Способ крепления горной выработки

союз советскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 67 21 02000 1)5 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН кр - ОЯ,Кух1+с 1+ 1 - 1 у 1 +А, А =0021+А - А 2 ры длиной равной (2), после чего буанавливают дликдлиной, равной 3 М). Т.о. закрепив СЬ 3), проводят раз д выработки на глуГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОР С КО ЧУ С ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ(71) Белорусский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института галургии(56) Авторское свидетельство СССР В 1168723, кл, Е 21 Р 20/00, 1985.Авторское свидетельство СССР 1 Ф 1446320, кл. Е 21 О 11/00, 1988.. (54) СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ(57) Использование: в горной промышленности, а именно для крепления горных выработок при подземной разработке месторождений полезных ископаемых, Сущность изобретения: по мере проведения горной выработки в кровлю бурят шпуры (1) до верхней границы упрочненной потолочины (2), прй этом предварительно м, где Ь - пролет выработки, м; 11 - рассгояние от контура выработки до упрочненной потолочины (глубина разгрузочной щели), м; М - мощность упрочненной потолочины, м; эсср.- усредненный для дайного типа пород коэффициент Пуассона; МТ - усредненная прочность пород на сжатие, КПа; Ку, К - коэффициенты упрочнения пород анкерами и концентрации опорного давления; у- объемный вес пород, кН/м; Но - глубина разЭ,работки, м; ф - угол естественного обрушения пород, град; Рх,Ркр - величины горизонтальных и критических напряжений, КПа,В1 2,1 - муср. (Ь - 2 Ьс + 19 у)С -. Затем в шпуры (1) ввинчиваю 0,1867В , короткие погружные анкемощности (М) потолочины рят шпуры (3) и в них уст ные податливые анкеры суммарной величине (Ь+ выработку анкерами (1 и грузочную щель (4) вдоль бину (Ь), которую закладывают податливы материалом. 1 з.п,ф-лы, 2 ил.2 7Изобретение относится к горной про.мышленности, а именно, к способам крепления горных выработок при подземнойразработке месторождений полезных ископаемых,Известен способ крепления горных выработок, проводимых в слабых слоистых породах, предусматривающий созданиеразгрузочных щелей вдоль выработки, заполйение их эластичным материалом, буреййе шпуров и установку анкеров, Анкерыустанавливают в щели, при этом предварительно в эластичном материале выполняютотверстие под анкеры, а шпуры бурят на днещели для размещения в них анкерйых замков, прйчем разгрузочную щель размещаютф по оси выработки 11.Недостатком известного способа является недостаточная надежность креплениявыработки с увеличением ее ширины.Наиболее близким технИческим решениемк заявляемому изобретейию являетсяспособ комбинированного крепления горной выработки, включающий установкудлинйых податливых и коротких погружныханкеров, закрепление продольных и поперечных гибких несущих элементоКуклэдкув закрепленное пространство вкладыша,Перед установкой анкеров определяют области объемного сжатия и расширения пород; при этом длинные податливые анкерыустанавливают в области обьемного сжатия,а короткие погружные - в области объемно го расширения пород, причем укладку податливого вкладыша ведут с периодическимобразованием вдоль выработки полостей ввиде паров по ее периметру между массивом и продольными элементами 2).Недостатками данногО способаявляются значительная трудоемкость и стоимостькрепления горной выработки.Цель изобретения - снижение трудоемкости и стоимости крепления горной выра ботки при повышении ее устойчивости.Поставленная цель достигается тем, чтОв способе крепления горной выработки, заключагощемся в бурении шпуров, установке.коротких погружных и длинных податливыханкеров, проведении в кровле разгрузочнойщели вдоль горной выработки и заполнение:ее податливым материалом, перед установкой подэтлйвых анкеров в кровле горнойвыработки формируют упрочненную потолочину на расстоянии от ее контура, составляющем (0,2+0,25) ширины выработки,которую укрепляют короткими погружными. анкерами длиной равной ее мощности, аподатливые анкеры устанавливают длинойравной суммарной величине мощности нижних слоев и потолочины, при этом необхо димую мощность потолочины определяютиз выраженияь"(Я К, (1 - Р,/Р где Ь - пролет выработки, м;и - расстояние от контуРа выраупрочненной потолочины, м;М - мощность упрочненнойны,м;Руср, - усредненйыйдля типа иэффициент Пуассона;Щ - усредненная прочностьсжатие, КПа;Ку - коэффициент упрочнениякерами;К - коэффициент концентрациго давления;у- объемный вес пород, кН/мНр - глубина разработки, м;р - угол естественного обрушрод, град;. тки потолочи од на пород ани опорно 0 ия по ьных нап 5Рх - величина горизонний, КПа;Р,р - величина кний, КПа.Рх - К - -У0 1 - руср.Ркр. =МХКу1+1+АА =0,02-ритических напря В 1 1 - с,р,0,1867Ссд СВПричем разгрузочную щель проводятпосле крепления горной выработки на глубину до нижней границы упрочненной потолочины.