Przedmiotem wynalazku jest sposóo upodatnienia skal sklonnych do tapan lub skal narazonych na obciazenie geodynamiczne, umozliwiajacy ograniczenie zagrozenia tapaniami w kopalniach.Stan techniki. Ogólnie przyjety jest poglad, ze warunkami zaistnienia tapniecia sa: — odpowiedni wysoki stan naprezenia w danej partii zloza lub w jego sasiedztwie, — wlasnosci fizykomechaniczne skal, z Których zbudowanyjest rozpatrywany obszar srodka skalnego.O wielkosci naprezen decyduja naprezenia pierwotne i wtórne. Wielkosc naprezen pierwotnycn zalezy od ciezaru skal nadleglych co jest zwiazane z glebokoscia zalegania zloza i dodatkowych naprezen tektonicznych.Naprezenia wtórne, zwane czesto eksploatacyjnymi, pochodza od przestrzennej struktury rozmieszczenia istniejacycn wyrobisk, stosowanego systemu eksploatacji, szybkosci postepów frontów, pozostalosci eksploata¬ cyjnych i tp. Czlowiek nie ma praktycznie wplywu na stan naprezen wynikajacych z naturalnych warunków zalegania zloza, natomiast poprzez wlasciwe prowadzenie eksploatacji moze w pewnym stopniu ograniczyc wielkosc naprezen wtórnych.Korzystne rezultaty w zakresie zapobiegania tapan uzyskuje sie poprzez zmiane wlasnosci fizyko-mecha- nicznych osrodka skalnego tj. poprzez pozbawienie skal zdolnosci do akumulacji energii /sklonnosci do tapan/.Realizuje sie to poprzez wtlaczanie wody do pokladu, hydrauliczne szczelinowanie warstw stropowych lub stosowanie strzelan wstrzasowych. Podczas wtlaczania wody wystepuja odprezenia polaczone z wyrzutami urobku z ociosu i nieszczeniem obudowy, zwlaszcza drewnianej. Na skutek nawodnienia, strefa maksymalnych cisnien eksploatacyjnych przesuwa sie w glab calizny, powstaje duza strefa zruszenia, a w przestrzeni roboczej zwieksza sie konwergencja i nacisk stropu na obudowe niekiedy do tego stopnia, ze nawadnianie powinno sie odbywac po wycofaniu zalogi z przodków. W niektórych przypadkach wtlaczanie wody do pokladu powoduje równiez jej infiltracje do skal stropowych, które wtedy latwiej ulegaja opadowi, tworzac dodatkowe niebezpie¬ czenstwo w polu roboczym wyrobisk. Nawadnianie pokladu jest procesem pracochlonnym i znacznie komplikuje2 111630 organizacje pracy w wyrobisku,a ponadto dziala skutecznie tylko w pewnym przedziale czasu, nastepnie poklad z powrotem wysycha odzyskujac swoja wysoka sklonnosc do tapan.Podstawowe trudnosci przy hydraulicznym szczelinowaniu stanowia: uciazliwosc wiercenia otworów w twardych skalach stropowych, koniecznosc stosowania agregatu tloczacego, wytwarzajacego cisnienie rzedu 500-600 at i odpowiedniego osprzetu oraz ograniczonosc stosowania - wylacznie do skal, w których nie wystepuja szczeliny, pekniecia itp.Inny sposób, polegajacy na strzelaniu wstrzasowym, nie likwiduje samego zagrozenia tapaniami, lecz pozwala w wielu przypadkach na jego sprowokowanie po wycofaniu zalogi z wyrobisk, przy czym nie daje on pewnosci, ze obok kontrolowanych, nie wystepuja równiez tapania niekontrolowane. W przypadkach niewlasci¬ wie okreslonych parametrów!strzelania wstrzasowego nie tylko nie uzyskuje sie zabezpieczenia przed odprezenia¬ mi i tapaniami, ale tworzy sie warunki, które to zagrozenie wzmagaja.Reasumujac nalezy stwierdzic, ze stosowanie wymienionych metod jest pracochlonne i uciazliwe. Kazda z nicn kryje w sobie szereg mankamentów, a przy tym ich zastosowanie nie daje dostatecznej gwarancji pozbawienia sklonnosci do tapan w calym rozpatrywanym obszarze osrodka skalnego.Istota wynalazku. Zgodnie z wynalazkiem sposób upodatnienia skal sklonnych do tapan lub skal narazonych na obciazenia geodynamiczne, zmierzajacy do ograniczenia zdolnosci tycn skal do kumulacji nadmiernej ilosci energii polega na tym, ze w pokladzie wykonuje sie szczeline wrebowa, która sukcesywnie w miare jej wykonywania wypelnia sie substancja niesklonna do tapan. Substancja ta charakteryzuje sie wytrzymaloscia na sciskanie mniejsza od wytrzymalosci najslabszej warstwy pokladu i podatnoscia wielokrotnie wieksza od podatnosci najbardziej podatnej warstwy pokladu.Zgodnie z