Способ охраны выемочных штреков

(5)5 Е ИЗ ИСАНИ ЕТЕ ЕЛЬСТВ СКОРУ СВ А горному делу и разработке ых, Цель иэо говыениюрас расположения е по простирафиг, 5 - схема лане и зарядов порного давлени суба Об к плоемым ысоту ласта. и. Над а про- торых ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Донецкий политехнический институт (72) И,Ф,яремваш, Р,В.Дегтярь, В.Ф.Андрушко, А,Ф.Морозов и П.С, Бутенко (53) 622.281 (088,8)(56) Авторское свидетельство СССР М 1051295, кл. Е 21 Р 11/00, 1982.Авторское свидетельство СССР г 2 1395833, кл. Г 21 Р 11/00, 1986,) СПОСОБ ОХРАНЫ ВЫЕМОЧНЫХТРЕКОВ) Изобретение относится кожет быть использовано прастовых полезных ископаем Изобретение относится к горному делу может быть использовано при разработке пластов полезного ископаемого, преимущественно угольных, для защиты подготовительных выработок от повышенного горного давления и вреднего влияния очистных работ в сложных условиях поддержания, особенно в пучащих породах.Целью изобретения является повышение устойчивости выемочных штреков в зонах концентрации временного, и стационарного опорного давлений при отработке выемочного столба.На фиг, 1 изображена схема параметров зоны стационарного опорного даления по падению угольного пласта; на фиг. 2 - схема распределения горного давления по зонам при подвигающейся лаве; на фиг. 3 - схема вертикального разреза по падению угольнобретения - повышение устойчивости выемочных штреков в зонах концентрации временного и постоянного опорного давления при обработке выемочного столба, Иэ выемочных штреков впереди и позади лавы после ее отхода от разрезной печи бурят в краевую часть горного массива и выемочного столба скважины. Скважины бурят до наложения временной и стационарной зон опорного давления. Разрядные печи отработанного и вновь подготовленного выемочных столбов располагают на одной линии. В скважины заряжают ВВ, количество которого определяют по формуле. В зойах концентрации временного и постоянного опорного давления производят камуфлетное взрывание, 1 з.п,ф-лы, 5 ил,аста; на фиг. 4 - схем очного столба на пла угольного пласта; на ложения скважин на зоне максимального Способ охраны выемочных штрекоществляется следующим образом.По мере отработки выемочного стпороды под действием силы тяжестишаются в выработанное пространстворушение пород кровли происхотдельными слоями с углом наклонаскости напластования ф= 60 О, именууглом полных сдвижений пород на в5-6-кратной мощности угольного иОбразуется свод 3 полных сдвижениопорными контурами горного массивисходит зависание консолей, вылет ко30 35 40 в о б 50 увеличивается в сторону выработанного пространства по мере удаления слоя породы от пласта. С образованием и формированием свода 3 полных сдвижений образуется свод 4 полных давлений по падени 1 о и восстани 1 о угольного пласта под углом р =: 660,именуемым углом полных давлений, а также свод 5 разгрузки.Над опорными контурами отработанного выемочного с голба 1 по падени 1 О и восстанию образуется эона консольного прогиба пород 6, Границами зон консольного прогиба явля 1 отся: со стороны выработанного пространства - линия полного обрушения пород; со стороны нетронутого массива - линия, проведенная через действительные точки опор зависших породных слоев кровли, Размеры зоны по падени 1 о измеряются в зависимости от прочностных характеристик угля, мощности разрабатываемого пласта, 1 лубины разработки и физико-механических свойств пород кровли. Зона консольного прогиба слоев формирует зону 7 стационарного Опорного давления. Вентиляционный атрек 8, в качестве кого- рого служит бывший откаточный штрек отработанного выемоч 1 ного столба 1 при повторном исполь:1 овгнии, или же проводится впри:ечку к выработанному г 1 ро" странству 2 отработанного выемочного столба, подвержен влиянию эоны 7 стационарного опорного давления по всему простиранию отработанного выемочного столба 1. Новый выемочный столб 9 оконту ривается с помощь 1 о вентиляцио 1:ного штрека 