Способ управления труднообрушаемой кровлей при разработке пластовых месторождений

 

Изобретение относится к горному делу, и м.б. использовано для управления горным давлением при разработке месторождений с труднообрушаемой кровлей (К). Цель изобретения - снижение энергоемкости процесса обрушения К. Из пространства очистного забоя бурят в К нормально ее поверхности скважины (С) 2. Изнутри каждой С 2 нормальна к поверхности и перпендикулярно оси С 2 формируют щель (Щ) 3. Со стороны К одновременно с Щ 3 формируют перпендикулярную К и ориентированную вдоль линии С 2 дополнительную Щ. Для этого в С 2 вводят отрезок стального каната 4 и закрепляют его в С 2 с помощью замкового устройства 5 с опиранием по нижней поверхности Щ 3. После натяжения канат 4 закрепляют замком 6 на опорной плите 7 с центральным ребром жесткости в виде режущего клина 8. На начальной стадии разработки С 2 бурят по диагоналям обрушаемого участка К, на последующих стадиях - вдоль линии очистного забоя. По мере отхода лавы от линии С 2 смещения К увеличиваются. Это приводит к увеличес нию натяжения канатов 4 и прорастанию трещин 9. При опускании К клинья 8 внедряются в массив, разрущая его трещинами 10. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1448063 А 1 (51) 4 Е 21 Р 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3884222/22-03 (22) 15.04.85 (46) 30.12.88. Бюл. № 48 (75) Н. А. Жданкин (53) 622.281 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 615730, кл. Е 21 С 41/04, 1975.

Авторское свидетельство СССР

¹ 825962, нл. Е 21 С 41/04, 1981. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРУДНООБРУШАЕМОЙ КРОВЛЕЙ ПРИ РА3РАБОТКЕ ПЛАСТОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ (57) Изобретение относится к горному делу, и м.б. использовано для управления горным давлением при разработке месторождений с труднообрушаемой кровлей (К) . Цель изобретения — снижение энергоемкости процесса обрушения К. Из пространства очистного забоя бурят в К нормально ее поверхности скважины (С) 2. Изнутри каждой С 2

А-М

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ нормально к поверхности и перпендикулярно оси С 2 формируют щель (Щ) 3. Со стороны К одновременно с Щ 3 формируют перпендикулярную К и ориентированную вдоль линии С 2 дополнительную 1Ц. Для этого в С 2 вводят отрезок стального каната

4 и закрепляют его в С 2 с помощью замкового устройства 5 с опиранием по нижней поверхности m, 3. После натяжения канат

4 закрепляют замком 6 на опорной плите

7 с центральным ребром жесткости в виде режущего клина 8. На начальной стадии разработки С 2 бурят по диагоналям обрушаемого участка К, на последующих стадиях — вдоль линии очистного забоя. По мере отхода лавы от линии С 2 смещения

К увеличиваются. Это приводит к увеличению натяжения канатов 4 и прорастанию ® трещин 9. При опускании К клинья 8 внед- у> ряются в массив, разрушая его трещинами M j

10. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1448063

Формула изобретения

50

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при управлении горным давлением при раз;;.Юотке месторождений с труднообрушае, ь.о изобретения является снижение

: -,:I :о:емкости процесса обрушения кровли.

На фиг. 1 представлена схема управления кровлей; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1 установленного в скважине каната с замковым устройством на конце и ориентированным положением ребер жесткости опорной плиты; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. !; на фиг. 4 — разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 5 — расположение скважин по линиям

«закрытого конверта».

Способ реализуется следующим образом.

Из пространства очистного забоя 1 бурят в кровлю пласта по нормали и наслоению пород скважины 2 и прорезают изнутри каждой скважины у ее забоя щель 3, перпендикулярную оси скважины. Затем вводят в скважину отрезок стального каната 4 (эту операцию можно производить с помощью рабочего става бурового станка, пропустив канат через полую центральную его часть) и закрепляют его в скважине с помощью замкового устройства 5 с опиранием по нижней (обращенной к устью скважины) поверхности щели 3. Канат натягивают и закрепляют с помощью замка 6 на опорной плите 7 у устья скважины. Причем опорную плиту 7 изготавливают с центральным ребром жесткости в виде клина 8. При установке опорной плиты ребро жесткости обращают к массиву и ориентируют вдоль линии очистного забоя.

По мере отхода лавы от линии скважины с установленными в них стальными канатами смещения кровли на этом участке увеличиваются. Причем происходит они в основном за счет увеличения объема приколтурной части массива, что обуславливает увеличение натяжения канатов. Поскольку верхний конец каната с помощью устройства 5 опирается на нижнюю поверхность щели, а сама щель является концентратором напряжений, то увеличение натяжения каната способствует прорастанию трещины 9, параллельной снабжению и формирующей отрыв кровли в пределах длины каната от всего вышележащего массива.

Таким образом, энергия зависающего массива направлена на его же собственное разрушение и обрушение пород в завальной части лавы.

Вокруг одиночной скважины с натянутым стальным канатом формируется зона радиальных растягивающих напряжений. Вокруг ряда скважин с канатами преобладающее направление растяжения от натяжения канатов перпендикулярно плоскости, в которой располагаются скважины, что дополнительно способствует разрушению кровли по плоскости скважин, параллельной линии очистного забоя. Для усиления этого эффекта служат ребра жесткости (клинья) 8, которые при опускании кровли вкедряются в массив, разрушая его в виде трещин 10.

Длина скважин может быть одинаковой, и может варьироваться для обеспечения ступенчатого разрушения кровли. Линии скважин 11 и 12 для периодического повторения способа по мере подвигания линии очистного забоя располагают друг от друга на расстоянии, равном нормальному шагу обрушения основной кровли ð.

При первых посадках труднообрушаемой кровли (на начальной стадии разработки) скважины в выработанном пространстве лавы располагают по линиям формы «закрытого конверта» 13, по которым происходит первичное обрушение кровли. При одном положении забоя бурят и заправляют канатами только две скважины, например при положении забоя 14 — скважины 15 и 16, при положении забоя 17 — скважины 18 и 19 и т.д. Причем ребра жесткости опорных плит при натяжении канатов ориентируют вдоль линии «закрытого конверта». На последующих стадиях разработки скважины бурят вдоль линии очистного забоя.

l. Способ управления труднообрушаемой кровлей при разработке пластовых месторождений, включающий бурение скважин в породы труднообрушаемой кровли нормально ее поверхности и формирование изнутри каждой скважины щели, перпендикулярной оси скважины, отличающийся тем, что, с целью снижения энергоемкости процесса обрушения кровли, со стороны кровли формируют перпендикулярную кровле и ориентированную вдоль линии скважин дополнительную щель, причем на начальной стадии разработки скважины бурят по диагоналям обрушаемого участка кровли, а на последующих стадиях — вдоль линии очистного забоя.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что щель, перпендикулярную оси скважин, и дополнительную щель формируют одновременно путем закрепления на общем канате режущих клиньев.

1448063

Б-6 по5ерн

Составитель, 1. !1«резании

Редактор О. (:пссивььк Текрсд И. Вере«Ки!11и ьм>!1 В. Iú i„!ii!;;;!i,,:

За к аз 1>824 39 Тираж 459 11и инеи<к

ВНИИПИ Государственного комитета СССЕ пи делам изоорстсний и открыл ии

113035. Москва, iK — 35, Раугись;и иио . д. 4 5

Производственно-полиграфическое предпринтие.:, Ужгород. !!.I 11!н сктиин. 1