Способ охраны повторно используемых подготовительных выработок

Авторы патента:

E21D11 - Крепление туннелей, выработок и прочих подземных разработок, например подземных камер большого объема; крепь для этого; изготовление крепи на месте работ, например сборка (E21D 15/00-E21D 23/00 имеют преимущество; крепление шахтных стволов E21D 5/00; крепление водонапорных штолен, крепь для них E02B 9/06)

Владельцы патента RU 2472935:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" (RU)

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для охраны подготовительных горных выработок. Техническим результатом является повышение эффективности и безопасности охраны повторно используемых подготовительных выработок путем установки на сопряжении очистного забоя, примыкающего к подготовительной выработке, крепи с предварительным распором. Способ охраны повторно используемых подготовительных выработок включает проведение подготовительных выработок, установку друг на друга нескольких цилиндрических деревянно-бетонных блоков на всю мощность вынимаемого пласта на сопряжении лавы с подготовительной выработкой, причем деревянно-бетонные блоки устанавливают с предварительным распором путем размещения между ними пневмобаллона в полом цилиндрическом блоке. Затем в пневмобаллон подают сжатый воздух и распирают деревянно-бетонные блоки между боковыми породами, а после опускания пород кровли и соприкосновения всех деревянно-бетонных блоков между собой под действием горного давления пневмобаллон извлекают в подготовительную выработку, а на его место размещают недостающую часть до полного объема полого цилиндрического блока. 4 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для охраны подготовительных горных выработок.

Известен способ охраны подготовительных выработок при разработке угольных пластов длинными столбами с использованием конвейерной выработки одного столба в качестве вентиляционной для смежного столба, включающий размещение двух рядов пневмобалонов вслед за проходом очистного забоя, и после отработки выемочного столба и стабилизации смещения горных пород, извлечение одного ряда пневмобаллонов, примыкающего к массиву угля смежного выемочного столба, и по мере отработки смежного столба вслед за проходом очистного забоя извлечение второго ряда певмобаллонов из указанной выработки и погашение ее (А.С. 619652, опубл. 15.08.1978).

Недостатком указанного способа является установка одних только пневмобаллонов, что не создает значительной жесткости для консоли обрушающихся пород, что приводит к повышению затрат на поддержание подготовительных выработок.

Известен способ охраны участковых подготовительных выработок, включающий проведение участковых подготовительных выработок, оконтуривающих столбы полезного ископаемого, крепление участковых подготовительных выработок, отработку пласта полезного ископаемого лавами без оставления целиков полезного ископаемого между столбами и возведение в выработанном пространстве за лавами искусственных сооружений для охраны повторно используемых участковых подготовительных выработок с неснижаемым опережением забоя лавы, производят ослабление пласта полезного ископаемого в боках выработки путем создания в нем щели, при этом податливость пласта повышают до величин, превышающих податливости искусственных сооружений, а в глубину ослабления пласта полезного ископаемого со стороны нетронутого массива от выработки принимают больше глубины распространения в массив области интенсивного разрушения пласта полезного ископаемого в краевой зоне, прилегающей к выработанному пространству, а глубину ослабления пласта полезного ископаемого со стороны выработанного пространства от выработки принимают равной ширине искусственного сооружения, причем ослабление пласта полезного ископаемого при залегании в кровле выработки слабых пород производят с неснижаемым опережением забоя лавы, превышающим ширину зоны опорного давления, возникающего впереди лавы, а высоту щели принимают меньше податливости искусственного сооружения, возводимого за лавой, для охраны повторно используемых подготовительных выработок(патент RU 2134786, опубл. 20.08.1999).

Недостатком указанного способа является то, что ослабление пласта полезного ископаемого осуществляют после проведение подготовительных выработок, что приводит к разрушению пласта полезного ископаемого, появлению трещин в породах кровли на участках, примыкающих к подготовительной выработке еще до отработки выемочного столба обратным ходом, а в последующем может привести к вывалообразованиям на указанных участках, что будет отрицательно сказываться на состоянии подготовительных выработок.

