Способ охраны горных выработок

 

Изобретение относится к горному делу и позволяет увеличить безремонтный срок поддержания горной выработки (ГВ)за счет устранения вредного влияния динамических зон повышенного горного давления без изменения режима и параметров отработки пласта. Проходят ГВ 2 над предохранительным слоем (ПС) пород 4. В качестве ПС выбирают слой горных .пород (ГП) мощностью 0,1-0,15 ширины подили надрабатывающей лавы. При подили надработке ГВ размещают на расстоянии от ПС, равном половине ширины ее основания. В местах, где ПС выклинивается или уменьшается его прочность, в ПГ бурят скважины и закачивают в них упрочняющие составы. В качестве ПС выбирают ГП с пределом прочности на одноосное сжатие не менее 500кг/см2. При приближении створа подрабатывающей лавы на расстояние 100-120 м ГВ усиливают крепью 6 усиления. 2 з.п.ф-лы, 1 ил. СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4834904/03 (22) 16.04.90 (46) 07.04.92. Бюл. ¹ 13 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) А,И,Герцен, Е.В.Гончаров, Л.А.Гоччарова и В.Ф.Вадиш (53) 622.271 (088.8) (56) Указания по рациональному расположению, охране и поддержанию горных выработок на угольных шахтах СССР. — Л„

ВНИМИ, 1986, с. 55-56.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1390372, кл. Е 21 D 9/00, 1986. (54) СПОСОБ ОХРАНЫ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК (57) Изобретение относится к горному делу и позволяет увеличить безремонтный срок

Изобретение относится к горной прдмышленности и может быть использовано при охране выработок на участках, подвергающихся влиянию динамических зон повышенного горного давления (ДЗПГД) от горных работ на выше- или нижележащих пластах.

Известен способ приведения выработок, включающий создание в слое пород, расположенном между выбросоопасной или удароопасной породой и проводимой выработкой предохранительного демпфирующего слоя или демпферной оболочки вокруг выработки.

Ы2„„1724891 А1 (я)5 .Е 21 F 5/00, Е 21 0 9/00 поддержания горной выработки (ГВ) за счет устранения вредного влияния динамических зон повышенного горного давления без изменения режима и параметров отработки пласта. Проходят ГВ 2 над предохранительным слоем (ПС) пород 4. В качестве

ПС выбирают слой горных, пород (ГП) мощностью 0,1 — 0,15 ширины под- или надрабатывающей лавы. При под- или надработке

ГВ размещают на расстоянии от ПС, равном половине ширины ее основания. В местах, где ПС выклинивается или уменьшается его прочность, в ПГ бурят скважины и закачивают в них упрочняющие составы. В качестве

ПС выбирают ГП с пределом прочности на одноосное сжатие не менее 500кг/см . При приближении створа подрабатывающей лавы на расстояние 100-120 м ГВ усиливают крепыш 6 усиления. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

Недостатками указанного способа является то, что демпфирующие слои, создаваемые для предохранения от динамических и газодинамических явлений; не обеспечивают по своим прочностным и геометрическим параметрам сохранность выработок и их безремонтную эксплуатацию при влиянии

ДЗПГД, возникающих при подработке или надработке.

Известен способ проведения горных выработок вблизи выбросоопасного массива, согласно которому для повышения безопасности выработку проводят в предохранительном слое, который создают как в породах между пластом и выработ1724891

50

55 кой, так и на пласте над- или под выработкой.

Однако вследствие того, что тампонажный материал нагнетают на пласт, приходится изменять режим и параметры отработки пласта. Данный способ предохраняет от выбросов, но не устраняет вредное влияние ДЗПГД от лавы, работающей по пласту, которое ведет к порче выработки. Известен способ проведения выработок при отработке свит сближенных пластов. Способ включает проведение выработок на участках, впоследствии подвергающихся под- или надработке в мощных слоях прочных пород в предохранительном слое на удалении, превышающем двенадцатикратную мощность подрабатывающего пласта, закрепление их податливой крепыш и крепыш усиления.

