Способ защиты выработки от горного давления

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскикСоциалистическимиРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 2 Ц) 780 (21) 2973714/22-03 51) М. Кл. с присоединением заявки ЙЗ Е 21 0 11/00 Государственный комитет СССР нЬ делам изобретений и открытийОпубликовано 070582 Бюллетень Мф 17 Дата опубликования описания 070582 М.П.Зборщик, В.К.Костенко,А.К,Носач,В.В.Покопеняо и В.И.Антропов(72) Авторы изобретения Ордена Трудового Красного Знамени политехническийинститут Министерства высшего и среднего специальногообразования Украинской ССР(54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ВЫРАБОТКИ ОТ ГОРНОГОДАВЛЕНИЯ Изобретение. относится к горному делу, а именно к способам защиты от горного давления магистральных выра-. боток на больших глубинах разработки (свыше 800 м).Известен способ защиты выработки от горного давления путем последующей ее надработки, который состоит в том, что в почве пластапроходят полевую выработку, а затем над ней отрабатывают разгрузочную лаву и в дальнейшем производят поддержание выработки в разгруженном от горного. давления породном массиве 111.Основным недостатком указанного способа является низкая устойчивость охраняемой выработки при развитии очистных работ, когда осуществляется выемка угольного пласта на участках, . примыкающих к выработанному простран.- ству разгрузочной лавы.Известен также способ защиты выработки от горного давления, включающий проходку выработки, выемку раз-" грузочной лавы и отрабЬтку смежных лав, примыкающих к выработанному пространству разгрузочной лавы, и выполнение защитной полосы 2) .Основные недостатки известного способа защиты выработки состоят в том, что ходки или штрекидобычных лав необходимо проводить под или над защитными йолосами, чтобы не перерезать их подготовительными выработками и обеспечить последующую отработку полос, проходка части выработок не по пласту, а по породам- полевыми, увеличивает затраты на про.ходку выработок. Кроме того, оставление защитных полосс двух стОрон выработанного пространства увеличивает общую протяженность подготовленных выработок, необходимых для выемки подготовленных запасов, что 15 также увеличивает, затраты на проходку. Затруднена также отработка длинными лавами защитных полос в конце срока службы выработки, так как поло.сы принимают на себя значительную часть веса пород кровли, расположенных над выработанным пространством поэтому напряженное состояние угля в защитных полосах будет очень высоким,а из-за этого выемка лавами 25 угля - трудоемкой и небезопасной.Цель изобретения - снижение проходческих затрат при выемке угля.Поставленная цель достигается тем,что защитную полосу выполняют в виде.30 чередующихся полос выработанного -пространства и цеЪиков угля, приэтом длина целиков не превышает дли.ну лавы, а выработку проводят .нарасстоянии от границы защитной полосы,не превышающем величину Ь ,кото)рую определяют по формуле . 5Ь =(с 1 дЧ+ з 1 п)где (. - длчна разгрузочной лавы,м;- угол полых сдвижений породкровли у границы выработанного пространства,градс - угол падения пород, град.Расположение выработки на расстоянии, не превышающем укаэанного вформуле, обеспечивает ее нахождениепод охраной защитной полосы в области, где не происходит увеличениянапряженного состояния пород при развитии очистных работ в пласте. Вследствие того, что защитная полоса образована не сплошным целиком, а выполнена в виде чередования участков выработанного пространства и целиковугля, подготовительные выработкисмежных лав проводят на уровне пласта по границе целик - выработанноепространство. При выемке целиков вконце срока службы выработки приме"няют короткоэабойные, системы илисредства безлюдной выемки угля, которые имеют более эффективные показатели добычи и большую безопасностьпри работе в условиях повышенногогорного давления и нарушенности пластов,На фиг. 1 схематично представлена 35защита выработки от горного давления, предлагаемым способом; на Фиг.2 - график результатов шахтных инструментальных наблюдений, где по верти,кальной оси отложены боковые сдвижения, по горизонтали - расстояние откромки защитной полосы, а кружочкамипоказано расположение эамерных сечений и их номера.а луб 900 м д разработ 45ка пологого пласта мощностью 1,21,4 м,угол падения которого 10 . Бо-ковые породы пласта - аргиллиты средней и ниже средней устойчивости. Впределах крыла шахтного поля или блока принята погоризонтная подготовкапласта полевыми штреками 1 главногонаправления (магистральными), иэ которых один является откаточным, второй - вентиляционным. Отработка эапаоов в крыле поля или блока производится добычнми лавами по восстанию. Длина как разгрузочной, так и,дооычных лав - 200 м.