8, откаточного штрека 10 и разрезной печи 11. Разрезная печь 11 нового выемочного столба 9 располагалась на одной линии в разрезной печью 12 отработанного выемочного столба 1, По мере развития очистных работ при отработке лавы 13 порле отхода от разрезной печи 11 увеличиваемся площадь обнажения пород кровли 14, с увеличением которой порода 15 под действием сил тяжести обрушилась в выработанное и ространство 16 действу 1 ощего выемочного столба 9, Сбрушение пород основной кровли 17 в вь 1 работанное пространство 16 происходит периодически. Расстояние, чеоез которое происходит обрушение, равняется шагу об руше ни 1 по мере п род вига ни а лавы 13. При подвигании лавы 13 после Обнажения пород Основной кровли 17 происход 1 т консольное зависание их над лавои 13, Под действием ",онсольно зависших пород с прогиба слоев над г 1 звой 13, а также пригруза вышележащих пород впереди ла. вы 13, формируется временное опорное давление 18. Величина концентрации временного опорного давления 18 пропорциональна ширине зависшей консоли по простиранию угольного пласта над лавой 13. Максимум концентрации временного опорного давления 18 наблюдается перед обрушением пород основной кровли 17, После обрушения пород основной кровли 17 происходит значительное снижение концентрации временного опорного давления 18. Затем нарастание концентрации временного опорного давления повторяется до своего максимального значения. И так повторяется по всей протяженности выемочного столба 9.Впереди лавы 13 в стационарной зоне 7 опорного давления до наложения временного опорного давления 18 и стационарного опорного давления с опережением временного опорного давления 18, равным двум длинам эоны обрушения основной кровли 17, осуществляется бурение скважин 19 уменьшенного диаметра 42 мм) с вентиляционного штрека 8 перпендикулярно продольной его оси в краевую часть выемочного столба 9. Количество скважин 19 в зоне выполнения камуфлетного взрывания зависит от расстояния между скважинами 19, которое задается эмпирическим путем. При реализации способа охраны расстояние между скважинами может составлять 2 м, шаг обрушения основной кровли - 15 м, на участке выполнения камуфлетного взрывания бурится 7 шт. скважин, Длина скважины составляет 4 м. Длина скважины до местонахождения максимума зоны 7 стационарного опорного давления определяется аналитико-экспериментальным путем,Между двумя участками опережения, в которых производилось камуфлетное взрывание, находится участок 20, равным длине зоны обрушения основной кровли, на котором не производится бурение скважины 19. В пробуренные скважины 19 заряжают ВВ 21 и производят пыжевание забоечным мат. риалом - глиной 22,Величину заряда ВВ 21 в скважине 19 определяют по формуле--- = -- 11 Л Ев 1 дскедсдэ 11+и)(1-2 и ) кттт г - с а го -где К. - коэффициент концентрации напряжений в зоне концентрации стационарного опорного давления;Н - глубина ведения работ,м- обьемный вес породы,МН/м;Е - модуль упругости пород, МПа;О - отпор крепи, МПа;В - предел прочности пород на сжатие. МПа;Е - энергия взрыва, расходуемая наразрушение пород, Н м;1 - длина заряда ВВ в скважине, м;с - длина скважины, м;дс - диаметр скважины, м;Ь - удельный объем газов взрыва, м /кг;3б - расстояние между двумя соседнимискважинами в зоне камуфлетного взрывания, м;р - коэффициент Пуассона пород;О - скорость детонации ВВ, м/с,Коэффициент концентрации напряжений в стационарной зоне опорного давле-ния определяется по следующей формулеК =- 1,33 + К 1 КмКс,где К - коэффициент, учитывающий приведенную крепость пород.К - коэффициент, учитывающий пригруэку на консольно зависшие породы состороны породных плит;Кс - коэффициент, учитывающий влияние внешнего покоя напряжений.Коэффициент К определяется по формулеЬрК= -тсргде тпр - приведенная крепость массива пород.Приведенная крепость массива породопределяется из выраженияЬр =. 1 гп/ п 1=где 11 - крепость пород в 1-м слое;в - мощность 1-го слоя;1 р - сРеднЯЯ кРепость массива поРоД.