Способ управления геомеханическим состоянием массива горных пород

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых при камерной и камерно-столбовой системах разработки с закладкой выработанного пространства. Техническим результатом является повышение эффективности ведения закладочных работ путем частичной закладки выработанного пространства до уровня допустимого давления на почву целика. Указанная цель достигается посредством определения и укрепления только той части междукамерного целика, в которой его деформации превышают допустимые пределы, т.е. путем частичной закладки выработанного пространства при камерных системах разработки, для этого, в соответствии с исходными данными и геометрическими параметрами участка закладочных работ, строят эпюру распределения нагрузки на кровлю залежи - γ1Н и почву залежи - γ1Н+γ2h, определяют допустимую нагрузку (допустимое давление) на почву целика Рдоп, линия, проходящая через точку пересечения этих двух графиков, определяет минимально необходимый уровень закладки, а саму закладку выработанного пространства производят ниже точки пересечения этих эпюр, то есть там, где расчетное давление на целик больше допустимого, с учетом погрешности инженерных расчетов, равной 20-30%. 1 ил.

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых при камерной и камерно-столбовой системах разработки с закладкой выработанного пространства.

Известен способ повышения устойчивости целиков, заключающейся в креплении горных выработок. Несущую способность целиков повышают путем бурения в них скважин, перпендикулярных вертикальной плоскости, установки в них анкеров и их натяжения. При этом длину анкеров с обеих сторон целика принимают равной не менее 2/3 его ширины. При установке анкеров по высоте целика их смещают относительно анкеров, установленных с противоположной стороны целика, на половину шага размещения анкеров по вертикали. Натяжение анкеров корректируют по результатам оценки напряженного состояния целиков во время эксплуатации горных выработок. [Авторское свидетельство СССР №1536009. М.Кл. E21D 20/00, 1990 г.]. Недостатком данного способа является трудоемкость установки анкеров и недостаточно прочное закрепление анкеров к контуру горной выработки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату являете способ управления геомеханическим состоянием массива горных пород при камерной и камерно-столбовой системах разработки, который осуществляется полной закладкой выработанного пространства [Казикаев Д.М., Козырев А.А., Каспарьян Э.В., Иофис М.А. «Управление геомеханическими процессами при разработке месторождений полезных ископаемых.»; М.: Издательство «Горная книга», 2016 г. с. 490]

Недостатком данного способа является высокая трудоемкость и затратность работ по закладке выработанного пространства, пропорциональная объему закладки, и большие безвозвратные потери полезного ископаемого в междукакмерных целиках. Так, согласно толщина потолочины между этажами на участках, где выполняется закладка в камерах, в 2 раза превышает толщину потолочины без применения закладки выработанного пространства. При частичной закладке потери полезного ископаемого в потолочине и расходы на производство закладки можно существенно уменьшить.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности ведения закладочных работ путем частичной закладки выработанного пространства до уровня допустимого давления на почву целика.

Техническая задача и цель изобретения достигается посредством определения и укрепления только той части междукамерного целика, в которой его деформации превышают допустимые пределы, т.е. путем частичной закладки выработанного пространства при камерных системах разработки, а именно в соответствии с исходными данными и геометрическими параметрами участка закладочных работ строят эпюру распределения нагрузки на кровлю (γ1Н) и почву целика (γ1Н+γ2h) и эпюру допустимых давлений на его почву целика Рдоп., ПРИ этом точка пересчения этих двух эпюр задает минимально необходимый уровень закладки, а саму закладку выработанного пространства производят ниже точки пересечения данных эпюр, то есть ниже точки F, где расчетное давление на целик больше допустимого с учетом погрешности равно 20-30%, а участок камеры, расположенный выше точки F, закладывают после полного завершения добычных работ в зависимости от состояния несущих конструкций системы.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена расчетная схема с эпюрами.

Линия ABC соответствует эпюре давления на целик (распределение нагрузки на кровлю целика γ1Н; распределение нагрузки на почву целика γ1Н+γ2h), а линия DE есть эпюра допустимого давления на целик (Рдоп.). Точка пересечения этих эпюр F является границей между устойчивым и неустойчивым состоянием целика.

Для решения этой задачи в соответствии с исходными данными и геометрическими параметрами участка закладочных работ строят линию AВС, которая является эпюрой распределения нагрузки γ1Н - на кровлю и γ1Н+γ2h - распределения нагрузки на почву целика, где

γ1, и γ2 - объемные веса толщи горных пород над целиком и самого целика, соответственно, т/м3;

Н - глубина ведения горных работ, м;

h - высота целика, м.

Строят линию DE являющуюся эпюрой допустимых давлений на почву целика Рдоп., определяемое по формуле:

где σдоп - предел прочности пород целика, т/м2;

S - площадь, на которую действует нагрузка, м2.

Линии ABC и DE, проходящие через точку пересчения этих двух эпюр, указывают минимально необходимый уровень закладки. Допустимое давление на почву целика Рдоп определяется пределом прочности пород целика σдоп, под которым понимается максимальное значение нагрузки на целик, которое он выдерживает до разрушения, и площадью сечения целика S, к которому приложена нагрузка.

Закладку выработанного пространства производят ниже точки пересечения этих эпюр (ниже точки F), то есть там, где расчетное давление на целик больше допустимого, с учетом погрешности инженерных расчетов, равной 20-30%. Участок камеры, расположенный выше точки F, закладывают после полного завершения добычных работ, в зависимости от состояния несущих конструкций системы.

