Способ управления горным давлением при разработке мощных пластовых соляных месторождений

 

Изобретение относится к подземной разработке месторождений полезных ископаемых. Цель - повышение безопасности работ за счет уменьшения интенсивности процесса деформирования массива кровли (МК) по сравнению с интенсивностью процесса деформирования податливых целиков. При очистной выемке формируют податливые междукамерные целики с обнажением их боковых поверхностей. Кровлю выработанного пространства (ВП) поддерживают указанными податливыми целиками. При этом осуществляют изменение податливости целиков регламентируемым по времени их обнажением для каждой высоты ВП. Указанное время не должно превышать значения, определяемого по формуле T=(A<SP POS="POST">.</SP>H<SB POS="POST">B</SB>/H)+B<SP POS="POST">C</SP>+D, где H<SB POS="POST">B</SB> - высота ВП в камере, м

H - проектная высота камеры (целика), м

T - время устойчивого состояния МК при данной высоте ВП, мес

D - время установившейся ползучести МК камеры, мес

A, B, C - эмпирические коэффициенты, определяемые в зависимости от горно-технических условий разработки и реологических свойств массива.

у 11

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (I9I (И > (51)5 E 21 С 41/20 (1 (1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ! 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4644259/23-03 .(22) 28.12.88 (46) 15.11.90. Бюл. ¹ 42 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт соляной промышленности (72) R.Ã.Ìèðoøíè÷åíêî, П.И.Черевко и А.P.Ñåðàÿ . (53) 622.273 (088.8) (56) Пермяков P.Ñ. и др. Технология добычи солей. М.: Недра, 198!, с. 120-124.

Авторское свидетельство СССР №- 1051279, кл. Е 21 С 39/00, 1983. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ГОРНЫМ ДАВЛЕНИЕМ ПРИ РАЗРАБОТКЕ МОЩНЫХ ПЛАСТО-.

ВЫХ СОЛЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ (57) Изобретение относится к подземной разработке месторождений полез-. ных ископаемых. Цель — повышение безопасности работ за счет уменьшения интенсивности процесса деформирования

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при управлении горным давлением при разработке мощных пластовых соляных месторождений.

Цель изобретения — повьппение бе зопасности работ за счет уменьшения интенсивности деформирования массива кровли по сравнению с интенсивностью деформирования податливых целиков

Способ осуществляется следующим образом,, 2 массива кровли (MK) по сравнению с интенсивностью процесса деформирования податливых целиков. При очистной выемке формируют податливые междукамерные целики с обнажением их боковых поверхностей. Кровлю выработанного пространства (ВП) поддерживают указанными податливыми целиками. При этом осуществляют изменение податливости целиков регламентируемым по времени их обнажением для каждой высоты ВП. Указанное время не должно превьппать значения, определяемого по формуле t = (а и /h + Ь) + d, где

h — высота ВП в камере, м; h — проектная высота камеры (целика),м; — время устойчивого состояния MK при данной высоте ВП, мес; d — время установившейся ползучести МК камеры, мес; а,Ь,с — эмпирические коэффициенты, определяемые в зависимости от горно-технических условий разработки и реологических свойств массива.

При отработке соляного месторождения формируют податливые междукамерные целики с обнажением их боковых поверхностей. Поддержание кровли выработанного пространства произво—

p,ëò податливыми целиками с изменением их. податливости.

Существующий расчетный аппарат конструктивных элементов системы разработки на соляных месторождениях основывается на полной высоте камер, которая достигает обычно значительных величин (десятков метров).

1606695

Вместе с тем очистная выемка в камерах особенно с помощью самой совершенной машинной технологии — это процесс, имеющий достаточно длительную протяженность во времени и зависящий от высоты камер, длины отрабатываемого участка, интенсивности выемки и т.д, Оставляемые в недрах значительные объемы выработанного 1О пространства требуют длительной устойчивости междукамерных целиков и потолочин камер для поддержания в устойчивом состоянии налегающей толщи пород и сохранения земной поверх- 15 ности. Это достигается определенным (обычно трехкратным) запасом прочности целиков и потолочин.

Однако расчетный запас прочности целиков и потолочин соответствует 20 полной высоте камер. При очистной выемке, особенно в начальной стадии, когда высота выработанного пространства мала по сравнению с проектной высотой камер, целики являются более 25 жесткими и имеют больший, чем по расчету, запас прочности. Вследствие этого, .процесс их деформирования значительно ниже расчетного, а массив кровли, опирающийся на более жесткие 30 целики, начинает деформироваться более интенсивно, чем это предусматривается расчетом. Если такое взаимодействие целиков и потолочин будет продолжаться в течение определенного срока (для каждой высоты выработанного пространства — своего), то деформирование потолочины может перейти в стадию нарастания скорости ползучести, что повлечет за собой нарушение 40 сплошности массива кровли. Поэтому перед разработкой проекта по ведению очистных работ на определенном участке шахтного поля проводят по общепринятым методикам серию исследований, 45 в ходе которых устанавливают прочностные и реологические характеристики горного массива. Это позволяет получить уравнение состояния (деформирования во времени) целиков и предохра- 50 нительньгх пачек соли (потолочин) в кровле. В этих уравнениях процесс деформирования целиков и потолочин обуславливается их геометрическими размерами уровнем нагрузки и реоло гическими свойствами.