Коэффициент Км можно определить поформулеК, =1+(4 С +63 С(4 -СП. 19 У,где С - мощность породных плит, м;- ширина выработанного пространства, м;р - угол падения, градС = Н - 0,5 1. 19 У,где Н - глубина ведения работ, м.Коэффициент Кс определяется по формулеК = Н/-Ю Фф - угол полных сдвижений, град,Для определения прочности вмещающих пород и угольного пласта воспользуемся формулойлйпр=Х йаГХ гп,1 =где В - предел прочности пород на сжатиев -м слое.Эти зависимости можно использоватьпри разработке пологих и слабонэклонныхпластов и интервале глубин 300-800 м.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Величина заряда ВВ 21 в скважине 19 при расстоянии, например, 2 м, между скважинами. составляет 2,4 кг.После взрыва одновременно зарядов ВВ 21 в скважинах 19 образуется охранный целик 23 и область 24 разрушения, воспринимающие на себя часть повышенного опорного давления при наложении временного и стационарного, искусственно снижая и перераспределяя путем отодвигания их вглубь выемочного столба 9.Аналогично осуществляется бурение скважин 19 с откаточного штрека 10 перпендикулярно его продольной оси в сторону краевой части угольного пласта горного массива позади лавы 13 перед формированием стационарной зоны 7 опорного давления при влиянии выработанного пространства 2 после отработки выемочного столба 9. Бурение скважин 19 с откаточного штрека 10 осуществляется по всей протяженности выработки с целью сохранения откаточного штрека для повторного использования в качестве вентиляционного, Бурение скважин 19 осуществляется с расстоянием, например, 2 м друг относительно друга, величина заряда ВВ 21 в скважине 19 определялась по формуле (1). Таким образом, камуфлетное взрывание зарядов ВВ 21 в сважинах 19 с целью поддержания выработки в устойчивом состоянии производится дважды; при отработке выемочного столба 1 и при отработке выемочного столба.9 с той разницей, что с откаточного штрека скважины бурятся по всей протяженности выработки, а с вентиляционного штрека на участках с чередованием между собой по выполнению и не выполнению кэмуфлетного взрывания,Формула изобретения 1. Способ охраны выемочных штреков, включающий проведение и крепление штреков, бурение из них перпендикулярной продольной оси скважин, заряжание их ВВ и камуфлетное взрывание, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения устойчивости штреков в зонах концентрации временного и стационарного опорного давлений при отработке выемочного столба, лавы отработанного и вновь подготовленного выемочных столбов располагают на одной линии, а скважины бурят в краевую часть горного массива и выемочного столба после начала движения лавы и до наложения зон концентрации временного и стационарного опорного давлений, при этом камуфлетное взрывание производят в зонах концентрации временного и постоянного опорного давлений впереди и позади лавы, а величину заряда ВВ определяют по формулеЖР 1 в, 22 о 2 где К - коэффициент концентрации напряжений в зоне концентрации стационарноо опорного давления;Н - глубина ведения работ, м;у - объемный вес пород, МН/м;з.Е - модуль упругости пород, МПа;,и - коэффициент Пуассона пород; о - отпор крепи, МПа;й - предел прочности пород на сжатие, МПа;Ев - энергия взрыва, расходуемая на разрушение пород, Н м; Ь - длина заряда ВВ в скважине, м;1 скв - длина скважины, м;бскв - диаметр скважины, м;Ь -удельный объем газов взрыва, м /кг: 5 д - расстояние между двумя соседнимискважинами в зоне камуфлетного взрывания, м;О - скорость детонации ВВ, мыс, 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я 10 тем, что бурение скважин производят участками с опережением зоны временного опорного давления, равным длине двух зон обрушения основной кровли, при этом между участками оставляют промежуток, рав ный длине зоны обрушения основнойкровли..Кучерява каз 4609 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 твенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 Произ