МПК⁷ Е21 Д11/00

СПОСІБ ОХОРОНИ ГІРНИЧИХ ВИРОБОК

Винахід, що пропонується, належить до гірничої промисловості і може бути використаний для охорони пластових виробок при безціликовій відробці вугільних пластів.

Відомий спосіб охорони пластових виробок литими смугами зі швидкотвердіючих матеріалів (Указания по рациональному расположению, охране и поддержанию горных выработок на угольных шахтах СССР. Л., ВНИМИ, 1977.- с. 68-70). Для спорудження литої смуги використовуються суміші на цементній, гіпсовій, фосфогіпсовій й інших в’яжучих основах з різноманітними інертними наповнювачами. Цей спосіб використовується на пластах потужністю не більш ніж 2,5м, з породами покрівлі, які середньо і важко обвалюються, зі стійкими породами підошви.

Спосіб охорони литими смугами зі швидкотвердіючих матеріалів має такі недоліки: область застосування обмежується стійкими породами підошви і цей спосіб один з найбільш дорогих.

Відомий спосіб охорони виробки бетонною смугою з кострами (Уголь Украины / Андриенко В. М., Селезень А.Л., Клочин А. М., «Охрана выработки полосой из бетона», издание, февраль, 1978, с. 16-17), який передбачає спорудження суцільної бетонної смуги шириною 1,2-1,4м на відстані 1,5м від кріплення гірничої виробки. При цьому між смугою і кріпленням викладаються костри.

У цього способу область застосування також обмежується стійкими породами підошви, значна трудомісткість робіт щодо його спорудження і значні матеріальні затрати.

Відомий спосіб охорони органним кріпленням (Виробничі процеси в очисних вибоях вугільних шахт: Навчальний посібник для ВНЗ / І.Ф.Ярембаш, В.Д.Мороз, І.Г.Ворхлик, І.С.Костюк.- 2-е вид., перероб. і допов.- Донецьк: ДонНТУ, 2007.- с. 230). Стійки органного кріплення встановлюються під брус товщиною 0,15м на відстані 0,5...1,5 м від основного кріплення виробки. Цей спосіб застосовується з породами покрівлі, які легко і середньо обвалюються, при будь-яких підошвах. При наявності нестійкої покрівлі між кріпленням виробки й органкою викладають дерев'яні костри.

Органне кріплення як охоронна споруда застосовується рідко, тому що потребує значних витрат лісоматеріалів.

Найбільш близьким аналогом є спосіб охорони пластових виробок за допомогою тумб з залізобетонних блоків (Технологія підземної розробки родовищ корисних копалин: Підручник для ВНЗ. Частина ІІ / Д.В.Дорохов, В.І.Сивохін, О.С.Подтикалов. - Донецьк; ДонНТУ, 2005р.- с.25). Тумби з залізобетонних блоків встановлюються в один або два суцільних ряди поблизу пластових виробок у залежності від очікуваного розрахункового навантаження на них.

При породах покрівлі, які легко обвалюються, встановлюють один ряд тумб на відстані 1,2¸1,5м від бровки виробки, а при покрівлях, які середньо обвалюються, встановлюють або два суцільні ряди тумб, або перший ряд суцільний, а другий – в розбіг через тумбу. Між блоками у тумбі кладуть дерев’яні прокладки сумарною товщиною 10-15% від потужності пласта.

Загальними ознаками найбільш близького аналога і пропонованого винаходу є установлення жорстких охоронних споруджень вздовж пластових виробок.

Відомий спосіб не забезпечує необхідного технічного результату через такі причини:

- даний спосіб має обмежену область застосування , а саме в стійких породах підошви;

- дане охоронне спорудження встановлюється на межі з виробленим простором суцільною смугою уздовж бічної стінки виробки. Під дією гірського тиску відбувається вдавлення тумб із залізобетонних блоків у породи підошви, що їх підстилають, з наступним переміщенням останніх у порожнину виробки і, що призводить до втрати експлуатаційного перетину гірничої виробки і потребує додаткових ремонтних робіт.

В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу охорони гірничих виробок, при якому за рахунок особливого розташування охоронних споруджень і їх параметрів розширюються область застосування жорстких охоронних споруджень та забезпечується експлуатаційний перетин гірничої виробки без необхідності проведення ремонтних робіт і тим самим підвищується ефективність охорони гірничих виробок від негативного впливу гірського тиску.

Поставлена задача вирішується тим, що в способі охорони гірничих виробок, що включає установку охоронних споруджень вздовж гірничих виробок, згідно винаходу, охоронні спорудження установлюють у формі прямокутного паралелепіпеду, в основі якого лежить прямокутник, зі співвідношенням довжини до ширини не менш ніж 2:1, при цьому більша сторона прямокутника перпендикулярна повздовжній осі виробки, а між охоронними спорудженнями створюють компенсаційну порожнину, ширина якої дорівнює 0,5¸2,0 ширини основи паралелепіпеду, а глибина тотожна довжині основи паралелепіпеда.

За рахунок установки охоронних споруджень у формі прямокутних паралелепіпедів, в основі яких лежить прямокутник, більшою своєю стороною перпендикулярно повздовжній осі виробки і залишення між ними компенсаційних порожнин під дією гірського тиску сили, що видавлюють породи підошви, направляються в компенсаційні порожнини, чим досягається зменшення зсувів порід підошви виробки та забезпечується експлуатаційний перетин гірничої виробки без необхідності проведення ремонтних робіт. При цьому можливо використовувати жорсткі охоронні спорудження на слабких породах підошви.

