CS204334B1 - Způsob zavalování opožděných stropních horninových převisů a snížení napětí v dobývaném ložisku - Google Patents

Description

Vynález se týká násilného rozrušování a zavalování stropních horninových převisů pomocí trhací práce realizované v předpolí díla v pásmu nejintenzívnšjšlch projevů horských tlaků na styku sloje s okolními horninami.

Nedochází-li v závalových prostorách stěnových porubů k pravidelnému, samovolnému porušování nadložních hornin a k tvorbě závalového horninového polštáře, má to zákonitě za následek zvýSení napětí v dobývaném ložisku se všemi doprovodnými nepříznivými důsledky, jako je např. výskyt průtrží plynů a uhlí, horských otřesů, neřízených závalů apod. V hornické praxi se snažíme těmto nebezpečným projevům horských tlaků předcházet, např. včasným rozrušením opožďujících se stropních převisů v bezprostředním i vyšším nadloží pomocí trhacích prací, Mejběžnějším provozním způsobem likvidace závalových stropních převisů nebezpečných napětí v pilíři a vyrubaných prostorách je takzvaná technologie rozrušování trhací práce krátkými vrty maximálně 1,5 až 2 m v nadložních vrstvách za zálomovou hranou. Provozní zkušenosti ukazují, že používané vrtací zařízeni pro vrtání dovrchnich vrtů, tj. zpravidla ručním přítlakem ovládaná vrtací kladiva a omezený pracovní prostor, především v menších mohutnostech slojí, ale i jiné nedokonalosti technického rázu, nedovoluji zhotovit vrty potřebného sklonu, případně i délky. Navíc je to technologie časově značně náročná, a proto zcela zákonitě brzdí vlastní efektivní proces dobýváni, zejména v průtržových a otřesových slojích, kde rozsah těchto pracovních operací je dost značný, nehledě k tomu, že je zatím technicky nedořešena a prakticky nepoužitelná v porubech s posuvnou výztuží apod. Protože se zjistilo, že tento způsob prevence nezajišťuje požadovanou destrukci bezprostředního i vyššího nadloží, přistoupilo se v poslední době, zejména v pevných horninách a otřesově velmi nebezpečných slojích k technologii odlehčovací a rozrušovací trhací práce dlouhými vrty. Dlouhé vrty se v tomto případě zakládají do stropu bu5 z chodeb rovnoběžně s porubní frontou v průměru kolem 40 až 50 m délky nebo z udržovaného porubního

204334 2 ' prostoru směrem nad závalový prostor délky 5 až 30 m. Úhel sklonu k rovině sloje bývá podle toho rovněž znaěně proměnlivý, z chodeb nejfiastšji 20 až 30°, z rubání kolem 60°. Průměr vrtu se pohybuje v našich podmínkách mezi 56 až 93 mm. Množství trhaviny kolísá mezi 40 až 300 i více kg na vrt, a to v závislosti od průměru, délky vrtů a samozřejmě lokalizace vrtů vzhledem k porubní frontě apod. Obecná snaha provádět rozrušovací trhací práci dlouhými vrty z jiných důlních děl než vlastního udržovaného prostoru, se vyznačuje oproti vrtům založeným z rubání řadou předností. Výhody technologie dlouhých vrtů souběžných s porubní frontou spočívají prakticky v nezávislém uspořádání všech dílčích operací na vlastní organizaci práce v porubu. Jejím nedostatkem je však skutečnost, že může být efektivně použita jen u krátkých a středně dlouhých porubů, což je motivováno mimo jiné např· tím, že dosah účinnosti odlehčení, při proměnlivé a prodlužující se vzdálenosti vrtů od roviny sloje, je v dlouhých porubech značně rozdílný. Dalším vážným nedostatkem trhací práce dlouhými vrty v nadloží je obtížnost jejich nabíjení, zejména u vrtů strmě založených,jaké nutno vrtat z udržovaného prostoru v rubání, ale také u vrtů založených Z důlních chodeb, pro jejich relativně velkou délku. Známá způsoby mechanizovaného nabíjení dovrchních vrtů nezaručují totiž potřebnou kontinuitu a neporušenost sloupce nálože trhaviny ve vrtu apod. Stejně obtížné je zajišťování spolehlivé a bezpečné adjustace nálože trhaviny a stanovení kvalitní ucpávky, která má z titulu možností nahromadění CH^, zejména u vrtů z udržovaného porubního prostoru, mimořádný význam. Značné potíže v tomto směru se též vyskytují např. při větším přítoku vody do vrtu apod. Kromě toho existuje u dlouhých vrtů založených z prostorů porubu a směrovaných ha závalovou stranu potenciální nebezpečí přímé, prakticky nekontrolovatelné komunikace vybuchující trhaviny se zaplynovanými závalovými prostorami.a dutinami, a tím i nebezpečí zapálení metanu.