Для обеспечения устойчивости полевых штреков главного направления 6 О1 их проходят и поддерживают в предварительно разгруженных породах почвы пласта. Предварительную разгрузку осуществляют за счет выемки разгрузочной лавы 2, отрабатываемой 65 по простиранию пласта, способ управления кровлей - полное обрушение.Выемочные штреки 3 проходят вслед заподвиганием разгрузочной лавы 2 и периодически погашают по мере проведения ходков 4 по обрушенным и уплотненным породам .кровли пласта в пределах выработанного пространства разгрузочной лавы и по пласту на остальном протяжении. Полевые штреки 1 проходят в разгруженных породах почвы разгрузочной лавы 2 на расстоянии, не превышающем величину Ь ,которая определяется по формуле Ь ( с 9 Ч,+ ьпК ). В данных конкретных условиях угол полных сдвижений пород кровли составляет 72 , угол падения пород 1= 10 , длина лавы= 200 м, следовательно Ь = 200 (с 9 72 - ь 1 п 10 ) = 200 (0,3249 - 0,1736) = 58 м.В скобках поставлен знак минус (-), так как штреки расположены со стороны восстания от защитной полосы. Полевые штреки главного направления 1 проведены на следующем расстоянии от границы защитной полосы с выработанным пространством: откаточный в 58 м, вентиляционный в 25 м. Физи-ческая суть такого расположения состоит в том, что после проведения на указанном расстоянии от границы защитной полосы выработки будут находиться под нависающими над выработанным пространством разгрузочной лавы не отделившимися от массива породами кровли согласно механизма сдвижения пород вокруг очистной выработки. Нагрузка на почву выработанного пространства определяется ведом пород, заключенных в области полных сдвижений, причем максимальная нагрузка имеет место в средней части выработанного пространства, где наибольшая высота области полных,"движений, примерно равная длине лавы.При развитии очистных работ в пласте, когда происходит увеличение площади выработанного пространства, имеет место увеличение высоты облас" ти полных сдвижений и соответственно нагрузки на почву отработанного плас. та и увеличение напряженного состояния нижерасположенных пород. Однако над участком выработанного пространства,расположенным вдоль защитной полосы, не происходит увеличения области полных сдвижений, поэтому не происходит изменения напряженного состояния пород в почве и обеспечивается устойчивость выработок. При отработке смежных лав 5 (фиг.1) в каждой второй лаве оставался, неотработанным участок запасов шириной 200 м. Таким образом, вдоль границы выработанного нространства разгрузочной лавы со стороны падения образована защитная полоса из квадратных целиков угля 6размером 200 х 200 м. Между целиками находится выработанное пространство, ширина этого пространства не более длины лавы, т.е. 200 м. При погашении магистральных штреков 1 производилась выемка защитных целиков 6 комплексом БЗК с использованием ходков 4, оставшихся от добычных лав. Таким образом,за один проход комплекса отрабатывается полоса угля шириной около 50 м, Выбуривание угля в боках штрека позволяет разгрузить его от действия повышенного горного давления и обеспечить безопасность работВ результате применения способа защиты выработки от горного давления обеспечивается устойчивость полевых магистральных выработок в течение всего срока их службы снижаются затраты на подготовительные работы при выемке угольного пласта, после отработки пласта ликвидируются концентраторы повышенных напряжений и обес- печиваются благоприятные условия отработки соседних пластов.Формула изобретенияСпособ защиты выработки от горного давления, включающий проходку выработки, вйемку разгрузочной лавы и- длина разгрузочной лавы,м;У - угол полных сдвижений пород кровли у границы выработанного пространства,20град юс(.- угол падения пород, град.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Бахтин А.Ф.и др.Совершенствование систем разработки угольных25 пластов. Киев, "Техникаф, 1977,с.39-43,2. Зборщик М.П. Особенности развития очистных работ при разработкепологих пластов на глубоких горизон 30 тах. - "Уголь Украины", 1979, Р 6,с.11-13 (прототип). отработку смежных лав, приМыкающих квыработанному пространству разгрузоч"ной лавы, и выполнение защитной полосы, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью снижения затрат на про ходческие рабсты при выемке угля,защитную полосу выполняют в видечередующихся полос выработанного пространства и целиковугля, при этомдлина целиков не превышает длину лавы, а выработку проводят на расстоянии от границы защитной полосы,не превышающем величину Ь, которуюопределяют по формуле926301 ИО 624 Подпивенного комитета СССРретений и открытий-35,Раушская наб.,д.4/5 Заказ 2924/24 Тираж ВНИИПИ Государс по делам иэо 113035,Москва,