Область застосування пропонованого способу поширюється для умов розробки вугільних пластів з породами підошви будь-якої стійкості, у тому числі, схильними до здимання. При слабких породах підошви не виключається вдавлення охоронних споруджень, і цим провокується здимання порід підошви у компенсаційні порожнини з метою відведення від виробки сил, що видавлюють.

Експериментально встановлено, що охоронні спорудження установлюють у формі прямокутного паралелепіпеду, в основі якого лежить прямокутник, зі співвідношенням довжини до ширини не менш ніж 2:1, при цьому більша сторона прямокутника перпендикулярна повздовжній осі виробки. Якщо співвідношення довжини до ширини менше ніж 2:1 буде спостерігатися здимання порід підошви виробки, а якщо більше – економічно недоцільно.

Експериментально встановлено, що ширина компенсаційної порожнини дорівнює 0,5¸2,0 ширини основи паралелепіпеду. Якщо ширина компенсаційної порожнини буде менше ніж 0,5 ширини основи паралелепіпеда, то породи, що підстилають спорудження, будуть видавлюватися у виробку незалежно від орієнтації охоронних споруджень. Якщо ширина компенсаційної порожнини більше ніж у 2 рази ширини основи паралелепіпеда , то буде спостерігатися осідання охоронних споруджень у породи, що їх підстилають, і, як наслідок, утрата стійкості порід покрівлі.

Нові ознаки винаходу сприяють підвищенню ефективності охорони гірничих виробок від негативного впливу гірського тиску.

На фіг. 1 представлений загальний вид розташування охоронних споруджень у формі прямокутних паралелепіпедів, в основі яких лежить прямокутник, на фіг. 2 – графік зсувів порід підошви найближчого аналогу та винаходу, де 1- гірнича виробка, 2- охоронні спорудження, 3- компенсаційні порожнини, 4 – графік зсувів порід підошви виробки найближчого аналогу,

5 – графік зсувів порід підошви виробки пропонованого винаходу, 6 – графік зсувів порід підошви компенсаційної порожнини пропонованого винаходу,

Спосіб реалізується таким чином.

Поза зоною впливу очисних робіт або перед очисним вибоєм широким ходом проводилась гірнича виробка 1. Слідом за вибоєм виробки 1 на відстані 0,4м від ніжки кріплення з боку виробленого простору уздовж виробки установлювали жорсткі охоронні спорудження 2 формі прямокутних паралелепіпедів, в основі яких лежав прямокутник, ширина якого дорівнювала 0,8м, а довжина - 1,6м. При цьому велика сторона прямокутника (довжина) перпендикулярна повздовжній осі виробки. Охоронні спорудження складалися із залізобетонних блоків. Між охоронними спорудженнями створювали компенсаційну порожнину, ширина якої дорівнювала 0,8м, а глибина - 1,6м. Аналогічним способом установлювали охоронні спорудження з протилежної сторони виробки. В результаті спостерігалося зменшення видавлювання порід підошви виробки з 45% до 9% від її висоти (фіг.2) і цим забезпечувався експлуатаційний перетин гірничої виробки. У той же час спостерігалось здимання порід підошви в компенсаційних порожнинах, яке склало 38% від висоти охоронного спорудження.

Для охорони пластових виробок, підтримуваних за очисним вибоєм, передбачається однобічне установлення жорстких охоронних споруджень пропонованої форми з створюванням компенсаційних порожнин безпосередньо слідом за лавою з боку виробленого простору.

При застосуванні способу охорони гірничих виробок, що пропонується, забезпечується стійкість пластових виробок, розширюється область застосування жорстких охоронних споруджень і, тим самим, підвищується ефективність охорони виробок від негативного впливу гірського тиску.

Формула винаходу

Спосіб охорони гірничих виробок, що включає установку охоронних споруджень вздовж гірничих виробок, який відрізняється тим, що охоронні спорудження встановлюють у формі прямокутного паралелепіпеду, в основі якого лежить прямокутник, зі співвідношенням довжини до ширини не менш ніж 2:1, при цьому більша сторона прямокутника перпендикулярна повздовжній осі виробки, а між охоронними спорудженнями створюють компенсаційну порожнину, ширина якої дорівнює 0,5¸2,0 ширини основи паралелепіпеду, а глибина тотожна довжині основи паралелепіпеду.

РЕФЕРАТ

Спосіб охорони гірничих виробок спорудженнями з компенсаційними порожнинами

Винахід, що пропонується, належить до гірничої промисловості і може бути використаний для охорони пластових виробок при безціликовій відробці вугільних пластів.

Сутність винаходу полягає к тому, що спосіб охорони гірничих виробок включає установку охоронних споруджень вздовж гірничих виробок охоронні спорудження у формі прямокутного паралелепіпеду, в основі якого лежить прямокутник, зі співвідношенням довжини до ширини не менш ніж 2:1, при цьому більша сторона прямокутника перпендикулярна повздовжній осі виробки, а між охоронними спорудженнями створюють компенсаційну порожнину, ширина якої дорівнює 0,5¸2,0 ширини основи паралелепіпеду, а глибина тотожна довжині основи паралелепіпеда.

СПОСІБ ОХОРОНИ ГІРНИЧИХ ВИРОБОК

Фіг. 1

Фіг .2