Известен способ возведения околоштрековой охранной полосы с активным усилием начального распора и быстрым нарастанием сопротивления, взятый в качестве прототипа, включающий установку тумб Буллфлекс в два ряда в шахматном порядке на сопряжении лавы с конвейерным штреком (см. журнал Глюкауф №15/16, 1989, с.19-25).

Недостатком указанного способа является относительно большая продолжительность времени (около 5 часов) для того, чтобы тумбы вышли на рабочее сопротивление. Авторы указывают, что конец участка околоштрековой полосы из посадочных тумб приняли на себя действие горного давления находясь в 90 м за лавой.

Известен способ охраны повторно используемых подготовительных выработок тумбами из деревянно-бетонных блоков, взятый в качестве прототипа. Способ включает установку тумб, сложенных из деревянно-бетонных блоков на высоту, равную мощности вынимаемого пласта, причем деревянно-бетонные блоки установлены в металлическую обойму и закреплены в ней твердеющим раствором (Охрана повторно используемых подготовительных выработок тумбами из деревянно-бетонных блоков/ Рутьков К.И., Беликов В.В., Беликова Н.В. Уголь 2000, №10, стр.59-61).

Недостатком указанного способа является установка крепи без предварительного распора, что может привести к вывалообразованиям и снижению безопасности работ.

Техническим результатом является повышение эффективности и безопасности охраны повторно используемых подготовительных выработок путем установки на сопряжении очистного забоя, примыкающего к подготовительной выработке, крепи с предварительным распором.

Технический результат достигается тем, что в способе охраны повторно используемых подготовительных выработок при разработке угольных пластов, включающем проведение подготовительных выработок оконтуривающих столбы полезного ископаемого и установку друг на друга нескольких цилиндрических деревянно-бетонных блоков на всю мощность вынимаемого пласта на сопряжении лавы с подготовительной выработкой, отличающийся тем, что деревянно-бетонные блоки устанавливают с предварительным распором путем размещения между ними пневмобаллона в полом цилиндрическом блоке, затем в пневмобаллон подают сжатый воздух и распирают деревянно-бетонные блоки между боковыми породами, а после опускания пород кровли и соприкосновения всех деревянно-бетонных блоков между собой под действием горного давления пневмобаллон извлекают в подготовительную выработку, а на его место размещают недостающую часть до полного обьема полого цилиндрического блока, при этом установку друг на друга цилиндрических деревянно-бетонных блоков производят на высоту удовлетворяющую условию:

h_дб×n+h_б+(h_пб.з-h_б)≥m,

где h_дб - высота деревянно-бетонного блока, м;

n - количество деревянно-бетонных блоков, установленных по мощности вынимаемого пласта, шт.;

h_б - высота полого цилиндрического блока, м;

h_пб.з - высота пневмобаллона при наполнении его сжатым воздухом, м;

m - мощность вынимаемого пласта, м.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема охраны повторно используемых подготовительных выработок тумбами из деревянно-бетонных блоков и пневмобаллонами. На фиг.2 - разрез по линии А-А, на котором показана схема установки блоков между кровлей и почвой пласта и схема установки в одном из блоков пневмобаллона в незагруженном состоянии. На фиг.3 - разрез по линии А-А, на котором показана схема установки блоков между кровлей и почвой пласта и схема установки в одном из блоков пневмобаллона при подаче в него сжатого воздуха. На фиг.4 - разрез по линии Б-Б, на котором показана схема установки блоков, распертых между кровлей и почвой пласта при опускании пород кровли и извлеченном пневмобаллоне.

На фиг. 1-4 показано: 1 - подготовительная выработка; 2 - крепь подготовительной выработки; 3 - ниша; 4 - стойки для крепления ниши; 5 - верхняк; 6 - очистной забой; 7 - механизированная крепь; 8 - стойки, установленные под прогоны; 9 - прогоны; 10 - приводная головка забойного конвейера; 11 - забойный конвейер; 12 - скребковый конвейер; 13 - переходной мостик; 14 - крепь сопряжения; 15 - лебедка для перемещения крепи сопряжения; 16 - органка; 17 - деревянно-бетонные блоки; 18 - полый цилиндрический блок; 19 - пневмобаллон; 20 - блок, дополняющий полый цилиндрический блок до полного обьема.

