Способ проведения и крепления горных выработок

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК О 11/О САНИЕ ИЭОБРЕТ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ т зонуриконтурвным дерактеринейного Предварительно определяю (толщину слоя 1, 1), где и ный массив подвержен интенси формационным процессам, и ха распределения коэффициента л расширения К по слою. В дал при расчете используется уср значение коэффициента линейн ширения К для всего приконт слоя. неишемдненноего рас" но ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(71) Карагандинский политехнический институт и Государственный проектный институт "Карагандагипрошахт" Всесоюзного объединения "Союзшахтострой" (72) П.П.Пак, В.Г.Стратов и А,В.Келлер(56) Авторское свидетельство СССР 11 1145145, кл. Е 21 Р 11/00, 1985,Авторское свидетельство СССР Ю 1177495, кл. Е 21 Э 11/00, 1985.(54) СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ И КРЕПЛЕНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК(57) Изобретение относится к горнодобывающей прои-сти и позволяет повысить устойчивость горных выработо в сложных горно-геологических условиях. Предварительно определяют по периметру выработки зону, подвержен ную интенсивным деформационным процессам и расширению, и характер рас Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при проведении и креплении горных выработок в сложных горно- геологических условиях.Целью изобретения является повышение устойчивости выработки.На чертеже приведена схема осуществления предлагаемого способа.Способ осуществляют следующим образом. пределения коэффициента линейногорасширения по этой зоне и устраняютее. В лабораторных условиях определяют коэффициент уплотнения высокопористых пенобетонных балок, которыеиспользуются в качестве демпферногослоя. Отбойку и высыпку горной массыпроизводят в пределах эллиптическогоконтура, оси которого ориентируют полиниям действия главных напряжений.Пенобетонные балки укладывают в зазоре между податливой крепыш и контуром выработки, начиная с ее почвы.Суммарный объем демпферного слоя определяют в зависимости от полученныхкоэффициентов, размеров выработки впроходке и слоя, подверженного объемному расширению, а также податливости крепи, Дополнительная податливость за счет наличия демпферногослоя с определенными параметрами вслучаях смещений, превосходящих конструктивную податливость крепи, позволяет улучшить условия ее совместной работы с массивом. 1 ил.Численные значения параметровКл Кпп), полученные В результате инструментальных исследований и лабораторных испытаний, являются исходными данными для расцета суммарного объема демпферного слоя, приходящегося на единицу длины выра-. ботки, Расчет производят по формуле 1Ч = --(К - 1) (Ь 1 + а 1 -11 (К 1) ) п 1 (К ), (1) 30гь 4 пгде К - коэффициент линейного расЛширения приконтурного слояпород,К - коэффициент уплотнения демп.пьферного слоя,а, Ь - длины полуосей эллиптического контура выработки, м;1, 1, - толщина приконтурного слоя,подверженного объемному рас-,0ширению, соответственно пооси Х и У м;величина податливости узласоединения элементов крепи, м,45и - цисло узлов податливости попериметру крепи;В. - радиус выработки до осадки, м.Для определения длин полуосей эл 50липтического контура выработки служат формулы Кл 1а =2+1 м; (2)фппКл 1Ь = К + 1 вв в , м.КпиПри проведении выработки производят определение направления главных(3) 3 1 5191Для определения этих параметров используют известные методы, включающие установку глубинных реперов и обработку данных, попучаемых в результате измерений, Зона интенсивных деформационных процессов ограничена величиной К=- 0,01.В лабораторных условиях определяют максимальный коэффициент уплотне ния К,материала демпферного слоя, который впоследствие используют при креплении горной выработки. В качестве демпферного материала могут быть использованы пенобетонные балки 15 круглого сецения ( ф= 10 см), длина которых равна шагу крепи. напряжений в массиве, например, следующим образом.