Способ охраны вертикального шахтного ствола

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧЕСРЕСПУБЛИК 1744259 51)5 Е 21 О 1/00 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ У СВИДЕТЕЛЬСТ АВТО ский шейржа- Дон 6-19. спо алов неровностей кровли и поч ины брусьев; Рнач - усили ора; и - коэффициент про между податливостью кр- коэффициент ирения композиции присчет толщ расп наст кой вы и разнои е начального 3Ф порциональепи и нагрузобъемного твердении.О к горнойь использоных целикными стволтся повыш провано ов угами. ение 3 ил ла, выр ла и вой ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Кулишов В,М, и др, Охрана и поддение глубоких вертикальных стволов вбассе. Обзор ЦНИЭИуголь, М., 1987, с, 1Козел А.М. и др. Горное давление исабы поддержания вертикальных ствМ.: Недра, 1976,(54) СПОСОБ ОХРАНЫ ВЕРТИКАЛ ШАХТНОГО СТВОЛА(57) Изобретение относится мышленности и мажет быт при выемке предохранитель ля под вертикальными шахт Целью изобретения являе Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при выемке предохоанительных целиков под вертикальные шахтные стволы.Известен способ охраны вертикального шахтного ствола при выемке предохранительного целика, включающий рациональное планирование горных работ относительно ствола. Недостатком данного способа является получение крепыш ствола значительных повреждений в месте пересечения с разрабатываемым пластом,Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является выбранный в качестве прототипа способ 2эффективности применения способа за счет увеличения несущей способности деревянной костровой крепи в начальный момент ее нагружения. Способ предусматривает проходку вокруг крепи шахтного ствола подготовительной выработки с крепыш и кольцевой ниши и установку в ней костровой крепи, Между нижним рядом брусьев костровой крепи и почвой выработки 3 укладывают расширяющуюся при твердении композицию слоем, толщина которого определяется из соотношения щА 1Рнач П, где ЬЬ - конвергенция за охраны вертикального шахтного ствола при выемке предохранительного целика, включающий проведение выработки вокруг ствовыемку кольцевой ниши междуаботкой и стволом, разделку крепи ствоустановку в нише деревянной кострокрепи,Недостатком известного способа является его невысокая эффективность, поскольку в начальный момент нагружения деревянная костровая крепь обладает большой податливостью за счет неровностей кровли и почвы и разной толщины отдельных брусьев крепи и не может воспринять большую нагрузку. В результате этого стволполучает значительные повреждения в начальный момент нагружения костровой крепи.Целью изобретения является повышение эффективности применения способа за счет увеличения несущей способности крепи в начальный момент ее нагружения,Указанная цель достигается тем, что между нижним рядом брусьев костровой крепи и почвой укладывают расширяющуюся при твердении композицию толщиной слоя, определяемой из соотношенияДЬ+ иРнач где Ди - конвергенция за счет неровностей кровли и почвы и разной толщины брусьев;Рнач - усилие начального распора;и - коэффициент пропорциональности между податливостью крепи и нагрузкой;. 1 - коэффициент объемного расширения композиции при твердении,Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается тем, что именно благодаря укладке между нижниь;. рядом брусьев костровой крепи и почтовой кольцевой ниши крепь воспринимает значительно большую нагрузку в начальный момент сдвижения пород кровли, в результате чего повышается эффективность способа. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".При изучении других известных технических решений в данной области техники, признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".На фиг. 1 показан план расположения деревянной костровой крепи в нише вокруг ствола; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1; на фиг, 3 - график зависимости между несущей способности крепи и ее податливостью.