Способ обрушения покрывающих пород

 

Изобретение относится к горному делу. Цель - расширение области применения способа и снижение затрат на обрушение покрывающих пород при ведении очистных работ массовым обрушением полезного ископаемого путем учета ориентации главньк нормальных напряжений в массиве. Для этого в покрывающих породах формируют гори

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (511 4 Е 21 С 41/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

:В»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4150207/22-03 (22) 19. 11. 86 (46) 23.07.88. Бюл, 1(27 (71) Ленинградский горный институт им.Г.В.Плеханова (72) Ю.Д.Дядькин, B.Í.Крапивин. и В.В.Севастьянов (53) 622 ° 274(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 519542, кл. Е 21 С 41/04, 1976.

Авторское свидетельство СССР

1(1129355, кл. E 21 С 41/06, 1984. (54) СПОСОБ ОБРУШЕНИЯ ПОКРЫВАЮЩИХ

ПОРОД (57) Изобретение относится к горному делу. Цель — расширение области применения способа и снижение затрат на обрушение покрывающих пород при ведении очистных работ массовым обрушением полезного ископаемого путем учета ориентации главных нормальных напряжений в массиве. Для этого в покрывающих породах формируют гори 1431473 зонтальные плоскости 3 ослабления, Если : наименьшее сжимающее напряжение имеет вертикальное направление в породном массиве, то горизонтальные скважины 2 бурят с расстоянием в ря дуу, обеспечивающим последующую стойку . скважины 2 гидроразрывом до подхода очистных работ к ним. Если наименьшее сжимающее напряжение имеет горизонтальное направление, то скважины 2 бурят с расстоянием, обеспечивающим их сбойку взрывом зарядов ВВ с мас(! совым обрушением полезного ископае мого. После этого бурят один ряд паг (!

Изобретение относится к горному делу, в частности к способам частич- .

, ного принудительного обрушения устой чивых покрывающих пород при разработ5

i ке мощных наклонных месторождений системами с массовым обрушенйем.

Цель изобретения — расширение

1 области применения способа и снижение затрат на обрушение покрывающих ! пород при ведении очистных работ массовым обрушением полезного ископаемо-!

r o путем учет а орие нт ации главных

1 нормальных напряжений в массиве.

На фиг. i показана схема прости рания месторождения, разрез вкрест, и по горизонтальной ппоскости ослаб1 ления; на фиг. 2 — схема простирания месторождения, разрез вкрест и по вертикальной плоскост:и ослабления; на фиг, 3 — схема простирания месторождения после принудительного обрушения объемного породного элемента, . разрез вкрест.

Способ осуществляют следующим образом.

Наклонное месторождение стра» батывается сплошным фронтом по простиранию с этажной или подэтажной схемой подготовки ° Определяют распределение главных нормапьных напряжений объемного тензора в породах висячего бока данного месторожцения до глубины в массив 30-40 м. Величину и простраственную ориентацию искомых напря35 жений находят любым известным методом, например методами разгрузки, ультразвука и др. раллельных скважин. Если наименьшие сжимающие напряжения имеют в породном массиве горизонтальное направление, то скважины бурят с расстоянием по сетке взрывных скважин. Если указанные напряжения имеют вертикальное направление, то расстояние между скважинами должно обеспечивать гидроразрыв между ними. Таким образом взрывом зарядов ВВ в скважинах 5 или гидроразрывом с обрушением пород на отбитое полезное ископаемое создают вертикальную плоскость ослабления.

3 ил.

Заблаговременно и не позднее того, когда фронт очистной выемки подойдет к штреку 1 на величину подвижки забоя за одну отбойку массовым взрывом зарядов ВВ (фиг. 1), бурят один ряд параллельных скважин 2 в горизонтальной плоскости в породы висячего бока.

Если наименьшее сжимающее напряжение имеет вертИкальное направление в породном массиве, то скважины 2 бурят с расстоянием в ряду 1, обеспечивающим последующую сбойку скважин гидравлическим разрывом.

