Способ крепления горных выработок

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕ СКИХРЕСПУБЛИК Е 2101 РЕТЕНИ кий инст ство ССС (00, 1985 стао ССС (00, 198 РНЫХ ВЫРА к горному делуления вырабоовышение не- безопасности2 перед возвеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ .ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(54) СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯБОТОК 57) Изобретение относится и м.б, использовано для кре ок (В), Цель изобретения - ущей способности крепи и ее возведения. На контур В Ж 1745953 дением постоянной крепи (ПК) 3 наносят слой (С) 6 демпфирующего быстротвердеющего упрочняющего состава. Толщину С 6 принимают не менее максимальной величины амплитуды неровностей контура В 2 и меньше величины зазора между контуром и ПК 3. Под защитой С 6 в приконтурном массиве бурят шпуры 7 и устанавливают ПК 3, после чего массив разрыхляют путем взрывания зарядов в шпурах 7, Предпочтительно заряды в апурах 7 принимать рассредоточенными. Величину раэрыхления пород приконтурного массива находят из выражения Кр = Ь + Ь - с)Ф, где Кр - коэффициент раэрыхления пород массива; Ь - мощность разрыхляемых пород; Ь -величина зазора, 3 между В 2 и ПКЗ; с-толщина С 6.1 э.п. ф-лы, 2 ил.45 турный массив и рыхление приконтурногомассива путем взрывания в пробуренныхшпурах зарядов ВВ. Однако при применении известного способа бурение раэрыхляющих шпуров в , зарепное пространство осуществляется после возведения постоянной крепи и требует частичного разрушения или раздвижки ее элементов, Это приводит к снижению несущей способности крепи и безопасности работ при бурении шпуров иэ-эа высыпаний осколков породы через образованные отверстия в крепи. Поэтому постоянная крепь требует после выполнения способа частичного ремонта. 5055 Изобретение относится к горному делуи применяется при сооружении горных выработок.Известен способ крепления горных выработок с забутовкой закрепного про-, 5странства, включающий в себя возведениерамной крепи с оставлением зазоров междукрепыш и массивом горных пород, затяжкумежрамного пространства, забутовку закрепного пространства эластичными оболочками с заполнителем из податливогоматериала, установку фиксаторов и их выдвижение по мере эабутовки закрепногопространства,Однако применение этого способа ведет к большим трудозатратам по установкеэластичных оболочек, по установке и передвижению фиксаторов, а также к материальным затратам на оболочки, фиксаторы изаполнитель из податливого материала. Это 20влечет эа собой удорожание выработки иснижение темпов ее проходки. Установка изаполнение оболочек в закрепном пространстве ведется с отставанием от забоя,что ухудшает режим работы крепи в забое 25иэ-эа неравномерного приложения нагрузки от обнаженного контура горных пород,приводит к деформациям крепи уже в начальный момент ее работы, увеличению стоимости крепления и поддержания 30выработки.Наиболее близким по технической сущности является способ крепления горныхвыработок, заключающийся в креплениивыработки с забутовкой эакрепного пространства путем взрывания раэрыхляющихзарядов ВВ в закрепном пространстве скоэффициентом раэрыхления, равным КрЬ+Ь- , где и - мощность разрыхляемого 40приконтурного слоя пород, м; Ь - величиназазора между массивом и крепыш, м.Способ включает в себя возведение постоянной крепи, бурение шпуров в приконВ результате оставления зазоров между постоянной крепыш и породным контуром, в процессе бурения происходит отслоение части пород и их самопроизвольное обрушение, сопровождающееся деформацией крепи, что приводит к снижению ее несущей способности, травмированию людей в забое, повышает затраты на крепление и уменьшает безопасность проходческих работ.При взрывании раэрыхляющих шпуров в эакрепном пространстве породы приконтурного слоя обрушаются на постоянную крепь неравномерно и из-за наличия неровностей породного контура неизбежно возникновение сосредоточенных нагрузок на крепь, Это ведет к ее деформации и образованию вывалов, а следовательно, к необходимости ремонта, дополнительным затратам на перекрепление, возможности травмирования людей.Взрывание сосредоточенных зарядов ВВ в разрыхляющих шпурах приводит к неравномерному дроблению пород прикон.турного слоя, так как большее рыхление происходит в месте взрывания, а меньшее - на контуре выработки. Это ведет к обрушению разрыхленных пород блоками, вызывает пиковые нагрузки на крепь, а следовательно, увеличивает затраты на крепление,Заряжание шпуров в закрепном пространстве ведется без защиты крепыш, что, при самопроизвольном обрушении пород контура, может привести к травмам рук заряжающего.Цель изобретения - повышение несущей способности крепи и безопасности ее возведения.Поставленная цель достигается тем, что в способе крепления горных выработок, включающем возведение постоянной крепи с зазором между крепыш и контуром выработки, бурение шпуров в приконтурном массиве и разрыхление пород приконтурного массива путем взрывания зарядов вуказанных шпурах, первоначально на контур выработки наносятслойдемпфирующего быстротвердеющего упрочняющего состава толщиной не менее максимальной величины амплитуды неровностей контура выработки и меньше величины зазора между контуром и постоянной крепыш, а бурение шпуров производят до установки постоянной крепи под защитой демпферного слоя; величину раэрыхления пород приконтурного слоя находят изЬ+Ь - свыражения КрЬ, где Кр - коэффициент разрыхления пород приконтурного массива; и - мощность раэрыхляемых пород, м; Ь - величина зазора между контуромоф - 60000 Па 23000 40Учитывая, что осж =10 оср, принимаем материал демпфирующего упрочняющего быстротвердеющего слоя 6 с прочностью на одноосное сжатие в раннем возрасте не менее осж = 600000 Па = 0,6 МПа, а именно 45 набрызгбетон с.