. Через 30 - 60 мин, это напряжение достигает максимальныхзначений 1 О - 20 МПа 1 в зависимости отсостава смеси). К этому времени заканчивают процесс зарядки шпуров и осуществляют инициирование шпуровых зарядов ВВ.Суммарное действие скалывающего усилия, создаваемого расширяющейся цементнопесчаной смесью, и знакопеременного воздействия энергии сейсмической волны Е,-,от взрыва шпуровых зарядов приводит кпрактически одновременному выпадениюзаколов, находящихся в предельно-напряженном состоянии. Оставшиеся нарушенности кровли будут закреплены в даль. 25нейшем твердеющим раствором, которыйпродолжает некоторое время набирать проч ность.Эффект получения высоких напряженийнаблюдается, начиная с 1 о/ массового со, держания волоса. Свыше 5 Я, этот эффекто 30растет несушественно. Это объясняется тем,что весовой массы в 5 Я вполне достаточно, чтобы создать начальный импульсв процессе перекристаллизации кристаллической структуры твердеющей среды. Такимобразом, оптимальное весовое содержание35стального волоса в смеси выбирают в пределах 1 - 5 Я, причем меньшие значениясвязаны с необходимостью увеличения времени облучения твердеющей среды,Пределы времени 30 - 60 мин между облучением и инициированием зарядов ВВобусловлены следующим. При Т(30 миннапряжения в твердеющей среде еще недостигнут максимально возможных значений,в связи с чем снижается эффективностьметода. При Т)60 мин применение способа 45явится причиной нарушения технологического цикла подземных горных работ, т. е,облучение кровли должно осуществляться после отвода буровой техники в период заряжания шпуров, а этот процесс длится менее одного часа.Пределы применяемых частот определяются в 50 - 500 кГц. На частотах Г(50 кГц увеличиваются размеры электромагнитных излучателей, что создает неудобства в работе, при Г)500 кГц растут потери электромагнитной энергии в обрабатываемой среде, в связи с чем обработке подвержен лишь наружный слой материала, а глубинные слои смеси, находящиеся в глубине трещин, окажутся за экраном наружных слоев твердеющей среды.Таким образом, трудоемкий и опасный процесс сборки кровли сводится к торкретированию и электромагнитному облучению кровли.Другим преимуществом метода является полное отсутствие сотрясений кровли при ее сборке, что исключает образование новых заколов в процессе ликвидации старых.Использование способа способствует повышению безопасности горных работ, а также увеличивает производительность подземных горных работ за счет снижения трудовых затрат на оборке кровли очистного забоя.формула изобретенияСпособ ведения подземных горных работ, включающий последовательное выполнение работ по бурению, заряжанию и взрыванию шпуров, проветриванию, сборки кровли путем обработки ее скоростным потоком смеси, погрузки и доставки горной массы, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени на сборку и повышения безопасности ведения работ, в качестве смеси используют цементно-песчаный раствор на основе напрягающегося цемента с включением стального волоса с массовым содержанием его 1 - 5 Я, при этом в обработанных смесью местах во время заряжания шпуров инициируют твердые смеси путем облучения ее электромагнитным полем частотой 50 - 500 кГц, а взрывание шпуров производят в период достижения напряжения в смеси максимальнь 1 х значений.161217ФиГ. ИГ . 2Составитель С. Бачурин Редактор В. Бугренкова Техред А. Кравчук Корректор С.ШевкунЗаказ 3824 Тираж 382 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина,01