Недостаток известного способа —, высокие расходы на ремонт и восстановление выработок, особенно при их подработке, в связи с тем, что не удается устранить влияние динамических зон повышенного горного давления (ЗП ГД) и смещений вмещающих пород, в связи с чем не рекомендуется подработка выработок.

Цель изобретения — увеличение безремонтного срока поддержания при сокращении расходов на ремонт выработки после ее под- или надработки за счет устранения вредного влияния динамических зон повышенного горного давления без изменения режима и параметров отработки пласта.

Указанная цель достигается тем, что выработку проводят таким образом, чтобы предохранительный слой находился между ней и разрабатываемым пластом, а предохранительный слой выбирают из условия необходимой его мощности не менее 0,1—

0,15 ширины подрабатывающей или надрабатывающей лавы, при этом, что расстояние от почвы выработки до кровли предохранительного слоя при ее подработке или от кровли выработки до почвы слоя при надработке принимают равным не менее полуширины выработки.

В качестве предохранительного слоя выбирают слой песчаника с пределом прочности на одноосное сжатие не менее 500 кг/см .

Кроме того, при приближении створа подрабатывающей лавы на 100 — 120 м производят усиление крепи охраняемой выработки.

Предохранительный слой создают до под- или надработки упрочнением пород связующими упрочняющими составами.

На чертеже приведена схема, поясняющая предлагаемый способ.

Способ осуществляют следующим образом.

Участок пласта 1, предназначенный к отработке, необходимо подготовить выработками 2. Срок эксплуатации выработок 2 таков, что они оказываются подработанными в результате отработки запасов пласта 3.

Чтобы обеспечить сохранность выработок 2 на весь период эксплуатации, их размещают над предохранительным слоем 4. В качестве предохранительного слоя выбирают слой прочных пород: песчаника, алевролита и т.п., такой, чтобы поедел прочности на сжатие превышал 500 Kr/см Кроме того, мощность предохранительного слоя должна быть не менее десятой части подрабатывающей лавы 5 (если слой залегает в породах, близких к нему не прочности) или 0,15 части лавы (если слой в породах уступает значительно ему по прочности, но не менее 8 м), Выработки размещают так, что расстояние от почвы выработки до кровли предохранительного слоя при ее подработке или от кровли выработки до почвы слоя при надработке составляет не менее полуширины охраняемой выработки. В местах под выработками 2, где предохранительный слой выклинивается или уменьшается его прочность, бурят скважины и упрочняют слой непрочных или рыхлых пород в указанных геометрических (мощность) и прочностных параметрах (предел прочности). Для этого закачивают под давлением раствор, например, смолы УКС или М-60. При небольшом (10 — 12m, где m — мощность подрабатывающего пласта 3) удалении от подрабатывающей лавы 5 или неустойчивых вмещающих породах крепь выработок 2 усиливают при приближении створа забоя подрабатывающей лавы 5 на удаление 100—

120 м крепыш б усиления (дополнительные стойки под верхняки или другим известным способом), Предохранительный слой принимают на себя концентрацию напряжений, возникающую в динамической зоне ПГД, образующейся при приближении забоя, При этом слой может быть разбит трещинами, но за ним все равно обеспечиваются благоприятные условия охраны выработок.

Это достигается при параметрах слоя

0,1 — 0,15 ширины подрабатывающей выработки, Именно такое удаление должно отделять выработку от предохранительного слоя, чтобы при его деформировании не произошло динамических разломов почвы (при подработке) или вывалов в выработку (при надработке).

Кромеустранения разрушающих напряжений, предохранительный слой указанных параметров улучшает условия деформиро1724891 го к пласту К>э слоя песчаника, мощность которого превосходит 0,1 Xo = 20 м, на удалении почвы штрека от него а/2 = 2 м.

Таким образом, штрек проводят над слоем песчаника в 2 м от него и в 10 м от пл.

