SU1716145A1 - Method of guard of development workings - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к горному делу и м.б. использовано дл  охраны горных выработок (В). Цель - повышение устойчивости охран емой В. Из разгрузочной полости (РП) 1 провод т раскоску (Р) 3 на рассто нии h до (В) 2 не менее трех мощностей Р 3, Длину Р 3 определ ют из выражени  I 3b + 2h ctg а, где b - ширина В 2; а- угол сдвижени  вмещающих пород. Величину опережени  РП 1 над В 2 принимают равной ширине РП 1 и длине Р 3. После проведени  Р 3 ее заполн ют податливым материалом. Предпочтительнее дл  этого использовать породу, получаемую при проведении В 2 и РП 1. В случае длительной эксплуатации В 2 производ т крепление РП Т. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.The invention relates to mining and m. used to protect the mine workings (B). The goal is to increase the sustainability of protected B. From the unloading cavity (RP) 1, unracking (P) 3 is carried out at a distance h to (B) 2 at least three powers P 3, Length P 3 is determined from the expression I 3b + 2h ctg a, where b is the width of B 2; a - angle of displacement of host rocks. The magnitude of the advance of RP 1 over B 2 is assumed to be equal to the width of RP 1 and the length of P 3. After P 3 has been made, it is filled with compliant material. It is preferable to use for this purpose the rock obtained in the course of В 2 and РП 1. In the case of long-term operation В 2, an RP is fastened T. 2 Cp f-crystals, 2 ill.

Description

Изобретение относитс  к области горного дела и предназначено дл  использовани  в подготовительных выработках, в почве которых залегаютслабые пучащие породы .The invention relates to the field of mining and is intended for use in preparatory workings, in the soil of which there are weak puffing rocks.

Известен способ охраны подготовительных выработок разгрузкой породного массива скважинами по углю, которые выбуривают диаметром 200-300 мм и длиной 8-10 м перпендикул рно продольной оси выработки. Между скважинами оставл ют перемычки, которые разрушаютс  под действием горного давлени . Этим достигаетс  уменьшение максимума опорного давлени  у контура выработки и смещение его вглубь массива.There is a known method of guarding preparatory workings by unloading the rock mass through coal wells, which are drilled with a diameter of 200–300 mm and a length of 8–10 m perpendicular to the longitudinal axis of the mine. Jumpers are left between the wells, which are destroyed by the action of rock pressure. This achieves a decrease in the maximum of the reference pressure at the production loop and its displacement into the array.

Однако разгрузка кромки угольного массива скважинами происходит только после того, как разрушены угольные перемычки между скважинами, а до их разрушени However, the edge of the coal mass is unloaded by the wells only after the coal bridges between the wells are destroyed, and before they are destroyed.

в результате опорного давлени  происходит пучение пород почвы выработки. as a result of the reference pressure, swelling of the formation soil occurs.

При определенных горногеологических услови х (крепкие антрациты и породы почвы с низкими прочностными характеристиками ) угольные перемычки, между скважинами не раздавливаютс  и, несмотр  на наличие скважин, не предотвращают пучение почвы.Under certain geological conditions (strong anthracite and soil rocks with low strength characteristics) coal bridges between the wells are not crushed and, despite the presence of wells, do not prevent soil swelling.

Кроме того, бурение скважин  вл етс  весьма трудоемким процессом и не совмещаетс  с проведением подготовительной выработки. Данный способ  вл етс  локальным , так как зона вли ни  скважин не превышает 2-3 диаметров скважин.In addition, the drilling of wells is a very laborious process and is not compatible with the development of the development. This method is local, since the zone of influence of the wells does not exceed 2-3 diameters of the wells.

