Способ управления горным давлением

 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке пологих и наклонных залежей твердых полезных ископаемых всех видов. Сущность изобретения: для повышения эффективности управления горным давлением при обработке пологих и наклонных залежей полезного ископаемого путем управления процессом разрушения массива горных пород над выработанным пространством разделяют залежь на блоки, отрабатывают первичные камеры, осуществляют их закладку, обработку вторичных камер и обрушение пород налегающей толщи в контуре свода предельного разрушения, при этом, регулируя высоту выработанного пространства, определяют необходимый объем закладки по формуле из условия Δ_э=h_з-h_в , где Δ_э - толщина эквивалентного слоя закладки выработанного пространства, м; h₃ - мощность обрабатываемой залежи, м; h_в - предельно допустимая высота выработанного пространства, м, которая определяется по формуле h_в=[(K_р-1)H]/1.5 , где K_р - коэффициент разрыхления пород налегающей толщи; H - расстояние от кровли залежи до земной поверхности или нижней границы охраняемого объекта, м; 1,5 - постоянный коэффициент. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке пологих пластов твердых полезных ископаемых всех видов.

Известен способ управления горным давлением в лаве с образованием свода обрушения над очистной горной выработкой, при этом длину лавы (очистной выработки) принимают меньше эквивалентного пролета раскрытия свода обрушения [1].

Недостатком указанного способа является то, что он не гарантирует сохранения самого свода и внезапных обрушений земной поверхности, так как известно, что с течением времени прочность пород снижается и происходит самообрушение.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ управления горным давлением, включающий поддержание пород рудными и искусственными целиками из твердеющей закладки, а также обрушение пород и отработку выемочного участка с использованием перераспределения горного давления на искусственные целики с оставлением междукамерных целиков, а в центре блока массивного целика заполнение камер, примыкающих к массивному целику, твердеющей закладкой. Управление горным давлением осуществляется отработкой массивного целика, в результате чего горное давление перераспределяется на искусственные и рудные междукамерные целики, междукамерные целики при этом разрушаются и на фланговых участках блока происходит локальное обрушение пород налегающей толщи с заполнением отработанных камер разрушенной породой [2].

Основным недостатком этого способа управления горным давлением является то, что обрушение пород идет самопроизвольно и не контролируются области разрушения, в целом процесс обрушения пород налегающей толщи неуправляемый, поэтому при определенном соотношении горногеологических факторов, а именно, при большой мощности отрабатываемой залежи и относительно небольшой глубине разработки возможно обрушение земной поверхности или подработка вышерасположенных горных выработок или пластов полезного ископаемого, не обеспечивается безопасное ведение горных работ. Кроме того, для заполнения камер необходимо применять высокопрочную твердеющую закладку, что связано с большим расходом цемента, также теряется часть полезного ископаемого в междукамерных целиках, которые не извлекаются, что снижает эффективность этого способа управления горным давлением.

Целью изобретения является повышение безопасности ведения горных работ при отработке пологозалегающих пластов за счет предотвращения обрушения земной поверхности или подработки вышерасположенных горных выработок.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления горным давлением, включающему отработку участка камерами, поддержание налегающих пород целиками, обрушение пород с использованием перераспределения горного давления на целики, за счет получения заданных объемов обрушения в условиях отработки пологих пластов, находящихся в непосредственной близости под охраняемыми объектами, минимально необходимый объем целиков определяют исходя из условия Δ _э = h_з - h_в, где Δ _э - толщина эквивалентного слоя материала, слагающего целик, м; h_з - мощность отрабатываемого пласта, м; h_в - предельно допустимая высота выработанного пространства по условию подработки охраняемого объекта, м; h_в= , где К_р - коэффициент разрыхления пород налегающей толщи; H -расстояние от кровли пласта до нижней границы охраняемого объекта, м.

На фиг. 1-3 изображена схема предлагаемого способа управления горным давлением.

Изобретение осуществляется следующим образом. Пласт 1 (см. фиг.1), над которым расположена налегающая толща пород 2, разделяют на блоки, один из которых А-В. В блоке А-В отрабатывают первичные камеры 3 и заполняют их низкопрочной твердеющей закладкой 4, затем отрабатывают междукамерные целики 5, в результате чего образуются вторичные камеры 7 (см. фиг.2). После отработки междукамерных целиков 5 искусственные опоры 6 (см. фиг.2), образовавшиеся из низкопрочной твердеющей закладки 4, деформируются и разрушаются, заполняя смежные камеры 7 материалом закладки 8, а в налегающей толще 2 над выработанным пространством блока А-Б формируется свод предельного разрушения 9, в пределах которого породы разрушаются и заполняют полностью выработанное пространство блока А-Б и объем в пределах свода обрушения, чем обеспечивается самоподпор разрыхленной породой 10 нетронутого массива горных пород и сохранность земной поверхности 11 (см. фиг.3).

Формула изобретения

1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ГОРНЫМ ДАВЛЕНИЕМ, включающий отработку выемочного участка камерами, поддержание налегающих пород целиками, обрушение пород с использованием перераспределения горного давления на целики, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности ведения горных работ за счет получения заданных объемов обрушения в условиях отработки пологих пластов, находящихся в непосредственной близости под охраняемыми объектами, минимально необходимый объем целиков определяют из условия Δ_э = h_з-h_в , где Δ_э - толщина эквивалентного слоя материала, слагающего целики, м h_з - мощность обрабатываемого пласта, м;
h_в - предельно допустимая высота выработанного пространства по условию подработки охраняемого объекта,
h_в= ,
K_р - коэффициент разрыхления пород налегающей толщи;
H - расстояние от кровли пласта до нижней границы охраняемого объекта, м.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что целики выполняют из твердеющего материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3