Сущность изобретения заключается в следующем. После проведения подготовительных выработок, оконтуривающих столбы полезного ископаемого, выемку полезного ископаемого осуществляют в обратном направлении с повторным использованием подготовительной выработки 1 (конвейерного штрека), закрепленной арочной податливой крепью 2. На сопряжении с подготовительной выработкой 1 размещена ниша 3, которая закреплена индивидуальными металлическими стойками 4 и металлическими верхняками 5. Очистной забой 6 оборудован механизированной крепью 7. На сопряжении очистного забоя 6 и подготовительной выработкой 1 устанавливают деревянные стойки 8 под деревянные прогоны 9, которые устанавливают перпендикулярно оси подготовительной выработки 1. В подготовительной выработке 1 на сопряжении с очистным забоем 7 размещены: приводная головка 10 забойного конвейера 11, скребковый конвейер 12, над которым размещен переходной мостик 13, а также крепь сопряжения 14, передвигающаяся по длине подготовительной выработки с помощью лебедки 15 (фиг.1). Для охраны подготовительной выработки 1, при повторном ее использовании, за первой секцией механизированной крепи 7 (от борта подготовительной выработки) устанавливают органную крепь 16, а за ней, между деревянными прогонами 9, устанавливают друг на друга деревянно-бетонные блоки 17, а на них полый цилиндрический блок 18 с пневмобаллоном 19 (фиг.1). Установку друг на друга цилиндрических деревянно-бетонных блоков и полого цилиндрического блока с пневмобаллонном производят на высоту, удовлетворяющую условию:

h_дб×n+h_б+(h_пб.з-h_б)≥m,

где h_дб - высота деревянно-бетонного блока, м;

n - количество деревянно-бетонных блоков установленных по мощности вынимаемого пласта, шт.;

h_б - высота полого цилиндрического блока, м;

h_пб.з - высота пневмобаллона при наполнении его сжатым воздухом, м;

m - мощность вынимаемого пласта, м.

Высота деревянно-бетонных блоков h_дб горазда меньше мощности вынимаемого пласта m. Поэтому на всю мощность пласта устанавливают несколько цилиндрических деревянно-бетонных блоков с зазором Δh (фиг.2) Для создания предварительного распора один из цилиндрических блоков 18 выполнен полым. В полую часть цилиндрического блока размещают пневмобаллон 19 (фиг.2). В пневмобаллон подают сжатый воздух и все цилиндрические деревянно-бетонные блоки распирают между кровлей и почвой пласта (фиг.3), а после опускания пород кровли и соприкосновения всех блоков между собой под действием горного давления пневмобаллон извлекают в подготовительную выработку, а на его место досылают блок 20, дополняющий полый цилиндрический блок до полного обьема (фиг.4).

Применение предлагаемого способа позволит повысить эффективность и безопасность охраны пластового штрека путем возведение с предварительным распором деревянно-бетонных блоков на сопряжении очистного забоя с подготовительной выработкой при повторном ее использовании.