Известен также способ борьбы с пучением почвы в горных выработках, включающий создание зон разрушени  вмещающих пород по контуру выработки путем бурени  шпуров, зар жани  их камуфлетными зар дами и взрыванием с последующим бурениXI A method is also known to combat soil heaving in mines, including the creation of zones of destruction of host rocks along the contour of the mine by drilling holes, charging them with camouflage charges and blasting followed by drilling XI

ЈJ

слcl

ем скважин и нагнетанием в разрушенные породы скрепл ющего раствора. Разрушени  производ т в два этапа, при этом вначале создают глубинную зону разрушени  по направлению действи  максимального главного напр жени  в породном массиве, а последующее разрушение пород по контуру выработки производ т на меньшую глубину .wells and injection into the fractured rocks of the cementing solution. Destruction is carried out in two stages, at the same time initially creating a deep zone of destruction in the direction of the maximum principal stress in the rock massif, and the subsequent destruction of rocks along the contour of working out is carried out to a lesser depth.

Недостатком данного способа  вл етс  наличие большого количества специального оборудовани : дл  бурени  шпуров, скважин , нагнетани  скрепл ющего раствора. Это оборудование загромождает штрек, ухудшает услови  доставки и проветрива- ни . Требуетс  большое количество материалов , что удорожает проведение горной выработки.The disadvantage of this method is the presence of a large amount of special equipment: for drilling holes, wells, and injection of the fastening solution. This equipment obstructs the roadway, worsens the conditions of delivery and airing. A large amount of materials is required, which increases the cost of mining.

Кроме того, процессы работ данного способа  вл ютс  трудоемкими и не совме- щаютс  с проведением подготовительной выработки. Наличие камуфлетных полостей увеличивает возможность взрыва метано- воздушной среды, так как  вл ютс  искусственными аккумулирующими емкост ми дл  газа.In addition, the processes of this method are laborious and do not combine with the development of the preparatory development. The presence of camouflage cavities increases the possibility of explosion of the methane-air environment, since they are artificial storage tanks for gas.

Наиболее близким техническим реше- нием . вл етс  способ разгрузки контура горной выработки, включающий проведение в породах опережающей разгрузочной полости, проходимой над охран емой выработкой параллельно плоскости охран емой зоны и бурением у ее контура в обе стороны скважин переменного сечени  по длине, причем угол наклона скважин принимают равным углу сдвижени  боковых пород.The closest technical solution. is a method of unloading the contour of the mine working, which includes carrying out an advance discharge cavity in the rocks that passes over the protected production parallel to the plane of the protected zone and drilling near its contour to both sides of wells of variable cross section along the length, the inclination angle of the lateral rocks .

Недостатком известного способа  вл етс  высока  трудоемкость бурени  скважин под определенным углом, сложность управлени  распределением напр жени  в надрабатываемом массиве.The disadvantage of this method is the high labor intensity of drilling wells at a certain angle, the complexity of controlling the distribution of stress in the developed array.

Цель изобретени  - снижение затрат на поддержание и ремонт подготовительных выработок при разработке пластов полезного ископаемого с пучащими породами по- чвы на больших глубинах.The purpose of the invention is to reduce the cost of maintaining and repairing development workings in the development of mineral deposits with puffing rock at great depths.

Поставленна  цель достигаетс  изменением напр женно-деформированного состо ни  массива горных пород путем опережающего проведени  разгрузочной выработки с раскоской по нерабочему пласту под охран емой выработкой параллельно плоскости охран емой зоны дл  создани  разгрузочного свода пород. При этом разгрузочным штрек располагают ни- же охран емой выработки по направлению действи  максимального главного напр жени .The goal is achieved by changing the stress-strain state of the rock mass by advancing the discharge workout with cutting over the inactive formation under the guided production parallel to the plane of the protected zone to create the discharge rock formation. In this case, the discharge drift is located below the protected development in the direction of the maximum main voltage.

Величина опережени  разгрузочной выработки равна I, мощность защитного породного сло  под охран емой выработкой не менее трех мощностей нерабочего пласта .The magnitude of the advancement of the discharge generation is equal to I, the thickness of the protective rock layer under the guarded development of at least three non-operating reservoir capacities.