Вокруг крепи 1 (фиг, 1) вертикального шахтного ствола 2 проходят подготовительную выработку 3 с возведением в ней крепи 4, затем формируют кольцевую нишу 5 между выработкой 3 и крепыш 1 ствола 2 и разделывают крепь ствола на мощность, равную мощности вынутого в нише пласта. На почву 6 ниши 5 (фиг. 2) укладывают слой 7 расширяющейся при твердении композиции, толщину которого находят из условияДЬ+иРнача . На слой 7 укладывают крест-накрест деревянные брусья 8 костровой крепи, Предварительно измеряют величину неровностей кровли и почвы и разность в толщине брусьев крепи, по которым устанавливают величину конвергенции Д и.5 Со стороны ствола навешивают стальныелисты 9 и устанавливают упорное кольцо 10 для предотвращения высыпания кусков породы в ствол и нарушения режима вентиляции. В результате расширения при 10 твердении композиции мощность слоя 7увеличивается, брусья 8 обжимаются, верхний ряд брусьев разрушает выступы 11 кровли 12 и частично сминается сам, увеличивая площадь контакта крепи с кровлей, в 15 результате чего деревянная костроваякрепь получает начальный распор. Благодаря полученному начальному распору костровая крепь с начала ее установки воспринимает большую нагрузку, что на глядно видно из графика, представленногона фиг, 3, и предотвращает повреждение крепи ствола.Изобретение иллюстрируется следующим примером. На шахте им. 50-летия Ок тябрьской революции ПО "Карагандауголь",отрабатывается предохранительный целик по пласту К 1 з под центрально-отнесенный ствол. Вокруг ствола 2 (см. фиг. 1) диаметром 6 м с бетонной крепыш толщиной 0,5 м пре дохраняет кольцевую выработку 3 сечением2 х 2 м с радиусом закругления 6,5 м (по оси выработки) и крепят ее деревянными рамами 4 вразбежку с затяжкой кровли (на чертеже не показана). Угольный пласт между 35 кольцевой выработкой 3 и крепыш ствола 1вынимают диаметрально противоположными заходками шириной 2,5 м, а затем разделывают крепь ствола на мощность 1,7 м (вынимаемая мощность пласта К 1 з), После 40 этого на почву в ниши 5 укладывают слой 7расширяющейся при твердении композиции с коэффициентом объемного расширения К = 2. Толщину слоя принимают (при Д й = 0,08 м и п,Рнач = 0,000166 м/кн х 300 45кнт=0,05 м), равной гп ==0,065 м. На слой 7 композиции крест-накрест укладывают в десять рядов брусья 8 (сечением 16 х 16 см) костровой крепи. Затем анало гичными заходками выбирают полностьюпласт между кольцевой выработкой и крепыш ствола и разделывают кольцом крепь ствола, возводят в нише последовательно десять деревянных костров из брусь ев размерами в плане 2 х 1,5 м и высотой1,67 м (с учетом слоя композиции). После твердения композиции за счет ее расширения деревянная костровая крепь получаетусилие начального распора, равное 300 кН(см. фиг. 3) и способна с начала процесса сдвижения массива горных пород воспринимать значительную нагрузку при определенной податливости. Сравнение режима работы костровой крепи в предлагаемом способе (с начальным распором) и в прототипе показано на фиг. 3. Благодаря начальному распору и ограниченной податливости костровой крепи в заявленном способе обеспечивается охрана ствола от повреждения, Использование предлагаемого способа, позволяющего задать начальный распор деревянной крепи, повышает эффективность защиты вертикальных шахтных стволов при выемке предохранительных цел иков. Формула изобретенияСпособ охраны вертикального шахтного ствола, включающий проведение вокруг него выработки, выемку кольцевой ниши между выработкой и стволом, разделку крепи ствола и установку в нише брусчатой деревянной костровой крепи, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности применения за счет увели чения несущей способности крепи в начальный момент ее нагружения, между нижним рядом брусьев костровой крепи и почвой укладывают расширяющуюся при твердении композицию толщиной слоя, определя емой из соотношенияЛ Ь + Рначи,ф15 где Ли - конвергенция за счет неровностейкровли, почвы и разной толщины брусьев;Рвач - усилие начального распора;и - коэффициент пропорциональностимежду податливостью крепи и нагрузкой;20 К - коэффициент объемного расширения композиции при твердении,Составитель А. ВедяшкиРедактор Т. Пилипенко Техред М.Моргентал орректор В. Гирня Производствен здательский комбинат "Патент", г, Уж ул.Гагарина, 10 Заказ 2176 ВНИИПИ Тираж сударствен ного коми 113035, МоскПодписное ета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС