Способ проведения подземной выработки

(21) 407102 (22) 08,04, (46) 30,01, (71) Волгог ТРЛЬНЫй ИНС (72) В,К,Цв (53) 622.28 (56) Ержано кие вопросы Алма-Атя; Н 4 23-0 О, Бюл Р 4 адский инженерно- итут о етков 1.5 (088.8) в К.С. и др. Анали механики горныхаука, 1979, 13-19.(57) Иму дел сится к гор бретение от и может быт использованоземных вырабо роительстве под ЕЛЬ ПОВЫШЕНИЕ л устоичивостижения напряжеминимально воз-,чала определяюто распоря, не тки за счет с ы от- бо опере ствую- с н отк елиабо ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ10 СОБ ПРОВЕДЕНИП ПОДЗЕИНТКИ нии на ее контуре доможных. Для этого снакоэффициент М боково Изобретение Относится к горному делу и может быть использовано при строительстве подземных выработок, например, для хранения газа, сооружаемых в однородных, я также неоднородных породах при Горизонтальном залегании слоев.Цель изобретения - повышение устойчивости выработки эя счет снижения напряжений на ее контуре до минимально возможных,На фиг. 1 изображен свободный от напряжений гипоциклоидяльный контур нарушенного выработкой массива горных пород, соответствующий глубинезаложения подземной выработки, Затемосуществляют первоначальную проходкувыработки и в зависимости от величины р формируется циклоидовидный контур поперечного сечения выработки,обеспечивающий ее максимальную устойчивость. Параметрические уравненияциклоидонидной кривой имеют вид х==Ь (А+В)сояВ+Ссоя 29+Всоя 381, где х,у - координаты точек контура подземной выработки; Ь - высота выработки;А,В,С,В - величины, зависящие от 4;8 - полярный угол, изменяющийся от 0до 360 ф. Такие формы поперечных сечений подземных выработок максимально разгружают их контуры от напряжений. Проведение таких выработокпозволяет максимально сократить, ав некоторых случаях вообще исключитьзатраты на их поддержание. 3 ил.,1 табл. поперечного сечения выработки ветствующий значению коэффици кового распоря=1; ня фиг. 2 бодный от напряжений контур и ного сечения выработки, соотв щий значению 1=0,5; на фиг, 3бодный от напряжений астроидал контур поперечного сечения вы соответствующий любому значен чины 1 чъ О,мирование контура подземной и производят по циклоидовиднкривой, параметрические уравнениякоторой имеют Вид х )в (А-В)нхпн-Снвп 29-Сввп)В 1у Ь(АвВ)сововссов 2 нвСсов)8, 11)5 где х,у - координаты точек контурапоперечного сечения;Оу - вертикальная ось симметрии,параллельная наибольшему 10главному напряжению;Ь " высота выработки;- полярный угол (изменяетсяот 0 до 360 ).Величины А,В,С,В зависят от коэф фициента бокового распора (У и определяются соотношениями: придд=1 А=-0,5; С=О,25; В=13=0 (гипоциклоИдальный профиль); если 0,2 (211+ М 20А= --- 1=-,Т Уд) -5+ 4)-6 Э=А --- ,(2)- 25 В=- (0,5+А+0); С=0,5 2112для любого значения рЪ 0 А=-0,375; ,22=-0,125; В=С=О (астроидальный профиль).При проведении выработок осуществ ляются следующие мероприятия.Определяется коэффициент бокового распоря дд не нарушенного выработкой массива горных пород, соответствующий глубине заложения подземной выработки. С помощью проходческих комбайнов или буровзрывным способом с применением погрузочных машин производится первоначальная проходка выработки. В зависимости от величиныформируется циклоидовидный контур поперечного сечения выработки, обеспечивающий ее максимальную устойчивость.Построение контуров поперечных 45 сечений выработок осуществляется следующим образом, Сначала по Формулам (2) при заданном значении величины (И с (0,2,1) вычисляют безФзмерные коэффициенты А,В,С,А) (величины этих коэффициентов для гипоциклоидального и астроидального контуров приведены). Затем их значения подставляют в цара- метрические уравнения контура (1),С Изменяя величину угля 8 от 0 до 180 вычисляют в долях Ь координаты точек контура. Выбирая подходящий масштаб, наносят координаты этих точек относительно координатных осей и, соединив плавной кривой отмеченные точки,получают половину контура. Достроивдругую половину (Оу - ось симметрии),определяют искомый контур.Рассмотрим пример построенияконтура выработки, свободного от напряжений, Пусть р =0,5, Иэ соотношений (2) имеем: А=-0,4861; 0=-0,1146;В=О,1007 в, С=0,1215. Подставив Величины этих коэффициентов в соотношения (1) получаем параметрическиегуравнениях=(-0, 5868 вдпО-О, 1215 з дп 28++0,1146 в 1 п 38)Ь; (3)у=(-0,3854 сояВ+0,1215 соз 28-0,1146 соз 38)Ь,позволяющие вычислять координаты точек поперечного сечения контура выработки при различных значениях уг,)Да АУ:9 н град х/Ь у/ЬО 0 -0,3785 15 -0,1317 -0,3481 30 -О, 2840 -О, 27 30 45 -0,4554 -0,1915 60 -0,6134-0,1389 75 -0,7086 -0,1239 90 - .О, 7014 -О, 1215 105 -0,5870 -0,0865 120 -0,4030 -0,0173 135 -0,2124 -0,1915 150 -0,036 0,3946 165 -0,0101 0,5585 180 0 0,6215 Взяв координатную систему осей О, х,у, отметим точки, соответствующиео принятым значениям угла 9 (В=О15 180) (фиг, 2. Соединяя их плавной кривой линией, получим половину контура. Построение другой поло вины очевидно, так как ось Оу является осью симметрии.Аналогично, с помощью параметрических уравнений (1), строятся циклоидяльный (А=-0,5, С=0,25, В=П=О приР=1) иастроидальный (А=-0,375 ,0=-0,125, В=В=О при 9 ВО) контуры поперечных сечений выработок свободные от напряжений (Фиг. 1 и 3).Предлагаемые формы поперечных чений подземных выработок максимально разгружают их контуры от напряжений. Поэтому проведение таких выработок позволяет максимально сократить, а в некоторых случаях вообще исключить затраты на их поддержание.615Так как при определении форм кон" )туров выработок использовано точное 1решение соответствующей задачи теории упругости для весомого однородного полупространства, предлагаемые формы поперечных сечений следует использовать при проведении выработок в однородных, а также неоднрродных породах при горизонтальном залегании слоев. В этом случае разгрузка контуров будет наибольшей по сравнению с применяемыми любыми другими формами поперечных сечений подземных выработок. При наклонном расположейии слоев целесообразность применения предлагаемого способа должнаустанавливаться для каждого частного случая соответствующими исследованиямиФормула изобретенияСпособ проведения подэемной выработки, включающий проходку выработки, выемку горной массы и формирование контура ее поперечного сечения, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости Выра39323 6ботки за счет снижения напряжений на ее контуре до минимально возможных, формирование контура выработки производят по циклоидовидной кривой, параметрические уравнения которой имеют видх=Ь (А-В)вхпн -Сввп 2 В-йввпЗП);1 О у=)(А+ппв 9 вСппвЯ+)аппп)61,где х,у - координаты точек контураподзечной выработки;Ь - высота выработки;- полярный угол, 0 8 й 360 А,В,СвБ - величины, зависящие от коэффициента бокового распора -ц;при (М=1 А=-0,5; С=0,25; В=О=О, при О, 2 (У(11+А= -- - --- ;1 /)(-5+4 - - 61539323 г.Г Сос тель А.Вороб ректор С.Черни 1 арфено дакт ехред Л.Сердюкова аказ 197 Тираж 375 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 45 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина 101