К э, что обеспечивает высокие темпы проходки. Штрек закрепляют податливой крепыш А.П. При подходе створа забоя подрабатывающей лавы на 100-120 м под каждую раму устанавливают дополнительно

50 . 55. вания выработки. Именно наличие мощных (10 — 16 м) слоев с прочностью на сжатие 500700 кг/см и более выполаживает углы обрушения и разрывов на 30 — 40 по сравнению со слоистым массивом, сложенным порода- 5 ми одной прочности (до 70-80 по сравнению 85 — 90 ).

Выполаживание углов разрыва характеризует ту особенность процесса сдвижения слоев пород с содержащимися в них выра- 10 ботками, что уменьшается на столько же (на

30 — 40 ) кривизна и наклон в мульде сдвижения, которые в наибольшей степени характеризуют влияние сдвижения на инженерные сооружения, в том числе гор- 15 н ые выработки. Механизм такой "компенсационной" работы слоя тем более понятен, если учесть, что даже в случае его полного разлома, в самых неблагоприятных условиях, он разделяет на блоки 16 — 40 м с п редел ь- 20 ной мощностью 8 м (который также является параметром предлагаемого изобретения, важный в случаях коротких (50 — 60 м) лав.

Пример. В шахте лава, отрабатываю-. щая запасы пл. К<о на мощность 3 м и дли- 25 ной 200 м, подрабатывает участок массива горных пород с пластами К>э и К 4 подготавливаемыми к отработке. С целью csoeape-. менной подготовки запасов указанных пластов, необходимо провести групповой 30 штрек, который окажется в подрабатываемой зоне сечением 12,5 м, шириной 4 м.

Место проведения штрека выбирают следу-, ющим образом. По данным кернового опробования устанавливают, что пл. К э 35 находится от подрабатывающего К о на удалении 95 м. Â15 мот почвы К>э находится слой песчаника мощностью 21 м с прочностью на сжатие 600 кг/см затем в 30 м от песчаника слой алевролита с прочностью на 40 сжатие 520 кг/см, Поскольку последующее ведение горных работ на пл. К1э планируют проводить с использованием штрека, его заложение. выбирают над кровлей ближнедеревянную стойку. На одном из участков протяженностью 20 м под трассой штрека производят выклинивание песчаника и замещение его алевролитом с прочностью 300 кг/см . Для сохранения штрека под ним создают прочный слой мощностью 20 м. Для этого пробурены скважины, на длину 22 м в почву штрека через 5 м; Осуществили гидроразрыв из них с целью активизировать трещиноватость, затем в скважины нагнетали

50 -ный раствор карбомидной смолы УКС.

В качестве отвердителя применяется 5o ный водный раствор .щавелевой кислоты.

Время отвердения 60 мин. Нагнетание проводки с помощью установки, оборудованной смесителем, шестеренчатым насосом

Н Ш-10 и предохранительным клапаном АГ—

52-22.

Формула изобретения

1, Способ охраны горных выработок, включающий определение места расположения предохранительного слоя, проведение горной выработки над или под разрабатываемым пластом, находящейся в зоне влияния разрабатываемого пласта, о тл ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения безремонтного срока поддержания горной выработки за счет устранения вредного влияния динамических зон повышенного горного давления без изменения режима и параметром отработки пласта, горную выработку проводят над или под предохранительным слоем мощностью не менее

0,1 — 0,15 ширины под- или надрабатывающей лавы и пределом прочности горных пород на одноосное сжатие не менее 500 кг/см и разрабатываемым пластом на расг стоянии от почвы горной выработки до кровли предохранительного слоя при подработке горной выработки или от ее кровли до почвы предохранительного слоя при надработке горной выработки не менее полуширины ее основания.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на расстоянии 100 — 120 м от створа подрабатывающей лавы ведут усиление крепи горной выработки.

3. Способ по и. 1, отличающийся тем, что предохранительный слой формируют в горных породах до под- или надработки упрочнением их связующими упрочняющими составами.

1724891

40

50

Составитель С.Сопидко

Техред М,Моргентал Корректор С.Шевкун

Редактор Н.Тупица

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1160 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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