Способ охраны повторно используемых подготовительных выработок при разработке угольных пластов, включающий проведение подготовительных выработок, оконтуривающих столбы полезного ископаемого, и установку друг на друга нескольких цилиндрических деревянно-бетонных блоков на всю мощность вынимаемого пласта на сопряжении лавы с подготовительной выработкой, отличающийся тем, что деревянно-бетонные блоки устанавливают с предварительным распором путем размещения между ними пневмобаллона в полом цилиндрическом блоке, затем в пневмобаллон подают сжатый воздух и распирают деревянно-бетонные блоки между боковыми породами, а после опускания пород кровли и соприкосновения всех деревянно-бетонных блоков между собой под действием горного давления пневмобаллон извлекают в подготовительную выработку, а на его место размещают недостающую часть до полного объема полого цилиндрического блока, при этом установку друг на друга цилиндрических деревянно-бетонных блоков производят на высоту, удовлетворяющую условию
h_дб·n+h_б+(h_пб.з-h_б)≥m,
где h_дб - высота деревянно-бетонного блока, м;
n - количество деревянно-бетонных блоков, установленных по мощности вынимаемого пласта, шт;
h_б - высота полого цилиндрического блока, м;
h_пб.з - высота пневмобаллона при наполнении его сжатым воздухом, м;
m - мощность вынимаемого пласта, м.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для перехода горных выработок механизированным комплексом при разработке угольных пластов.

Тумба для поддержания повторно используемых подготовительных выработок // 2472933

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для поддержания повторно используемых подготовительных выработок. .

Ограждение горной выработки // 2471992

Изобретение относится к горному делу и направлено на совершенствование конструкции ограждения горной выработки. .

Способ крепления почвы горных выработок // 2468207

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и используется преимущественно для проведения горизонтальных и наклонных горных выработок. .

Замок узла податливости металлической рамной податливой крепи из шахтных спецпрофилей // 2467170

Изобретение относится к горнодобывающей и угольной промышленности, в частности к зажимным устройствам для скользящих при максимальной нагрузке соединений арочных элементов податливых металлических рамных крепей.

Способ реконструкции вертикальной шахты // 2459084

Изобретение относится к подземному строительству и может быть использовано при ремонте вертикальных шахт в водонасыщенных породах. .

Тюбинг гофрированный силовых конструкций подземных каналов, способ образования силовой оградительной конструкции подземного канала и способ ремонта дефектной силовой оградительной конструкции подземного канала // 2458225

Изобретение относится к строительным конструкциям и может быть использовано для облицовки подземных сооружений. .

Обделка подземного сооружения // 2457332

Изобретение относится к транспортному строительству и может быть использовано при возведении тоннельных обделок транспортных тоннелей. .

Способ крепления вывального пространства // 2451181

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способу крепления вывального пространства горных выработок. .

Способ опережающего крепления кровли при выемке целика между выработками, заложенными бетоном // 2451180

Изобретение относится к горному делу, в частности к способу опережающего крепления кровли при выемке целика. .

Устройство для сопряжения и стыковки стволов подземных сооружений метрополитена // 2474694

Изобретение относится к тюбинговой крепи стволов подземных выработок, проходимых кессонным способом при строительстве метрополитенов

Способ сооружения подземной выработки при щитовой проходке тоннеля // 2476675

Изобретение относится к горной промышленности и подземному строительству, в частности к щитовой проходке тоннелей различного назначения с использованием элементов сборной кольцевой обделки

Способ закладки выработок в затопленном калийном руднике // 2477371

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при закладке выработок плавно или аварийно затопленных рудников

Способ проведения и крепления горных выработок в сложных горно-геологических условиях // 2487242

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проведения и крепления подготовительных выработок в сложных горно-геологических условиях

Механизированная крепь сопряжения // 2490468

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для крепления выработок на сопряжении очистных забоев с прилегающими выработками

Способ создания разгрузочных щелей в удароопасном горном массиве термообработкой скважин // 2493368

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано преимущественно при разработке рудных месторождений для охраны подготовительных и капитальных выработок, приведения в неудароопасное состояние различного вида целиков и других элементов систем разработки в зонах повышенных напряжений горного массива. Техническим результатом является упрощение способа разгрузки горных пород. Способ включает бурение параллельных скважин вдоль создаваемой щели на определенном расстоянии друг от друга, зависящем от напряжения в массиве, и разрушение перемычек между скважинами. По керну скважин оценивают интервал температур, в пределах которого при нагревании происходит снижение прочности и модуля упругости пород, устанавливают разные по степени напряженности зоны на обуренном участке, скважины в зонах повышенных напряжений оборудуют термическими элементами, создающими при работе температуру не ниже средней температуры в установленном интервале, а разрушение перемычек между скважинами производят совместным действием горного давления, давления продуктов горения и разупрочнения пород межскважинных перемычек термообработкой. 1 з.п. ф-лы, 1 пр., 2 ил.

