PL185456B1 - Sposób wybierania pokładów węgla w trudnych warunkach geologicznych - Google Patents

Abstract

Sposób wybierania pokładów węgla w trudnych warunkach geologicznych, związanych z występowaniem zaburzeń tektonicznych oraz słabych skałstropowych, znamienny tym, ze po wyznaczeniu frontu eksploatacyjnego wybieranej ściany, w pierwszym etapie wzmacnianiajej stropu, najpierw wykonuje się pod stropem czoła ściany otwory wielkośrednicowe, przynajmniej po jednym na ustawione naprzeciwko sekcje obudowy zmechanizowanej, w których umieszcza się końce kształtowników, najlepiej korytkowych, które następnie tuz za czołem ściany przykotwia się prawie prostopadłymi kotwami stalowymi do warstw stropu bezpośredniego, spinającje wjednorodną belkę wzmocnionądodatkowo podwieszonymi kształtownikami, natomiast w drugim etapie wzmacniania stropu utworzonąbelkę przykotwia się długimi mało pochyłymi kotwami linowymi, zakładanymi tuż za czołem ściany, korzystnie dwukrotnie rzadziej niż kotwy stalowe, do wyżej lezących mocnych warstw skalnych

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wybierania pokładów węgla w trudnych warunkach geologicznych, związanych z występowaniem zaburzeń tektonicznych oraz słabych skał stropowych, występujących zwłaszcza w kopalniach prowadzących eksploatację na większych głębokościach. Słabe skały stropowe, grożące opadami, stano wiąpoważne utrudnienie w eksploatacji, powodując dezorganizację wydobycia kopalni.

Znane z techniki górniczej sposoby utrzymywania stateczności stropu wybieranych wyrobisk ścianowych polegały na tym, że pod samym stropem wierci się w węglu, wzdłuż czoła ściany, prostopadłe otwory małośrednicowe. Wzajemna odległość pomiędzy otworami odpowiada rozstawowi sekcji obudowy zmechanizowanej, ustawionej naprzeciwko. W otworach umieszcza się żerdzie wiertnicze, a ich końce podtrzymuje stropnicami sekcji obudowy. Wybieranie ściany, na całym wybiegu związane jest z koniecznością stałego uprzedniego zabezpieczania skał stropowych, od czoła do stropnic, przy pomocy żerdzi wiertniczych, łączonych z następującymi po sobie przez gwint w ciągi.

Inne znane sposoby polegają na wierceniu pod stropem, wzdłuż czoła ściany, skierowanych pochyło do skał nad wyrobiskiem długich otworów małośrednicowych i wtłaczaniu w nie środków wiążących w celu utworzenia z zalegających tam luźnych warstw skalnych zwartej warstwy. Jednakże wtłoczony środek wiążący migruje tylko do tych szczelin i spękań skalnych, które mają połączenie z otworami nawierconymi, pozostawiając pozostałe przestrzenie nie wypełnione. Następuje więc tylko poprawa warunków stropowych ale nie zatrzymanie procesu destrukcji skał stropowych na odsłoniętym odcinku za czołem ściany.

W praktyce górniczej, dla zapobieżenia zbytniego rozwarstwienia słabego stropu przed nadmiernym odsłonięciem, stosowane jest także wzmocnienie czoła ścianowego. Dokonuje się tego poprzez wiercenie w czole ściany krótkich prostopadłych otworów małośrednicowych i wypełnianie ich ładunkami wiążącymi i drewnianymi żerdziami wiertniczymi podatnymi na urabianie.

Złożoność zjawisk, związanych z oddziaływaniem ciśnienia eksploatacyjnego w skałach stropowych sprawia, że znane sposoby utrzymywania stateczności stropu nie zapewniają pełnej skuteczności, nie chronią przed niebezpiecznymi obwałami stropu i koniecznością wykonywania kosztownych obcinek ścian. Ponadto sąmało bezpieczne i bardzo pracochłonne, wymagające wiercenia dużej ilości otworów na całym wybiegu ściany, wierconych przy zatrzymanym froncie ściany.

185 456

Powyższe wady i niedogodności udało się usunąć za pomocą sposobu wybierania pokładów węgla w trudnych warunkach geologicznych poprzez skuteczne wzmocnienie warstw stropowych. Zgodnie z wynalazkiem, po wyznaczeniu frontu eksploatacyjnego wybieranej ściany, w pierwszym etapie wzmacniania jej stropu najpierw wykonuje się pod stropem czoła ściany otwory wielkośrednicowe, przynajmniej po jednym na ustawione naprzeciwko sekcje obudowy zmechanizowanej, w których umieszcza się końce kształtowników, najlepiej korytkowych, które następnie tuż za czołem ściany przykotwia się prawie prostopadłymi kotwiami stalowymi do warstw stropu bezpośredniego, spinając je w jednorodną belkę, wzmocnioną dodatkowo podwieszonymi kształtownikami. Natomiast w drugim etapie wzmacniania utworzoną belkę przykotwia się długimi mało pochyłymi kotwami linowymi, zakładanymi tuż za czołem ściany, korzystnie dwukrotnie rzadziej niż kotwy stalowe, do wyżej leżących mocnych warstw skalnych.

