PL174144B1 - Sposób zapobiegania wypiętrzaniu spągów w wyrobiskach górniczych, zwłaszcza korytarzowych - Google Patents

Abstract

Sposób zapobiegania wypiętrzaniu spągów w wyrobiskach górniczych zwłaszcza korytarzowych, pod wpływem działania nadmiernego ciśnienia górotworu, znamienny tym, że w korzystnej odległości od czoła przodku wyrobiska korytarzowego wzdłuż obu jego ociosów i w pobliżu odrzwi obudowy, wykonuje się w spągu dwie wąskie, ciągłe i długie szczeliny, na głębokość większą niż 1,5 m, pod kątem kilkudziesięciu stopni odchylone na zewnątrz wyrobiska, stanowiące sztuczne i celowe zniszczenie ciągłości skał spągowych, które wypełnia się piaskiem lub materiałem porowatym o wytrzymałości mniejszej od skał spągowych

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób zapobiegania wypiętrzaniu skał spągowych w wyniku działania ciśnień górotworu przkraczających wytrzymałość tych skał. Wypiętrzanie skał stanowi poważne utrudnienie w ruchu kopalni stwarzając pogorszenie warunków transportowych i wentylacyjnych.

Nasilenie tych niekorzystnych zjawisk obserwuje się wraz ze wzrostem głębokości prowadzonych robót górniczych oraz w trudnych warunkach geologicznych i zachodzi wtedy potrzeba dokonywania pobierek skał spągowych.

W praktyce górniczej znanych jest wiele sposobów zapobiegania przed wypiętrzaniem skał. Głównie sposoby te polegają na, wzmocnieniu obudowy wyrobisk i warstw spągowych albo wytworzeniu strefy upodatniającej oraz wzmocnieniu jej iniekcją cementową

W pierwszym przypadku znanym z polskich opisów patentowych nr 112956,113464 i 149710 sposób zabezpieczania przed wypiętrzaniem skał do wyrobisk polega na, zabudowaniu pomiędzy łukami ociosowymi spągowych belek stalowych i mocowaniu ich do odcinków łuków ociosowych za pomocą strzemion obudowy lub półzamków klinowych i kotwienia belek w spągu, albo na układaniu na spągu kształtowników, które rozpiera się za pomocą stojaków zabudowanych na podciągach ułożonych wzdłuż osi wyrobiska, których końce zamocowuje się do kotwi osadzonych w otworach, wierconych przy ociosach pod kątem do spągu wyrobiska, czy też na zabudowywaniu w narożach spągu i ociosów krótkich spągownic stalowych pomiędzy łukami ociosowymi sąsiednich odrzwi i kotwieniu ich za pomocą co najmniej dwóch kotwi poziomych i dwóch pionowych, równoważących siłę pochodzącą od występującego ciśnienia spągowego.

W drugim przypadku, znanym z polskiego opisu patentowego nr 76660 jako sposobu zapobiegania wypiętrzaniu spągu stosuje się strzelanie kamufletowe w spągu i ociosach wyrobiska, w celu rozluźnienia skał, albo też w znanym z ogólnego stanu techniki rozwiązaniu prowadzi się zatłaczanie w strefę upodatnioną, przez strzelanie kamufletowe, mleczka cementowego pod odpowiednim ciśnieniem.

Jeszcze inny sposób zapobiegania wypiętrzaniu spągu wyrobiska korytarzowego, znany jest z zgłoszenia nr P 303605. Polega on na wytworzeniu w przestrzeni skał spągowych jednolitej elastycznej płyty o szerokości przekraczającej obrys obudowy wyrobiska, przez wtłaczanie żywic poliuretanowych, pod odpowiednim ciśnieniem w odpowiednio dobraną sieć otworów iniekcyjnych, przy czym wzajemna odległość i długość otworów iniekcyjnych ustalana jest praktycznie w zależności od chłonności i wytrzymałości skał.

Takie zabezpieczenie górniczych wyrobisk korytarzowych nie gwarantuje w pełni przed wypiętrzaniem się skał spągowych. Metoda odsunięcia strefy zwiększonych ciśnień górotworu od granic obudowy w głąb górotworu powoduje rozłożenie występujących sił na większą

174 144 objętość skał spągowych i zmniejszenie jednostkowych nacisków w tym obszarze skał, ale tylko do czasu, gdy skała w strefie upodatniającej będzie w stanie rozluzowanym.