Из уравнения состояния целиков и потолочин обычным дифференцированием по времени получают соотношение для расчета скорости деформирования соответствующего конструктивного элемента, При этом в зависимости от высоты выработанного пространства уровень нагруженности межлукамерных целиков возрастает от 0,1 до 0,33 (при проектной высоте камеры), а уровень нагруженности потолочины снижается от

0,6 до 0,33.

Время установившейся ползучести массива кровли определяют по уравнению ее состояния из условия начала роста скорости деформирования. При этом уровень нагруженности потолочин принимают наибольшим (0,6 от предела прочности на изгиб). Осуществляют изменение податливости целиков регулируемым по времени обнажением целиков.

В процессе очистных работ по эмпирическому соотношению (1) определяют отрезки времени, регламентирующие процесс обнажения междукамерных целиков, с помощью которых рассчитывают длину выемочного участка панели, опережение фронта очистных работ и другие параметры ведения горных работ. Укаэанные отрезки времени для каждой высоты выработанного пространства не должны превышать значения, определяемого по соотношению (1):

hg c (а — — + Ь) + d мес., (1) где h — высота выработанного пров странства в камере, м;

h — проектная высота камеры (целика), м; — время устойчивого состояния массива кровли при данной высоте выработанного пространства, мес

d — время установившейся ползучести массива кровли камеры, мес а,Ь,с — эмпирические коэффициенты, определяемые в зависимости от горно-технических условий разработки и реологических свойств массива.

По.уравнениям скоростей деформирования целиков и потолочин для каждой высоты выработанного пространства в камере и соответствующего уровня нагруженности целиков и потолочин определяют время, при котором скорость деформирования потолочины становится равной скорости деформирова5 б

Формула изобретения

Способ управления горным давлением при разработке мощных пластовых соляных месторождений, включащий формирование податливых междукамерных целиков с обнажением их боковых поверхностей в процессе очистных работ, поддержание кровли выработанного пространства податливыми целиками и изменение их податливости, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения безопасности работ за счет уменьшения интенсивности процесса деформирования массива кровли по сравнению с интенсивностью процесса деформирования податливых целиков, изменение податливости целиков осуществляют регламентируемым по времени обнажением междукамерных целиков в процессе очистных работ, при этом для каждой высоты выработанного пространства указанное время не должно превышать значения, рассчитываемого по формуле .

h с (а — +Ъ) +й

I где а,Ъ,с

Составитель В. Черкашенинов

Редактор N.Òoâòèí Техред N.Äèäûê

Корректор Л.БескидЗаказ 3536 Тираж 395 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно †издательск комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 160669 ния целика, Обработка методом наименьших квадратов системы значений относительная высота выработанного пространства — время сравнения ско5 ростей деформирования позволяет определить параметры а, b и с в эмпирическом соотношении (1). Например, эксплуатация пласта проводится на глубине около 300 м камерной системой разработки со следующими параметрами: ширина камеры 17 м, высота

33 м, ширина междукамерных целиков

34 м. В кровле камер оставляется предохранительная пачка каменной соли (потолочина) мощностью 4,5 м., Иеждукамерные целики и потолочина имеют трехкратный запас прочности при полной высоте камер.

Определенные для этих условий по уровням состояния конструктивных элементов системы разработки параметры эмпирического соотношения, регламентирующего изменения податливости целиков во времени в процессе их обнажения, принимают значения: а

17,548 Ъ = -2,632, с = 2,893, а время установившейся ползучести потолочины при максимальном уровне ее нагружения d = 8 мес.

Это позволяет регламентировать очистную выемку следующим образом: . отработка камер на высоту 0,15 от проектной должна завершиться за

8 мес., а на высоту 0,33 от проектного значения в течение двух лет. Эти сведения позволяют составить проект 40 по ведению очистных работ, предусматривающий сохранение массива кровли в длительном устойчивом состоянии — и повысить в конечном счете безопас ность ведения горных работ. время устойчивого состояния массива кровли при данной высоте выработанного пространства, мес.; эмпирические коэффициенты, определяемые в зависимости от горнотехнических условий разработки и реологических свойств массива; высота выработанного пространства в камере, м; проектная высота камеры (целика), м; время установившейся ползучести массива кровли камеры, мес.