Способ крепления горных выработок // 2495247

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых. Техническим результатом является повышение эффективности и безопасности крепления подготовительных выработок. Способ крепления горных выработок осуществляют в закрепленной части выработки на настил, установленный на рабочем полке (5) на прогонах (6), укладывают пневмобаллоны (8 и 9), на которых размещают верхняк (3) и затяжки (4). Далее выдвигают прогоны к забою выработки и устанавливают индивидуальную стойку (11). Подают в пневмобаллоны (8) сжатый воздух и поднимают верхняки с затяжкой до уровня верхняков постоянной крепи и заводят затяжку на раму постоянной крепи. Затем создают распор между верхняками крепи и кровлей выработки, одновременной подачи сжатого воздуха в пневмобаллоны (8 и 9). К верхнякам крепят стойки и укладывают затяжку по периметру выработки. После чего пневмабаллоны разгружают, снимают стойку, а прогоны с рабочим полком, настилом и пневмобаллонами перемещают в закрепленное пространство выработки. 6 ил.

Способ комбинированной забутовки закрепного пространства // 2498072

Изобретение относится к области строительства горных выработок в сложных инженерно-геологических условиях с повышенными смещениями массива или со значительным горным давлением, а также тоннелей различного назначения в аналогичных условиях. Технический результат направлен на повышение устойчивости выработки за счет снижения действия смещений массива и горного давления на крепь, а также равномерного распределения нагрузки. Способ комбинированной забутовки включает заполнение пространства между крепью и вмещающими горную выработку породами сыпучими и твердеющими материалами. После проходки и крепления выработок производят забутовку пустот сыпучими материалами. По мере заполнения пустот в закрепное пространство устанавливают перфорированные трубки на расстоянии 1-2 метра друг от друга, так чтобы их свободный конец выступал в пространство выработки. Через установленные трубки в закрепное пространство нагнетают вспенивающуюся податливую пену для связи элементов сыпучей забутовки и заполнения пустот между ними. 1 ил.

Способ создания породной крепи горной выработки // 2498073

Изобретение относится к горному делу, а именно к строительству подземных сооружений, в частности к созданию крепи горных выработок в трещиноватых породах. Технический результат направлен на уменьшение стоимости упрочнения породного массива вокруг выработки за счет уменьшения объема тампонажа дорогих быстротвердеющих смол, возможность извлечения и повторного использования герметизаторов (пакеров) шпуров, упрощения инъекционного оборудования. Способ заключается в тампонировании быстротвердеющими смолами, например полиуретаном, приконтурного слоя породы через шпуры глубиной 0,4-0,5 м. Нагнетание смолы в шпур прекращают после выдавливания ее на поверхность породы на расстояние 0,7-0,8 расстояния между соседними шпурами в пределах заходки создания породной крепи. Бурение дополнительных шпуров расчетной глубины для тампонажа породного массива подвижными твердеющими смесями. 1 ил.

Способ создания защитного экрана // 2501953

Изобретение относится к строительству, в частности к проходке туннелей или выработок в рыхлых горных породах. Техническим результатом является улучшение санитарно-гигиенических условий работы в секции экрана при одновременном снижении металлоемкости процесса. Способ создания защитного экрана при проходке туннеля под насыпью заключается в ступенчатом продавливании трубных секций и выемке породы из них. Причем перед продавливанием очередной секции производят вырезку сектора в предыдущей секции из ее внутренней полости на величину ступени продавливания и устанавливают продавливаемую секцию в упомянутый вырез. При этом каждую секцию выполняют в виде труб с вырезанными секторами в пределах 9÷120 градусов и соединенных друг с другом по краям вырезанных секторов. 7 ил.