Pro tyto velmi závažné a obtížně řešitelné technologicko-bezpečnostní nedostatky trhací práce dlouhými vrty vychází předkládané řešení z použiti trhací práce krátkými, případně středně dlouhými vrty, založenými do předpolí rubání nebo čelby chodby v podloží, respektive nadloží ložiska, směrovanými nejkratší cestou přímo do prostoru horské tlaková klenby důlního díla. Toto řešení vychází z teoretická úvahy o vzájemné kontinuitě, tj. spojení podložní a nadložní větve horské tlakové klenby, které mají rozhodující vliv na horně mechanici stav masívu, v celé šíři od předpolí porubu přes prostor zajištěný výztuží až do nejzaěěl' části závalové oblasti a je podloženo experimentálními výsledky a poznatky, spolehlivě dokumentujícími intenzívní destrukci horského masívu působením tlakové klenby v době oscilace její polohy, tj. při takzvaném putování klenby, čili praktickém využití přeměněná polohová energie v energii kinetickou. Ukazuje se, že pro likvidaci stropních převisů se zálomovou hranou a snížení napětí mnohdy nepostačuje ani takzvaný odpal velkého rozsahu, tj. energie výbuchu, kterou poskytují např. 300 až 500 kg nálože trhaviny ve vrtech, pokud odpal provádíme v pásmu, kde dosah seismických projevů trhací práce na uplatnění oscilace a destrukčních prací samotná horská tlakové klenby v nadloží je malý, případně téměř žádný.

Naproti tomu cíleně zaměřené praktické zkoušky ukázaly, že závalový polštář potřebná výšky a rozsahu můžeme daleko snadněji zajistit např. vhodně a pravidelně prováděnou trhací prací v samotném uhelném-pilíři nebo jeho těsné blízkosti, a to i při podstatně menší spotřebě trhavin. V této souvislosti se také zjistilo, že k nejintenzivnější oscilaci klenby, a tím i ke zcela zjevnému porušení nadložnlch hornin dochází zejména při silná seismická aktivitě vyvolané trhací prací, prováděné přímo v pásmu uplatnění nejintenzívnějších projevů horských tlaků na styku sloje s okolními horninami v předpolí díla. Pro realizaci sledovaného záměru, tj. vytvoření závalového polštáře, a tím i odlehčení pilíře podle předloženého návrhu, je možno zakládat vrty bud nejkratší cestou šikmo přes uhelný.celík do podloží sloje, případně přímo šikmo pod pilíř do podloží sloje nebo svisle do počvy. Praxe ukazuje, že účinek seismických projevů, a tím i destrukce a podmínky spouštěni stropních vrstev jsou v těchto polohách velmi dobrá. Rozteč a dálka vrtů, množství trhaviny a délku ucpávky ve vrtech nutno dimenzovat tak, aby po odpalu nedošlo k výhozu ucpávky ani uvolnění horniny kolem vrtu, aby však seismický účinek byl pro dané podmínky optimální. Jen takto je možno Zajistit požadovaný destrukční efekt odpalu, a tím i tlakové odlehčení pilíře. Bylo zjištěno, že délka vrtu s maximálními účinky rozrušeni by se měla podle místních geologicko-pro3 vozních podmínek pohybovat mezi 3 až 6 m. V pevných a velmi pevných horninách může být délka kratSÍ a rozteč vrtů delší než v polohách méně soudržných hornin.