Сопоставительный анализ заявляемого 45 технического решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что перед установкой податливых анкеров в кровле горной выработки формируют упрочненную потолочину на расстоянии от ее контура, составляющем (0,2+0,25) ширины выработки, которую укрепляют короткими погружными анкерами длиной равной ее мощности, а податливые анкеры устанавливают длиной равной суммарной величине мощности нижних слоев и потолочины, при этом необходимую мощность потолочины определяют с учетом физико-механических свойств вмещающих пород и параметров горной выработки, Причем разгрузочную щель проводят послеРкр. е работки до Щы, а;уср. Уород коэффи редненный дл циент Пуассон едненная проч о 4, -ус сжатие, КПа;Ку коэф керааи; Омакс взрг. МяГ еречная нагрузка оцеииваетс пород в своде давления, т.к, гр потолочина 2 поддерживает на оды в непосредственной бли тура выработки и несет на себе ость пород на ия пород анравной узонесу. штангах ости от нагрузку Поп весу щая пор кон тупро бъеаный вес пород, кН/м; крепления горной выработки на глубину до от вышележащих пород в своде давления, нижней границы упрочненной потолочины. Ь 1 а На фиг. 1 изображена горная вцработ-- Щрт,е,ц - кПа ка, поперечное сечение; на фиг. 2 - разрез Соотношение глубины щели от пролета по А - А иа фиг.1, . 5 выработки, т.е, Ь = (0,2 - 0,25)Ь установленоСпособ осуществляеся следующиа об- экспериаентальнца путем для. калийных сораэоа, лей, как оптиаальное.Предлагаеацй способ приаеняется Приаерц осуществления способа для приаущественно для крепления бортовых различных горнотехнических условий (расштреков лав, проходимых с плоской кров считаны на ПЭВМ) лей шириной до 4 т 5 а, По мере проведения Использование предлагаемого способа. горной выработки и ее расширения в крае- Креплейие горных выработок, проведенное лю бурят шпурц 1 до верхней границы уп- в опытно-проаышленнцх условиях на рудРочненной потолочииы 2, при этом нике 4 РУ "Белорускалий" при отработке капредварительно определяют мощность (М) 15 лййного пласта на глубине 600-800 а, потолочииы с учетом Физико-Механических обеспечивает: свойствваещаощих пород из выражения:- снижение трудоемкости и стоимости1 4,07 0,5 Ь тд - 1 Р 1 - сД Ь РеплениЯ гоРных выРаботок (боРтовых выработок лав); 4"Ку (1 РкР "р 20 - повышение их устойчивости и надежность поддержания,Затем в шпуры 1 ввинчивают погругж- Ф о раула изобретения ные короткие анкеры длиной равной аощ, Способ крепления горной выработки, ности (М) упрочнеиной потолочинц 2, После. вюцочающий бурение шпуров, установку кочего бурят шпуры 3 и в иих УстанавливаЮТ 25 ротких погружных и длинйых податливых ггодатливые длинные анкеРы длиной Равной анкеров, проведение в кровле разгрузочной суммарной величине мощчости (и) нижних щели вдоль горной выработки и заполнение слоев и мощности (М) упрочиеииой потолочины, Если нижние слои непосредственной щ и й с я теа, что, с целью снижения трудо- кровли недостатОчнО устойчивы, то в этОм 30 еакости и стоимости крепления горнОЙ Вцслучае допускается впервую Очеоедь Уста- работки при повышении ее устойчивости, исака податливых длинных анкеров 3, а за- перед Установка г ОдатЛ ан еров в тем одновременно или же с небольшим кровлегорнойвыработкиораируютупрочразрывом во времени установка коротких ненную потолочину иа расстоянии от ее конпогружиых анкеров 1 для формирования Уп 35 тура, составляющеа 0,2 - 0,25 ширичц рочненной потолочины 2 мощностью (М). выработки, которую укрепляют короткими Закрепив выработку анкерами 1 и 3, прова. погружицаи анкерами длиной, равной ее дят разгрузог ную щель 4 вдоль выРаботки мощности, а податливые анкеры устанавлина глубину до нижней границы потолочины вают длиной, равной суммарной величине риалом. Важныаи парааетрааи является этоа необходимую мощность М потолочины глубина Ь) разгрузочной щели 4 и необходи- оп ляи вц аопределяют из выражения: аой мощности (М) улрочиениая потолочина2, способная воспринимать нагрузку от - ВНЕШНИХ СЛОЕВ Парад И ПрлдОЛЬНик СИЛ грх аа г 4 бт б,б О гр - гг 1 - г О бокового распора, соэдаваеаых опорным М 4 ЯКу(1 - Рк/ давлением, Считается, что упрочиенная гру- гд Ь - пролет выработки, а; зоиесущая потолочина 2 выполняетсвое Ь - расстояние от контура вь функциональное назначение до появления упрочненной потолочины, а; в ней магистральных трещин, поэтоау криМ - ао ность упрочнениой потолочитерий ее, эксплуатационной пригодности н представляется выражением; с я данного типа1763674 1+С 1+ с81 Лф )2,а.а 4;.(г-зГ таа5 С = О 18678К - коэффициент концентрации опорного давления;Но- габЦНй РЦЗРйбатКИ, М,10 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что разгрузочную щель проводят послекрепления горной выработки на глубинудо нижней границы упрочненной потолочины. ф- угол естественного обрушения пород, град;Рх- ВОЛИЧИНО ГОРИЗОНтаЛЬНЫХ НЙПРЯжений, КГ 1 в,Рхр - величина критических напряжений, КПа; Рх =К -- уН: 1 -эюр 1+А Рр =ОЯ Ку 1+А+А1,3 13 13 1,3 1,3 24500 29400 29400 24500 29400 2,0 4,5 20,5 2,0 4,5 20,5 2,5 4,5 20,5 2,0 4,5 20,5 1,5 4,5 20,5е К " коэфФициент улрочнения пород в результате закрепления их шанкерами,Фиг Я Составитель А,Бубли Техред М.Моргентал рректор М,Андрушенко дакто Заказ 3439 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10