Sposób według wynalazku, zapewniający zwiększenie wytrzymałości górotworu nad wybieranym wyrobiskiem, jest stosunkowo prosty do wykonania, praktycznie w każdych warunkach geologicznych, a przy tym pewny w stosowaniu, zarówno w wyrobiskach już istniejących jak i będących dopiero w przygotowaniu.

Przedmiot wynalazku jest schematycznie uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, przedstawiającym na fig. 1 fragment kotwionego wyrobiska ścianowego wraz z obudową ustawioną po wyznaczeniu frontu eksploatacyjnego w widoku z góry, fig. 2 - ten sam fragment wyrobiska w przekroju A-A na fig. 1, fig. 3 - fragment kotwionego wyrobiska po przesunięciu frontu ścianowego wraz z obudową w widoku z góry, a fig. 4 - ten sam fragment wyrobiska po przesunięciu frontu ścianowego w przekroju B-B na fig.3.

Sposób wybierania pokładów węgla w trudnych warunkach geologicznych, rozpoczyna się po wyznaczeniu frontu eksploatacyjnego ściany 11 ustawieniu naprzeciw niego w rzędzie sekcji obudowy zmechanizowanej 2. Polega na wykonaniu najpierw w pierwszym etapie wzmocnienia warstw stropu bezpośredniego. W tym celu wykonuje się pod stropem 3 czoła ściany 1 otwory wielkośrednicowe o długości 1,5 m, po jednym lub dwa na ustawione naprzeciwko sekcje obudowy 2 i umieszcza w nich końce kształtowników korytkowych 4 o długości 3 m. Następnie tuż za czołem ściany przykotwia się kształtowniki 4 prawie prostopadłymi kotwiami stalowymi 5 o długości 2,2 m do warstw stropu bezpośredniego, spinając je wjednorodną belkę, wzmocnioną dodatkowo podwieszonymi kształtownikami 4. Kotwy 5 osadza się poprzez podkładkę 6, po bokach z każdego z kształtowników 4, których drugie końce podpiera się jeszcze stropnicami sekcji obudowy 2.

Natomiast w drugim etapie wzmacniania warstw stropowych, dopiero co utworzoną belkę przykotwia się jeszcze pochyłymi pod kątem 70 do 80° kotwami linowymi 7 o długości 4 m, zakładanymi tuż za czołem ściany 1, korzystnie dwukrotnie rzadziej niż kotwy stalowe 5, do wyżej leżących mocnych warstw skalnych.

Po wykonaniu tych robót przesuwa się front wybieranej ściany 1 wraz z obudową zmechanizowaną2 o około 1,5 m i na granicy końców kształtowników 4 wierci się w czole ściany 1 nowe otwory wielkośrednicowe i wykonuje dalsze czynności pierwszego i drugiego etapu opisanego cyklu, łącząc zachodzące na siebie teleskopowo końce następujących po sobie kształtowników zaciskami 8. Opisany cykl powtórzony kilka razy ogranicza proces destrukcji skał stropowych na odcinku od czoła ściany 1 do stropnic obudowy zmechanizowanej 2, przesuwając go nad obudowę 2.

Powyższy sposób wzmacniania warstw stropowych można także stosować w określonych warunkach np. przy występowaniu strefnieciągłości, w niepełnym zakresie, ograniczając się tylko do jego pierwszego lub drugiego etapu.

185 456

185 456

Fig.3

185 456

Fię.2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz Cena 2,00 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób wybierania pokładów węgla w trudnych warunkach geologicznych, związanych z występowaniem zaburzeń tektonicznych oraz słabych skał stropowych, znamienny tym, że po wyznaczeniu frontu eksploatacyjnego wybieranej ściany, w pierwszym etapie wzmacniania jej stropu, najpierw wykonuje się pod stropem czoła ściany otwory wielkośrednicowe, przynajmniej po jednym na ustawione naprzeciwko sekcje obudowy zmechanizowanej, w których umieszcza się końce kształtowników, najlepiej korytkowych, które następnie tuz za czołem ściany przykotwia się prawie prostopadłymi kotwami stalowymi do warstw stropu bezpośredniego, spinając je wjednorodnąbelkę wzmocnioną dodatkowo podwieszonymi kształtownikami, natomiast w drugim etapie wzmacniania stropu utworzonąbelkę przykotwia się długimi mało pochyłymi kotwami linowymi, zakładanymi tuż za czołem ściany, korzystnie dwukrotnie rzadziej niż kotwy stalowe, do wyżej leżących mocnych warstw skalnych.