Navržené technologické řešení, zejména však alternativa zakládání vrtů do počvy, se vyznačuje oproti stávajícím postupům především těmito přednostmi bezpečnostního a technologického rázu: vrty, zakládané přes uhelnou sloj do jejího podloží je možno v měkkých přilehlých vrstvách provést snadno a rychle zařízením pro vrtání v uhlí. Vrty běžných průměrů a kratší délky lze zhotovit rychle a poměrně pohodlně, např. i ručně. Při použití vodního výplachu nedochází u úpadních vrtů k nepříjemnému smáčení oděvů vrtačů apod. Souběžné použití několika lehčích ručních vrtaček s pneumatickými podpěrami dovoluje podstatně zkrátit tuto namáhavou pracovní operaci. V tomto případě odpadá též zdlouhavá instalace a příprava vrtacího zařízení, nezbytná u těžkých sloupových vrtacích souprav pro vrtání dlouhých vrtů, pro kterou musí být zpravidla vyhrazeno několik směn. Není nebezpečí odpalu trhaviny ve vrtu s výskytem přímých komunikaci se zaplynovanými závalovými prostorami, jako v případě vrtů za závalovou hranou. Navržená technologie dovoluje snadnější, bezpečné a hezztrátové nabíjení vrtů jakoukoliv trhavinou klasickými způsoby, což u dovrchních a zejména strmých vrtů není prakticky možné. Na dolech bez nebezpečí výbuchu metanu je možno v tomto případě nabíjet vrty i levnějšími sypkými trhavinami při podstatně nižších finančních nákladech. Na rozdíl od dovrchních vrtů je možno bezpečně zasunout adjustovanou náložku na určené místo vývrtu v souladu s platnými bezpečnostními předpisy. Navržený postup dovoluje pohodlné a zcela spolehlivé utěsňování vrtů ucpávkou, bezpečné stanovení její délky a polohy ve vrtu. Možnost použití vody jako ucpávky nebo kombinované vodní a pískové ucpávky se příznivě promítne, zejména na zvýšení bezpečnosti a účinnosti trhací práce při dokonalém vytěsnění všech takzvaně mrtvých prostorů vývrtu vodou a přímém působení zplodin výbuchu trhaviny na nestlačitelné těsnicí médium. Protože vrty založené v předstihu díla do podloží sloje vykazují daleko větší těsnost vůči okolní atmosféře, je též seismický účinek a dosah destrukční práce větší. Z toho, ale i z výše uvedených důvodů je možno oproti vrtům dovrchním podstatně zkrátit jejich délku, případně i průměr při dokonalejším, tj. maximálně . možném využití jejich efektivní délky, zejména budou-li vrtány co nejblíže maximálních tlakových projevů horské tlakové klenby a napříč uložení vrstev. Vrtání vrtů v podloží sloje pro spouštění závalových stropních převisů je z titulu možnosti ohrožení pracujících pádem hornin bezpečnější, nebol na rozdíl od vrtání v závalových prostorách provádí se pod dobře zajištěným stropem. Protože vlastní trhací práce se provádí v podložních horninách, nedochází k přímému porušení stropních hornin účinkem výbuchu trhavin, což je zvlášl důležité v takových geologických podmínkách, kde pod pevnými celistvými horninami se nachází málo soudržná vrstva bezprostředního nadloží sloje. Předkládané řešení zajišluje dokonale průběžně střihové porušení stropních vrstev na požadovanou výšku podél tlakové klenby tvorbou rysů.

Na přiloženém obrázku jsou znázorněny příklady uspořádání vrtů pro tuto metodu trhací práce. Trhací vrt J. je situován šikmo přes uhelný celík až do podloží sloje, trhací vrt 2 přímo do podložní horniny pod uhelnou sloj a trhací vrt J svisle do počvy.

Stejnou technologii trhací práce je možno též použít pro sníženi nebezpečí napětí při ražení chodeb ve slojích ohrožených výskytem horských otřesů, průtrží plynů a uhlí apod.

Claims (1)

1. Způsob zavalování opožděných stropních horninových převisů a snížení napětí v dobývaném ložisku, vyznačený tím, že se do podloží sloje provedou trhací vrty minimálně dvoumetrové délky, směřující nejkratěí cestou do pásma s ne^intenzivnějším napšio-deformečním zatížením horskou tlakovou klenbou v místě styku sloje s okolními horninami v předpolí díla a provede se v nich časově neodstupňovaný odpal náloží trhaviny bez záměrného uvolnění horniny·