В центре забоя выработки при проходке бурят опережающие скважины иа глубину, равную двум заходкам, В каж дую скважину вСтавляют фотоупругий датчик из оптически активного материала. После продвигания забоя на величину заходки снимают полярископом показания датцика, по интерференционной картине которого определяют направление главных напряжений в массиве.Отбойку и выемку горной массы производят в пределах эллиптицеского контура 1, оси которого ориентированы по направлению действия главных напряжений, Ориентация и размеры эллиптического контура 1 должны обеспечивать образование между контуром и крепыш зазора, необходимого для размещения демпферного слоя 2 толщиной, соответствующей величине ожидаемых смещений породного контура 1. При коэффициенте бокового давлениявеличина смещений породного контура по периметру различна. Если придерживаться рассчитанных параметров (а, Ь, 7), то величина зазора между эллиптическим контуром 1 и постоянной кольцевой крепыш 3 наиболее полно соответствует характеру распределения смещений по периметру породного контура 1. Работы по возведению постоянной крепи 3 с узлами податливости начинают с укладки на поцву пенобетонных балок (балки, укладываемые на почву, выделены штриховкой), образующих демпферный слой 2 для элементов обратного свода крепи. Поверх демпферного слоя поцвы выработки укладывают затяжки, а затем последовательно производят монтаж податливой крепи 3 по известной технологии, Укладку межрамных ограждений в боках и кровле осуществляют одновременно с укладкой пенобетонных балок в зазор между крепыш 3 и контуром 1. Таким образом, вокруг выработки образуют демпферный слой 2 переменной толщины, соответствующей величине ожидаемых смещений контура 1 в боках, кровле и почве.Крепь при данном способе проведения и крепления получает дополнительную податливость за счет смятия высокопористых пенобетонных балок, поэтому5 15 при смещениях, превосходящих кон,структивную податливость крепи, предлагаемый способ позволяет существенно улучшить условия совместной работы крепи и массива, т.е. способствует повышению устойчивости крепи.Промышленное использование предлагаемого способа при незначительных дополнительных затратах в момент проведения и крепления выработки обеспечивает возможность получения значительного экономического эффекта в течение всего периода ее эксплуатации.Формула изобретенияСпособ проведения и крепления горных выработок, включающий отбойку и выемку горной массы, установку замкнутой податливой крепи с узлами податливости с зазором по отношению к контуру и образование в нем демпферного слоя, о т л и ч а ю щ и й. с я тем, что, с целью повышения устойчивости выработки, предварительно по периметру выработки определяют толщину приконтурного слоя пород, подверженного объемному расширению, коэффициент их линейного расширения и коэффициент уплотнения материала демпферного слоя и Формируют контур выработки в Форме эллипса, оси кото 7 = ---- и(К - 1)(Ы + а 1лплк- 1 1 (К - 1 - пТ.(Е -- ) мп 1.л4 н 5где К коэффициент линейного расширения приконтурного слояпород,коэффициент уплотнениядемпферного слоя,длины полуосей эллиптического контура выработки, м,толщина приконтурного слоя,подверженного объемномурасширению, соответственнопо оси Х и по оси 7, м,величина податливости узласоединения элементов крепи, м;число узлов податливостипо периметру крепи,радиус выработки до осадки, м. Кпа 1, 125 30 149456рого ориентируют по линиям действия главных напряжений, при этом демпферный,слой выполняют из высокопористых пенобетонных балок, которые укладывают переменным по толщине слоем, начиная с почвы выработки, а суммарный объем демпферного слоя определяют по формуле1 О1.Самборская едактор Е.Копч оррек Тираж 44 Ч рственного комитета по изобрет 113035, Иосква, 11(-35, РаушсПодписное иям и отк я н оизводственно-издательский комбинат "Пате аказ Ь 207/3НИИПИ Госуд Состав Техред ль Л.БерезкиКравчук ытиям при ГКНТ С 4/5 г. Ужгород, ул. Гагарина,10