Способ предотвращения горных ударов в массиве горных пород

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 05589 А 11 Е 21 Е 5/О ОС Од ПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ ТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВ( 56) 1. Авторское .свидетельство СССР % 655839, кл. Е 21 1 5/00, 1977,2, Большинский М. ИЗорин А, Н., Качан И. И., Клец А. П, и Нецосекин Б, Н, Управление состоянием крутого выбросоопасного угольного пласта путем раздельной выемки. Виброопасность угольных пластов, Научные сообщения ИГД им; А. Скочинского. Вып. 186, М 1980 с. 53-58 (прототип).(54) (57) СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ГОРНЫХ УДАРОВ В МАССИВЕ ГОРНЫХ ПОРОД, включающий опрецеление напряжений в призабойной части горной выработки, образование за пределами горной выработки разгрузочных щелей, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью по вышения эффективности зашиты выработки от горных ударов путем уменьшения напряженного состояния массива, определяют зону навеценной горными работами трещииоватости вокруг горной выработки, разгрузочные щели образуют за зоной навеценной горными работами трещиноватости перпендикулярно к максимальным сжимающим напряжениям, цей- З ствующим в массиве горных пороц, при .: этом опрецеление максимальных сжимающих напряжений производят перец нача- ( лом работ по образованию разгрузочных щелей.1105Изобретение относится к горному целу и может быть использовано на горно-цобываюших предприятиях при проходкевыработок и в периоц их эксплуатации.Известен способ предупреждения илокализации динамических явлений вмассиве горных пород, включающий созцание одновременно с проходкой горнойвыработки разгруженной зоны путемобразования эа контуром выработки 10послецовательного ряда разгрузочных полостей, расположенных вцоль продольнойоси горной выработки и перпенцикулярно к ней ЯНецостатком способа является то, что 15его использование не исключает горныхударов в боках и кровле выработки, таккак разгрузка от напрякений. происходит на ограниченной части призабойногомассива. 20Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемому результату является способ, включающийопределение напряжений в призабойнойчасти горной выработки, образование эа , 25пределами выработки разгрузочных щелей,при этом направление провецения щеликонтролируе гся по напряжениям, определяемым в верхней, нижней и центральнойчастях призабойной зоны Я30Основным недостатком известного способа является то, что при ориентированиищели не учитываются направления действующих в массиве максимальных напряжений. Кроме того, щели в массиве пороц 35провоцятся без учета эоны навеценнойвокруг горной выработки трешиноватости.Целью изобретения является повышениеэффективности защиты выработки отгорных уцаров путем уменьшения напряженного состояния массива вокруг горной выработкиПоставленная цель достигается тем,что согласно способу, включающему определение напряжений в призабойной части 45горной выработки, образование за пределами выработки разгрузочных щелейопрецеляют зону навеценной горными работами трешиноватости вокруг горнойвыработки, разгрузочные щели образуют 50за зоной наведенной горными работамитрешиноватости перпенцикулярно к максимальным сжимающим напряжениям,цействуюшим в массиве горных пород,при этом опрецедение максимальных скимаюших напряжений производят передначалом работы по образованию разгрузочных щелей,5891На фиг. 1 показана выработка,с зоной трещиноватости вокруг нее пзащитной зоной, выполненной с помощьющелей, поперечный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1,Способ осуществляется слепующим образом.До вецения работ по образованию щелей устанавливают размеры защитнойзоны. Защитная зона прецставляет собойприлегавший к выработке участок массива, в котором проявление горных уцаровисключено путем снятия высоких концентраций напряжений искусственно созданнойподатливостью пород с помощью щелей.Известно, что в пределах защитной зонынапряжения не превышают предела упругости (текучести пород) на оцноосноесжатие, поэтому разрушений в ней непроисходит и зон неупругих (запрепельных) цеформаций не возникает.