Ширину разгрузочной выработки с раскоской определ ют из выражени The width of the discharge development with the cross section is determined from the expression

I 3b + 2h ctg д,I 3b + 2h ctg d,

где b - ширина охран емой выработки, м;where b is the width of the protected development, m;

h- мощность породного сло  под охран емой выработкой, м;h- thickness of the rock layer under the guarded development, m;

б-угол сдвижени  боковых пород, град.b-angle of lateral rocks displacement, deg.

Раскоска заполн етс  податливым материалом - породой из разгрузочного штрека и подготовительной выработки, что позвол ет проводит раскоску большей ширины . Разгрузочный штрек поддерживаетс  в период длительной эксплуатации охран емого штрека.The brace is filled with a pliable material, a rock from the discharge chute and the preparatory development, which allows the brace to be widened to a greater width. The discharge roadway is maintained during the period of prolonged use of the protected roadway.

На фиг. 1 показана схема расположени  выработок, поперечный разрез; на фиг. 2 - то же, вид в плане.FIG. Figure 1 shows the layout of the workings, a cross-section; in fig. 2 - the same plan view.

Способ охраны подготовительных выработок осуществл етс  следующим образом.The method of protection of preparatory workings is carried out as follows.

В первую очередь, с целью определени  места заложени  разгрузочного, штрека определ ютс  направлени  действи  главных напр жений 7i и 02.First of all, in order to determine the location of the discharge, the drift line determines the direction of action of the main stresses 7i and 02.

Разгрузочный штрек 1 располагают ниже охран емой выработки 2 по направлению действи  большего по величине главного напр жени  а. Разгрузочный штрек 1 и раскоску 3 с косовичком 4 провод т по нерабочему пласту шириной I, чтобы после осадки породы в окрестности подработанной толщи образовалс  свод разгрузки 5, в контур которого вписывалась охран ема  выработка. Охран ема  подготовительна  выработка проводитс  с отставанием от линии забо  разгрузочной выработки на величину I, обусловленную окончанием процесса сводообразовани . Ширина разгрузочного штрека с раскоской определ етс  из выражени Discharge stalk 1 is located below the protected output 2 in the direction of action of a larger main voltage a. The unloading drift 1 and the trimmer 3 with kosovichka 4 are conducted along a non-working reservoir of width I, so that after the sedimentation of the rock in the vicinity of the undermined stratum, discharge vault 5 is formed, into the contour of which the protected output fits. The guard preparatory development is lagged behind the downhole discharge generation line by the amount I, due to the end of the coking process. The width of the unloading drift with the raskoska is determined from the expression

l 3b + 2hctg 5,l 3b + 2hctg 5,

где b - ширина охран емой выработки, м;where b is the width of the protected development, m;

h - мощность породного сло  под охран емой выработкой, м;h - thickness of the rock layer under the guarded development, m;

д - угол сдвижени  боковых пород, град.(d) angle of displacement of side rocks, deg.

Раскоску располагают ниже подготовительной выработки на величину мощности породного сло , равного 3-м мощност м m нерабочего пласта . Значение данной величины обусловлено компенсацией компрессионных свойств закладки, отрицательно сказывающихс  в процессе поддержани  охран емой выработки.The bracing is located below the preparatory development by the magnitude of the thickness of the rock layer, equal to the 3rd power m m non-working layer. The value of this value is due to the compensation of the compression properties of the bookmark, which negatively affect the process of maintaining the protected development.

В процессе проходки раскоска заполн етс  породой, извлекаемой из разгрузочного штрека и через скаты из подготовительного штрека, благодар  чему можно увеличить ширину раскоски. Разгрузочные штреки выполн ют роль аккумулирующих емкостей дл  выдавливаемой породы и поддерживаютс  после проведени  охран емой выработки в случае ее длительной эксплуатации. Это касаетс  случа , когда подготовительна  выработка  вл етс  основной , либо бремсбергом или уклоном. Сечение разгрузочного штрека принимаетс  минимально допустимым согласно правилам безопасности.In the process of excavation, the trim is filled with rock extracted from the discharge drift and through the slopes from the preparatory drift, due to which it is possible to increase the width of the trimmer. Discharge drifts play the role of storage tanks for the extruded rock and are maintained after carrying out the protected excavation in case of its long-term operation. This is the case when the developmental output is the main one, either a brakesberg or a slope. The cross section of the discharge chute is assumed to be minimally acceptable according to safety regulations.