цементно-песчаным отношением 1:3 и добавление в качестве ускорителя схватывания фтористого натрия в количестве 4.массы цемента с пределом прочности на сжатие через 1 ч после его 50 нанесения осж = 0,75 МПа, что обеспечит целостность быстротвердеющего демпфирующего слоя 6 на время крепления через 1 ч после его нанесения,После нанесения демпфирующего быс тротвердеющего упрочняющего слоя 6 бурят шпуры 7 на глубину (Ь+ с) под,углом 80 к плоскости поперечного сечения выработки 2 штатными штангами длиной 1 шт 1,1 м. Опшп = пз = - - = 6,01а = =1,23 м. пш+1 выработки и постоянной крепыш. м; с - толщина демпферного слоя, м.Заряды ВВ в шпурах принимают рассредоточенными..На фиг. 1 изображена схема, поясняющая способ крепления горных выработок;на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.Способ осуществляют следующим образом,В закрепное пространство 1 размером 10Ь - 0,25 м выработки 2 сечением 13,0 м впроходке до установки постоянной крепи 3с железобетонной затяжкой 4 от забоя 5 наконтур наносят демпфирующий быстротвердеющий слой 6 толщиной с = 0,05 м, 15принимаемый больше максимальной амплитуды неровностей контура, равной 0,04 м,но меньше величины переборов пород Ь.Для принятой толщины демпфирующегобыстротвердеющего упрочняющего слоя 6 20подбирают необходимую прочность материала, который обеспечивает устойчивостьконтура выработки 2 на время выполненияработ по креплению, Прочность материалана срез можно определить по формуле, 25 где и - коэффициент перегрузки; О - вес 30 породы предполагаемого вывала, Н;.с - толщина демпфирующего упрочняющего слоя, м; П - периметр вывала по контуру выработки,м,Подставив известные значения пара метров в формулу (1), получим Глубина бурения шпуров 7 при этом равна(й + с) - 1 ат . зп 80 = 1,10,98 " 1,08 м.Мощность раэрыхляемой толщи 8 равна Ь - 1,08 -0,005 1,03 м.Величина зарядов ВВ в шпурах 7 и количество шпуров в заходке определяется иэ условия заполнения закрепленного пространства 1 с требуемым коэффициентом разрыхления Кр. Удельный расход ВВ (аммонита Т) определяется по формуле где о - . удельный расход ВВ, обеспечивающий необходимый коэффициент разрыхления вмещающих пород, кг/м; Р работоспособность принятого ВВ (для аммонита Травна 270 смз); Рзт= 300 см работоспособность эталонного ВВ.Требуемый коэффициент разрыхления приконтурного слоя пород мощностью й ра- вен Для этого коэффициента разрыхленияц -0,15 кг/м .Удельный расход ВВЦр = 0,135 кг/м,Расход ВВ на величину заходки 1 ззх1,0 м для взрывания по закрепному пространству 1 составитОр = црэахЬ 1-, кг (3)где .- периметр кровли и боков выработки,для сечения в проходке 13 м равен 8,6 м.Ор = 1,196 кг,1 ринимаем Ор = 1,2 кг,Количество зарядов ВВ и шпуров 7,взрываемых в закрепном пространстве 1,равно где 01= 0,2 кг- масса заряда в одном шпуре.Расстояние между шпурами 7 по контуру выработки 2 равно Для более тщательного рыхления пород приконтурной толщи 9 заряд ВВ в шпурах 7 принимают рассредоточенным., для чего применяют патроны уменьшенного диаметра. Заряд ВВ в одном разрыхляющем шпуре1745953 оставитель Н, Игнатовичехред М.Моргентал Корректор Л. Бес Тупиц Реда кт Заказ 2374 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыт 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5ГКНТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород гарина,7 принимают состоящим из двух патронов аммонита Тмассой по 0,1 кг, диаметром 23-24 мм вместо 36 мм по стандарту, В этом случае длина одного патрона равна 210 - 250 мм, а длина заряда ВВ в шпуре 7 420-500 мм вместо 300 мм при применении стандартных патронов, Применение рассредоточенного заряда ВВ в шпурах 7 должно отвечать условию, чтобы длина заоойки была не менее 0,5 м.Бурение разрыхляющих шпуров 7 в закрепное пространство 1 осуществляется перед возведением постоянной крепи. После бурения шпуров 7 в них для облегчения работ по заряжанию размещают отрезки труб 8. Затем возводят постоянную крепь 3 с затяжкой 4, через которую входят в выработку концы отрезков труб 8. Заряжение шпуров 7 осуществляется через отрезки труб 8. После этого производят взрывание разрыхляющих шпуров 7 с заданным коэффициентом разрыхления Кр. Формул а изобретения 1, Способ крепления горных выработок,включающий возведение постоянной крепис зазором между крепыш и контура выработки, бурение в приконтурном .массиве шпуров и разрыхление пород приконтурногомассива путем взрывания зарядов в указанных шпурах,отл ича ющийся тем,что,5 . с целью повышения несущей способностикрепи и безопасности ее возведения, первоначально на контур выработки наносят слойдемпфирующего быстротвердеющего упрочняющего состава толщиной не менее10 максимальной величины амплитуды неровностей контура выработки и меньше величины зазора между контуром и постояннойкрепыш, а бурение шпуров производят доустановки постоянной крепи под защитой15 демпферного слоя, при этом величину разрыхления пород приконтурного массива находят из выражения-(+- с)й,где Кр - коэффициент разрыхления пород20 приконтурного массива;и - мощность разрыхляемых пород;Ь - величина зазора между контуромвыработки и постоянной крепыш;с - толщина демпфирующего слоя.25 2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что заряды в шпурах принимают рассредоточенными.