wynalazkiem proces upodatnienia skal odbywa sie w miare postepu frontu, z wyprzedzeniem wiekszym od dlugosci strefy wzmozonych cisnien eksploatacyjnej!, rzedu kilkunastu czy kilkudziesieciu metrów, toadz tez przed uruchomieniem eksploatacji w przygotowanym polu wybierkowym. Szczeline wrebowa o grubosci zaleznej od lokalnych warunków geologiczno-górniczych wykonuje sie znanym urzadzeniem wrebowym dzialajacym na zasadzie lupacza, strugozgarniarki, pily wrebowej lub odpowiednio skonstruowanej zerdzi wiertniczej. W miare postepu urzadzenia wrebowego, szczeline wypelnia sie substancja najlepiej ciekla która po stwardnieciu stanowi podpore dla podwrebionej czesci pokladu badz szczeline wrebowa wypelnia sie gotowymi elementami o wlasnosciach utwardzonej substancji wykonanymi np. w postaci plyt, przy czym miedzy tymi elementami pozostawia sie puste przestrzenie stwarzajac w ten sposób korzystniejsze warunki dla ich odksztalca¬ nia sie w miare wzrostu obciazenia.W przypadku, gdy plaszczyzny szczeliny wrebowej sa nierówne badz tez gdy grubosc szczeliny wrebowej jest znacznie wieksza od grubosci uformowanych elementów, pozostawione wolne przestrzenie miedzy tymi elementami i ich otoczenie wypelnia sie materialem o scisliwosci wiekszej od scisliwosci wprowadzonych elementów np. piaskiem, zwirem, gipsem. Substanqe taka moze stanowic np. mieszanina zywicy poliestrowej, zuzla, piasku, gipsu itp. W trakcie eksploatacji substancja wypelniajaca szczeline wrebowa zapobiega powstawaniu krytycznych naprezen w pokladzie przez to, ze w czasie wzrostu obciazenia ulega odksztalceniu wydostajac sie ze szczeliny wrebowej wzdluz ociosów wyrobiska lub ulega odksztalceniu w kierunku pozostawionych miedzy elementami pustek lub ulega odksztalceniu w kierunku scisliwego materialu wypelniaja¬ cego pustki.Sposób wedlug wynalazku w powaznym stopniu eliminuje mankamenty aktualnie stosowanych metod.Ponadto wyniki obserwacji wydostajacej sie ze szczeliny wrebowej substancji stanowic moga cenna pomoc dla oceny równomiernosci rozkladu cisnien wzdluz frontu eksploatacyjnego zjednoczesnym wskazaniem odcinków frontu wymagajacych szczególnej uwagi. : :..Objasnienie figur rysunku. .Wynalazek jest przedstawiony na rysunku, na którym fig.l przedsta¬ wia rzut poziomy pola eksploatacyjnego fig. 2 obrazuje rozklad cisnienia eksploatacyjnego w tym polu, fig.3 - przedstawia rejon wystepowania wzmozonej koncentracji naprezen przy eksploatacji wzdliiz zrobów sasiedniego pola przy stosowaniu systemu komorowo-filarowego, fig. 4 - przedstawia sposób wypelnienia szczeliny wrebo¬ wej utwardzona i uformowana w ksztalcie plyt substancja oraz przebieg odksztalcenia tych plyt pod wplywem obciazenia, fig. 5 i 6 przedstawiaja sposób wypelniania szczeliny wrebowej substancja ciekla, która w miare wplywu czasu ulega utwardzeniu, fig. 7 — przedstawia sposób wypelniania szczeliny wrebowej gotowymi eleme¬ ntami uformowanymi w ksztalcie plyt z jednoczesnym wypelnieniem pustek miedzy plytkami oraz ich oto¬ czenie materialem o duzej scisliwosci.Przyklad realizacji wynalazku. Przy eksploataqi zloza systemem ubierkowym strefa 1 (patrz fig 1 i 2) maksymalnych cisnien eksploatacyjnych ma szerokosc L, przy czym w miare postepu frontu eksploatacyjnego 2 strefa 1 przesuwa sie w kierunku calizny 3.111630 3 Przy eksploatacji zloza systemem komorowo-filarowym (patrz fig. 3) wzdluz zrobów 4 uprzednio wybranego pola najwieksza koncentracja naprezen wystepuje w strefie 5, to jest w narozniku zrobów 4 i zro¬ bów 5 aktualnie prowadzonego frontu eksploatacyjnego. Ograniczenie zagrozenia tapaniami w strefie 1 i* 5 mozna zrealizowac sposobem wedlug wynalazku t.j. przez upodatnienie skal. W tym celu przed postepujacym frontem eksploatacji 2 w odleglosci wiekszej od dlugosci strefy wzmozonych cisnien eksploatacyjnych L lub praed strefa 5, za pomoca znanego urzadzenia wrebowego 7 (pata fig 5 i 6) wykonuje sie w pokladzie szczeline wrebowa 8 o grubosci kilkunastu centymetrów, która wypelnia sie substancja 9. Substancja ta wprowadzona do