Разгрузку пороц от высоких концентраций напряжений в прецелах защитнойзоий осуществляют созпанием щелей,ориентация зависит от направления вектора максимальных напряжений. Направление действия максимального напряжения б опрецеляют любым известным методом. Для этого из выработки 1 перпендикулярнок плоскости забоя 2 выбуривают измерительную скважину 3. Чтобы торец скважины 3 не испытывал влияния выработки 1, длину скважины 3 принимаютравной 2-3 рациусам выработки, Торецскважины 3 шлифуют, в центре его жесткоприклеивают три тензодатчика и измеряютих сопротивление, После этого вокруг датчиков кольцевой воронкой прорезают щельдо образования экрана длиной 1,5-2,0его циаметра. Керн отрывают от массива и измеряют сопротивление тензопатчиков, которое изменилось в результатеперецачи на них цеформаций упругоговосстановления керна. Деформации, а следовательно, и сопротивления тензоаатчиков пропорциональны действующим в плоскости торца скважины напряжениям. Дляизмерения ширины 4 зоны 4 трещиноватости, наведенной взрывом и горным давлением, на месте предстоящей разгрузкив выработке 1 перпендикулярно к направ- .лению максимального напряженияб бурятскважины 5 и 6 и произвоцят ультразвуковой каротаж, В зависимости от ширины 5 эоны 7 определяют ширину С разгрузочных щелей 8 и 9, которая равнаС.Ъ-О.После чего по формуле определяют высоту щелей 8 и 9, Для прямого участка1055 выработки, привеаенного в прецелах оаного пласта вне зоны влияния очистных работ, аостаточно оцноразового измерения навеаенной трешиноватости и опреаеления направлении цействия квазиглав ных напряжений 61.Для образования щелей 8 и 9 в плоскости, перпенаикулярной к цействию максимальных напряжений 61, в стенках выработки 1 на участке, образованном 10 взрывом при прохоцке в циаметрально противоположных местах, выбуривают ряцы скважин 10 и 11, которые располагают параллельно, а к процольной оси выработки 1 - поа углом, Длину 15 скважин 10 и 11 опрецеляют как гипотенузу треугольника, у которого оцна сторона равна ширине в защитной эоны 7, вторая - уцвоенной величинепоавигания забоя за один взрыв, Расстояние межау 20 скважинами в ряау равно анаметру разрушения пороаы при камуфлетном взрывании цилинцрического эаряца, которое рассчитывают или выбирают по ценным практики, Перецние части скважин 10 и 11, нахоцяшиеся в прецелах границ буцу. ших щелей 8 и 9, заряжают выскобриэант ным взрывчатым веществом, оставшуюся алину этих скважин в преаелах зоны 4 навеценной трешиноватооти заполняют 30 плотной забойкой. До образования опережаюших разгрузочных шелей 8 и 9 массив впереци забоя 2 выработки 1 нахоцится в напри-А 891 4женном состоянии, близком к объемному, которое согласно третьей теории прочно сти, характеризуется ответственными эа разрушение касательными напряжениями. После образования разгрузочных щелей 8 и 9 перел взрывом забоя 2 касатель ные напряжения увеличатся ао максималь ного значения. После образования щелей 8 и 9 впереци забоя 2 возникает преаельное состояние пороц, при котором аля разрушения пороц понааобится цопоа нительная энергия, например, взрывание забоя шпуров в забое 2, меньшая по величине, чем при взрывании забои без щелей. Скважины 10 и 11, служащие аля образования разгрузочных щелей 8 и 9, взрывают оановременно, а затем с замеалением взрывают шнуры, преанаэначенные аля прохоцки выработки 1.Преимушества прецлагаемого сносе ба состоят в том, что при разгрузке массива горных пороц от напряжений ис пользуется поаатливость зоны навеаеиной трешиноватости, созцание щели эа маой навеаенной трешиноватости позволяет не разрушать контур выработки, а защитная эона в.боках выработки сохраняется и выполняет свои функции в периоц Ъе эксплуатации. Кроме того, ориентирование щелей относительно вектора максимального кваэиглавного сжимающего напряжения позволяет повысить нацежность защитной зоны, а также соэцавать щели, минимально необхоцимых аля этого размеров.1055891 Я-А Составитель Г. ВасючковаТехред М.Тепер Корректор Г. Решетник тор.О. Юркове каз 9262/28 Тираж 444 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская набд, 4/5 ПП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 И И И 9