Таким образом, в соответствии с исходными данными и геометрическими параметрами участка закладочных работ по построенным линиям ABC - эпюры распределения нагрузки (γ1Н) на кровлю целика и (γ1Н+γ2h) почву целика, и линии DE - эпюры допустимого давление на почву целика Рдоп., устанавливается точка пересчения этих двух эпюр, которая задает минимально необходимый уровень закладки.

Способ управления геомеханическим состоянием массива горных пород, включающий закладку выработанного пространства при камерной и камерно-столбовой системах разработки, отличающийся тем, что определяют и укрепляют только ту часть междукамерного целика, в которой его деформации превышают допустимые пределы, путем частичной закладки выработанного пространства, при этом в соответствии с исходными данными и геометрическими параметрами участка закладочных работ строят линию эпюры распределения нагрузки на кровлю и почву целика и линию эпюры допустимых давлений на почву целика Рдоп., по точке пересечения этих двух эпюр определяют минимально необходимый уровень закладки, закладку выработанного пространства производят ниже точки пересечения эпюр в точке F, где расчетное давление на целик больше допустимого с учетом погрешности равно 20-30%, а участок камеры, расположенный выше точки F, закладывают после полного завершения добычных работ в зависимости от состояния несущих конструкций системы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу определения длины заполняемой секции полностью механизированного угледобывающего заполняющего смешивающего шахтного комбайна. Техническим результатом является обеспечение простого безопасного надежного и высокопроизводительного способа.

Изобретение относится к способу упрочнения гидрозакладочного массива и может быть использовано при добыче минерального сырья при отработке устойчивых руд камерными системами с гидрозакладкой выработанного пространства.
Изобретение относится к области производства вторичных видов топлива и может быть использовано для утилизации жидких биологических отходов с одновременным производством биотоплива, сходного по составу с сырой природной нефтью.

Изобретение относится к области строительства и может использоваться в горной промышленности, транспортных и гидротехнических системах, для защиты надземных и подземных пространств, являющихся объектами природных и техногенных образований, при ликвидации оползней и провалов, а также может быть использовано при создании объектов на других земных и внеземных пространствах.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке наклонных рудных месторождений полезных ископаемых на больших глубинах в условиях повышенного горного давления.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для разработки крутопадающих месторождений неустойчивых руд. Способ включает проходку буродоставочных ортов, выемку полезного ископаемого ориентированными вкрест протирания горизонтальными или слабонаклонными камерами полигональной формы, со смещением камер смежных этажей на половину их ширины, с выемкой руды отбойкой взрывом скважин и закладкой выработанного пространства.

Изобретение относится к области горного дела. Способ раздельной разработки и транспортировки мощных угольных пластов с пустой породой и засыпки выработанного пространства пустой породой включает прокладку транспортного штрека (1) и дорожного полотна (2), расположенных параллельно в шахте.

Изобретение относится к горной промышленности, к способам подэтажной разработки крутых пластов с закладкой выработанного пространства. Способ включает подготовку выемочного участка к отработке, отработку выемочного участка подэтажами короткими очистными забоями, проветриваемыми за счет общешахтной депрессии.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых. Техническим результатом является обеспечение безопасных условий для отработки нижезалегающих запасов полезного ископаемого за счет полного перехвата и отведения профильтровавшихся рассолов.

Предложен способ закладки открытого забоя эоловым песком в угольном пласте неглубокого залегания в западных опустыненных районах горных работ, который подходит для очистного забоя добычи угля, имеющего улучшенную самостабилизацию кровли и обладающего функциональными возможностями формирования открытого забоя определенной величины в задней части.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при подземной разработке рудных месторождений. Одновременно с отработкой добычных блоков кондиционной без вредных примесей руды осуществляют отработку и сортировку по кондиционности рудной массы добычных блоков кондиционных труднообогатимых с вредными примесями руд. Закладку выработанного пространства производят отсортированными мелкими фракциями рудной массы кондиционных труднообогатимых с вредными примесями руд, объединенными с хвостами сортировки по содержанию вредных примесей. Выщелачивание их производят реагентами, минимизирующими взаимодействие с вредными примесями. Концентрат со сниженным содержанием вредных примесей после сортировки выдают на поверхность после расшихтовки с рудной массой из добычных блоков кондиционной без вредных примесей руды. Технический результат предлагаемого способа заключается в повышении эффективности процесса посредством решения системной задачи увеличения сквозного извлечения полезных компонентов при добыче и переработке разносортных труднообогатимых руд с вредными примесями. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых при камерной и камерно-столбовой системах разработки с закладкой выработанного пространства. Техническим результатом является повышение эффективности ведения закладочных работ путем частичной закладки выработанного пространства до уровня допустимого давления на почву целика. Указанная цель достигается посредством определения и укрепления только той части междукамерного целика, в которой его деформации превышают допустимые пределы, т.е. путем частичной закладки выработанного пространства при камерных системах разработки, для этого, в соответствии с исходными данными и геометрическими параметрами участка закладочных работ, строят эпюру распределения нагрузки на кровлю залежи - γ1Н и почву залежи - γ1Н+γ2h, определяют допустимую нагрузку на почву целика Рдоп, линия, проходящая через точку пересечения этих двух графиков, определяет минимально необходимый уровень закладки, а саму закладку выработанного пространства производят ниже точки пересечения этих эпюр, то есть там, где расчетное давление на целик больше допустимого, с учетом погрешности инженерных расчетов, равной 20-30. 1 ил.

Наверх