Величину 1 определяют из приближенной зависимости

0,33 С К (С + О,зз С ), тр где ь Ч„, — приращение объема рабочей жидкости гидроразрыва в зоне фильтрации, м ;

С,, С, С вЂ” расчетные коэффициенты, учитывающие напряженное состояние массива горных пород, а также проницаемость, пористость и другие параметры;

К вЂ” радиус трещины гидроразтР рыва, образованной в массиве горных пород из одиночной скважины, м.

Ввиду того, что в способе производят сбойку трещиной гидроразрыва параллельных скважин, искомое расстояние между скважинами находят ло формуле:

1411473

1 т1 Таким обра эом, гидрора эрывом или взрывом в висячем боку залежи обра.5 эуют горизонтальную плоскость 3 ослабления на глубину в массив не менее расстояния в плане между штреками

1 и 4 смежных подэтажей.

Если наименьшее сжимающее напряжение имеет горизонтальное направление в породном массиве, то скважины бурят с расстоянием в ряду 1, обеспечивающим их надежную сбойку взрывом зарядов ВБ. Величину 1 определяют по расчетному методу для режима щадящего взрывания, где для создания трещины между осями двух скважин (расстояние между ними 1) рассматривается как сложная функция от тангенциальной составЛяющей взрывной волны напряжения 6 в фазе растяжения 1 = f(6 ).

Одновременно с этими операциями или позднее, но до подхода фронта 25 очистной выемки к штреку 4 на расстояние В, иэ штрека 4 в вертикальной плоскости бурят один ряд параллельных скважин 5 (фиг. 2). Если наименьшие сжимающие напряжения имеют в породном gg массиве горизонтапьное направление, то скважины 5 бурят с расстоянием 1 по сетке взрывных скважин; если укаэанные напряжения имеют вертиальное направление — с расстоянием 1 обеспечивающим гидрораэрыв между скважиными. Вертикальную плоскость 6 ослабления глубиной не менее высоты подэтажа образуют гидрораэрывом сразу же после бурения скважин и взрывом 4О скважинных зарядов одновременно с массовым взрывом полезного ископаемого в секции А.

В итоге в висячем боку залежи создают две пересекающиеся плоскости 45

3 и 6 ослабления, расположенные перпендикулярно одна к другой и выделяю- щие в массиве объемный породный элемент 7, с минимальными размерами вкрест простнрания 1. и Й„ и длиной по простиранию, равной длине фронта отбойки за один массовый взрыв. Создание плоскостей 3 и 6 ослабления подготавливает обрушение породного элемента 7, производимое массовым взрывом в секции А (фиг. 3) . Отбитое полезное ископаемое выпускают под прикрытием породного элемента 7, пока он не займет свое конечное положение на днище участка.

Формула изобретения

Способ обрушения покрывающих пород, включающий бурение вертикальных скважин в породы висячего бока, формирования вертикальных плоскостей ослабления пород через укаэанные скважины взрыванием зарядов ВВ и обрушение пород висячего бока на отбитое полезное ископаемое, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения области применения способа и снижения затрат на обрушение покрывающих пород при ведении очистных работ массовым обрушением полезного ископаемого путем учета ориентации главных нормальных напряжений в массиве, дополнительно формируют горизонтальные плоскости ослабления в покрывающих породах, причем при вертикальной ориентации минимальных сжимающих напряжений горизонтальные плоскости ослабления создают бурением горизонтальных скважин и гидроразрывом пород через эти скважины до подхода очистных работ к ним, после чего создают вертикальную плоскость ослабления пород взрывом зарядов в скважинах одновременно с массовым обрушением полезного ископаемого, а при горизонтальной ориентации минимальных сжимающих напряжений вертикальную плоскость ослабления создают гидроразрывом пород через скважины, после чего горизонтальную плоскость ослабления формируют взрывом зарядов

ВВ в горизонтальных скважинах одновременно с массовым обрушением полезного ископаемого.

1411473

1 1473

Составитель В. Черкашенинов

Техред Л. Сердюкова Корректор Э. Лончакова

Редактор А. Козориз

Заказ 3635/31 Тираж 459 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4