szczeliny wrebowej 8 poprzez przewód 10, po samoutwardzeniu sie podpiera podwrebiona czesc pokladu, wybranego koncentracja naprezen wystepuje w strefie 5, to jest w narozniku zrobów 4 i zrobów 6, wybranego pola najwieksza koncentracja naprezen wystepuje w strefie 5, to jest w narozniku zrobów 4 i zrobów 6, frontem eKsploatacji 2 w odleglosci wiekszej od dlugosci strefy wzmozonych cisnien eksploatacyjnych L lub przed strefa 5, za pomoca znanego urzadzenia wrebowego 7 (patrz fig. 5 i 6) wykonuje sie w pokladzie szczeline wrebowa 8 o grubosci kilkunastu centymetrów, która wypelnia sie substancja 9. Substancja ta wprowadzona do szczeliny wrebowej 8 poprzez przewód 10, po samoutwardzeniu sie podpiera podwrebiona czesc pokladu.Wypelnianie szczeliny wrebowej odbywac sie równiez moze poprzez wciaganie utwardzonych i uformowa¬ nych z substancji gotowych elementów w postaci plyt 11 (patrz fig. 4), pizy czym miedzy plytami 11 pozostawia sie wolne przestrzenie 12 dla stworzenia korzystniejszych warunków do ich odksztalcenia sie w miare wzrostu obciazenia, badz tez wolne przestrzenie 12 wypelnia sie scisliwym materialem 13 (patiz fig. 7).W miare postepu frontu eksploatacyjnego 2 substancja 9 charakteryzujaca sie wytrzymaloscia na sciskanie mniejsza od wytrzymalosci najslabszej warstwy i podatnoscia wielokrotnie wieksza od podatnosci najbardziej podatnej warstwy pokladu, zapobiega powstawaniu krytycznych stanów naprezen przez to, ze w czasie wzrostu obciazenie ulega odksztalceniu wydostajac sie ze szczeliny wrebowej 8 wzdluz ociosu frontu eksploatacyjnego 2 i ociosów chodników 14, a przy wypelnianiu szczeliny wrebowej 8 plytkami 11 ulegaja one odksztalceniu w kierunku pozostawionych wolnych przestrzeni 12 lub w kierunku materialu 13.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób upodatnienia skal sklonnych do tapan, lub skal narazonych na obciazenie geodynamiczne, znamienny t y m, ze w pokladzie lub jego czesci w odleglosci od frontu eksploatacji wiekszej od dlugosci strefy wzmozonych cisnien eksploatacyjnych badz przed obszarami o najwiekszej koncentracji naprezen, wykonuje sie za pomoca znanego urzadzenia szczeline wrebowa i szczeline te wypelnia sie substancja najKorzystniej ciekla, charakteryzuja sie po utwardzeniu wytrzymaloscia na sciskanie mniejsza od wytrzymalosci najslabszej warstwy pokladu i podatnoscia wielokrotnie wieksza od podatnosci najbardziej podatnej warstwy pokladu. 2. Sposób upodatniania skal sklonnych do tapan, lub skal narazonych na obciazenia geodynamiczne, znamienny t y m , ze w pokladzie lub jego czesci w odleglosci od frontu eksploatacji wiekszej od dlugosci strefy wzmozonych cisnien eksploatacyjnych badz przed obszarami o najwiekszej koncentracji naprezen, wykonuje sie za pomoca znanego urzadzenia szczeline wrebowa i szczeline te wypelnia sie gotowymi elementami charakteryzujacymi sie wytrzymaloscia na sciskanie niniejsza od wytrzymalosci najslabszej warstwy pokladu i podatnosci wielokrotnie wiekszej od podatnosci najbardziej podatnej warstwy pokladu przy czym, miedzy tymi elementami pozostawia sie wolne przestrzenie. 3. Sposób upodatniania skal sklonnych do tapan, lub skal narazonych na obciazenia geodynamiczne, znamienny tym, ze w pokladzie lub jego czesci w odleglosci od frontu eksploatacji wiekszej od dlugosci strefy wzmozonycn cisnien eksploatacyjnych badz przed obszarami o najwiekszej koncentracji naprezen, wykonuje sie za pomoca znanego urzadzenia szczeline wrebowa i szczeline te wypelnia sie gotowymi elementami charakteryzujacymi sie wytrzymaloscia na sciskanie mniejsza od wytrzymalosci najslabszej warstwy pokladu i podatnosci wielokrotnie wiekszej od podatnosci najbardziej podatnej warstwy pokladu przy czym wolne przestrzenie miedzy tymi elementami i powierzchniami szczeliny wrebowej wypelnia sie materialem o scisliwosci wiekszej od scisliwosci tych elementów.111630 Fig.1 Fig. 2111630 11 Kfi Fig. 4111 630 Fig. 5 Szczegól „a" Fig.6 11 "7 ii w Fig. 7 Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+8 Cena 45 zl PL