Расположение разгрузочной полости определ етс  графическим путем подобно правилам построени  охранных целиков с той разницей, что точки отложени  углов сдвижени  боковых пород располагают от подготовительной выработки на рассто нии ее ширины, чтобы исключить по вление зоны неупругих деформаций.The location of the discharge cavity is determined graphically, similarly to the rules for constructing guard pillars, with the difference that the deposition points of lateral rock angles of displacement are located at the distance of its width in order to exclude the appearance of an inelastic deformation zone.

В качестве конкретного примера дл  расчета выражени  возьмем услови  ПО Павлоградуголь, где мощность нерабочего пласта m 0,5 м, угол сдвижени  пород (, ширина двухпутевой выработки Ь- 5,2 м, мощность породного сло  под охран емой выработкой h 10 м.As a concrete example for calculating the expression, let us take the Pavlogradugol software conditions, where the non-working seam thickness is 0.5 m, the rock displacement angle (, double-track production width is 5.2 m, the thickness of the rock layer under the protected production is h 10 m.

Первоначально провер ем выполнение услови Initially we check the fulfillment of the conditions

h 3m h 3 -0,5 1,5м,h 3m h 3-0.5 1.5m,

фактическое h 10 м, условие выполнимоactual h 10 m, condition is feasible

,5м5m

Определим ширину разгрузочного штрека с раскоскойDetermine the width of the unloading drift with raskoskoy

00

5five

00

5five

00

5five

00

I ЗЫ- 2h ctg б, м, где принимаем h 10 м, тогдаI ЗЫ- 2h ctg б, m, where we take h 10 m, then

1 3 -5,2+2 -10 -ctgd 27M.1 3 -5.2 + 2 -10 -ctgd 27M.

На такуюже величину отстает проходка подготовительной выработки от забо  разгрузочного штрека с раскоской.On the same value lags the preparatory development of the downhole discharge drift with raskoskoy.

Claims (3)

1.Способ охраны подготовительных выработок , включающий проведение с опережением ниже охран емой выработки разгрузочной полости, отличающийс  тем, что, с целью повышени  устойчивости охран емой выработки, из разгрузочной полости дополнительно проход т раскоску и заполн ют ее податливым материалом, при этом рассто ние раскоски до охран емой выработки принимают равным не менее ее тройной высоты, а величину опережени  разгрузочной полости - равной ширине этой полости и длине раскоски по формуле1. A method of guarding preparatory workings, including conducting a discharge cavity ahead of a protected production, characterized in that, in order to increase the stability of a protected production, an additional brace is passed from the discharge cavity and filled with compliant material; before the protected development, it is assumed to be not less than its triple height, and the amount of advance of the unloading cavity is equal to the width of this cavity and the length of the brace by the formula I 3b + 2h ctg 5,I 3b + 2h ctg 5, где I - величина опережени  разгрузочной полости, м;where I is the magnitude of the advance of the discharge cavity, m; b - ширина охран емой выработки, м;b - width of the protected development, m; h - рассто ние от раскоски до охран емой выработки, м;h is the distance from the bracing to the protected working, m; д - угол сдвижени  вмещающих пород, град.d - angle of displacement of host rocks, hail. 2.Способ по п. 1, отличающиес  тем, что в качестве податливого материала используют породу, получаемую при проведении охран емой выработки и разгрузочной полости.2. A method according to claim 1, characterized in that the material obtained by carrying out protected workings and the discharge cavity is used as a ductile material. 3.Способ по п. 1,отличающийс  тем, что при длительной эксплуатации охран емой выработки производ т крепление разгрузочной полости;3. The method according to claim 1, characterized in that during long-term operation of the protected excavation, the discharge cavity is fixed; :/.,/ /: /.,/ / f WiseSEs Ei .j f WiseSEs Ei .j лl 4four