Wzmacnianie spągu mleczkiem cementowym zwiększa nieco odporność skał na siły niszczące, tworząc małoodkształcalną kruchą płytę spągową

Iniekcja ciśnieniowa z zastosowaniem żywic poliuretanowych jest stosowana w górotworze szczelinowatym i ma na celu ograniczenie wypiętrzania skał, poprzez wytworzenie w spągu wyrobiska jednolitej, elastycznej i odkształcalnej płyty o zwiększonych parametrach wytrzymałościowych, charakteryzującej się dużą ciągliwością.

Celem wynalazku było opracowanie sposobu, który pozwalałby w maksymalnym stopniu wykorzystać nośność skały, powodując zmianę rozkładu sił w skałach spągowych z rozciągających na ściskające, na które skała jest najbardziej wytrzymała.

Zostało to rozwiązane według wynalazku w ten sposób, że w korzystnej odległości od czoła przodka wyrobiska chodnikowego, wzdłuż obu jego ociosów i w pobliżu odrzwi obudowy wykonuje się w spągu dwie wąskie,ciągłe i długie szczeliny, na głębokość większą niż 1,5 m, pod kątem kilkudziesięciu stopni rozchylone na zewnątrz wyrobiska, stanowiące sztuczne i celowe zniszczenie ciągłości skał spągowych, które wypełnia się materiałem porowatym o wytrzymałości mniejszej od skał spągowych.

Taki sposób zabezpieczenia wyrobisk chodnikowych jest stosunkowo prosty do wykonania w każdych warunkach, a przy tym pewny w stosowaniu, ponieważ oprócz upodatnienia warstw spągowych i ociosowych zapewnia jeszcze w nich znacznie korzystniejszy rozkład sił. Ponadto wycięte szczeliny w spągu umożliwiają wzajemne przemieszczanie się skał spągowych, bez naruszania przekroju poprzecznego chodnika, a wypełniający je materiał porowaty zapewnia ograniczoną odkształcalność.

Sposób według wynalazku jest dokładniej wyjaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, przedstawiającym wyrobisko chodnikowe w przekroju poprzecznym.

W wyrobisku chodnikowym 1 prowadzonym w podatnej obudowie metalowej 2, najlepiej w odległości 25 m od czoła przodku, wzdłuż obu jego ociosów, około 20 do 40 cm od jej odrzwi, mechanicznie, maszyną do wykonywania wrębów wykonuje się w spągu 3 dwie wąskie szerokości kilku cm ciągłe szczeliny 4 na głębokość, w zależności od wytrzymałości skał spągowych, od 1,5 do 2,5 m, długością odpowiadające długości drążonego chodnika 1. Szczeliny 4 wykonuje się pod kątem od 50° do 70°, rozchylone na zewnątrz wyrobiska i wypełnione piaskiem 5 średnioziarnistym lub materiałem porowatym o wytrzymałości mniejszej od skał spągu 4. Na skutek koncentrujących się naprężeń w ociosach wyrobiska chodnikowego 1, następuje najpierw zagęszczenie piasku lub materiału porowatego w szczelinach 4, a następnie ściskanie skał spągowych 3 skierowane prostopadle do wykonywanych szczelin 4, powodujące wytworzenie naprężeń przeciwdziałających wypiętrzaniu się skał spągowych 3 do wyrobiska chodnikowego 1.

174 144

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób zapobiegania wypiętrzaniu spągów w wyrobiskach górniczych zwłaszcza korytarzowych, pod wpływem działania nadmiernego ciśnienia górotworu, znamienny tym, że w korzystnej odległości od czoła przodku wyrobiska korytarzowego wzdłuż obu jego ociosów i w pobliżu odrzwi obudowy, wykonuje się w spągu dwie wąskie, ciągłe i długie szczeliny, na głębokość większą niż 1,5 m, pod kątem kilkudziesięciu stopni odchylone na zewnątrz wyrobiska, stanowiące sztuczne i celowe zniszczenie ciągłości skał spągowych, które wypełnia się piaskiem lub materiałem porowatym o wytrzymałości mniejszej od skał spągowych.