PL205625B1 - Sposób zmniejszania naprężeń w caliźnie złoża przy zrobach podczas prowadzenia podziemnej eksploatacji złóż minerałów użytecznych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób zmniejszania zwiększonych naprężeń w caliźnie złoża, występujących na skrzydle frontu wybierania przylegającym do zrobów, podczas prowadzenia podziemnej eksploatacji pokładowych i pseudopokładowych złóż minerałów użytecznych, znajdujący zastosowanie zwłaszcza do eksploatacji złóż rud miedzi o małej miąższości prowadzonej systemami zabierkowymi lub ubierkowymi.

Znane są sposoby prowadzenia eksploatacji systemami ubierkowymi i zabierkowymi, w których wyrobiska poeksploatacyjne likwiduje się poprzez częściowe lub całkowite wypełnienie podsadzką suchą. Zastosowanie systemów zabierkowych i ubierkowych jest szczególnie korzystne przy eksploatacji złoża cienkiego, gdy konieczne jest selektywne urabianie calizn. Jednak w porównaniu do powszechnie stosowanych w polskim górnictwie miedzi systemów filarowo-komorowych w przypadku systemów ubierkowych i zabierkowych nie jest możliwe stosowanie szeregu wypracowanych metod ograniczania zagrożenia tąpaniami. W warunkach dużego zagrożenia tąpaniami szczególnie ważne jest unikanie sytuacji, gdy wyrobiska, w których odbywa się ruch maszyn i ludzi, sąsiadują z caliznami znajdującymi się w stanie sprężystym, które poddane są znacznym obciążeniom wynikającym z sumowania się ciśnień pierwotnych i ciśnienia eksploatacyjnego. W przypadku systemów ubierkowych i zabierkowych praktycznie jedyną metodą ograniczenia ciśnienia eksploatacyjnego jest wypełnienie zrobów materiałem o jak najmniejszej ściśliwości w celu ograniczenia deformacji warstw nadkładu. Jednak nawet w wypadku skutecznego zmniejszenia deformacji stropu nad zrobami wybieranego pola poprzez wypełnienie zrobów znaną metodą nie eliminuje się dodatkowych naprężeń na skrzydle przylegającym do starych zrobów, wynikających z ich oddziaływania na naroże calizny. W przypadku prowadzenia eksploatacji znanymi systemami filarowo-komorowymi stosowane jest odchylenie linii frontu eksploatacyjnego, przebiegającej przez czoła skrajnych komór, w celu uzyskania przez nią kąta rozwartego z linią starych zrobów. W przypadku systemów zabierkowych lub ubierkowych również możliwe jest prowadzenie ustępliwie kolejnych zabierek lub ubierek w części pola przylegającej do zrobów. Jednak w takim przypadku szczególnie duże naprężenia pojawią się w narożu calizny przy wyrobisku wybierkowym i ociosie wyrobiska wydzielającego filar od strony starych zrobów. Naprężenia te mogą być przyczyną tąpnięcia.

Istotą rozwiązania według wynalazku jest zmniejszanie zwiększonych naprężeń poprzez upodatnienie przylegającego do starych zrobów odcinka frontu eksploatacyjnego. W takim przypadku w części frontu eksploatacyjnego przylegają cego do starych zrobów, odległ oś ci pomię dzy wyrobiskami wydzielającymi ubierki (zabierki) dobiera się w taki sposób, aby wydzielane calizny mogły przechodzić w stan wytrzymałości pozniszczeniowej. Natomiast postęp przodków tych wyrobisk koordynuje się w ten sposób, aby ich czoł a był y poł o ż one wzglę dem siebie ustę pliwie, a ich linia tworzył a ką t rozwarty z linią starych zrobów. Korzystne jest takie ich uł o ż enie, aby ś rodki czół tych przodków leż a ł y na ł uku krzywiej, której końce są styczne do linii frontu i linii zrobów. Postęp przodków wnęk wydzielających ubierki (zabierki) na całym froncie korzystnie jest koordynować w ten sposób, że czoło przodka pierwszego wyrobiska, licząc od środka frontu eksploatacyjnego, wydzielającego caliznę przechodzącą w stan wytrzymałości pozniszczeniowej nie wyprzedza czoła są siedniej ubierki, prowadzonej w caliźnie, która nie przechodzi w stan wytrzymałości pozniszczeniowej.

Zaletą sposobu według wynalazku jest to, że zmniejsza, w porównaniu do znanego sposobu, zagrożenie tąpaniami w wyniku zmniejszenia ciśnienia eksploatacyjnego w narożu urabianej calizny. Pozwala na zastosowanie zabierkowych lub ubierkowych systemów eksploatacji w warunkach pola o rozwinię tej eksploatacji i wysokiego zagroż enia tą paniami. Zastosowanie tych systemów prowadzi zaś do zwiększenia efektywności eksploatacji, zwłaszcza złoża o małej miąższości, w stosunku do znanego systemu filarowo-komorowego powszechnie stosowanego w polskim górnictwie rud miedzi.

Sposób według wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładzie zastosowania na rysunku przedstawiającym eksploatację systemem filarowo-ubierkowym w polu wybierania, na którego prawym skrzydle występuje rozległy obszar starych zrobów 4 i strefa upodatniona 7 wokół wyrobisk przygotowawczych, zaś za postępem frontu eksploatacyjnego tworzone są zroby własne 3.

W przykładzie zastosowania, przedstawiono część pola eksploatacyjnego przylegającą do starych zrobów 4. Eksploatację prowadzi się systemem komorowo-ubierkowym, w którym filary, wybierane ubierkami 2, wydzielane są komorami 5 o niewielkim wybiegu i wysokości większej od miąższości złoża. W ubierkach wybierane jest tylko złoże, a przestrzeń wybrana wypełniana jest podsadzką suchą, tj. skałą płonną z rozdzielczego urabiania w przodkach komór 5. W procesie podsadzania zrobów

PL 205 625 B1 wygradzane są wyrobiska 6 komunikacyjne, transportowe i wentylacyjne, dla utrzymania ruchu w polu eksploatacyjnym. W celu zmniejszenia naprężeń w narożu calizny przylegającym do starych zrobów 4 wyznaczono strefę, w której odległości pomiędzy komorami 5 zmniejszono tak, aby calizny filarów nimi wydzielone przechodziły w stan wytrzymałości pozniszczeniowej. Ze względów technologicznych, w strefie tej urabianie w ubierkach musi być prowadzone w sposób rozdzielczy, a wysokość wyrobisk wybierkowych jest większa niż miąższość złoża. Czoła przodków komór 5 w tej strefie prowadzone są ustępliwie w ten sposób, aby ich linia 1 tworzyła kąt rozwarty z linią starych zrobów 4. Postęp przodków komór 5 wydzielających calizny na całym froncie koordynowany jest w ten sposób, że czoło pierwszego przodka, licząc od środka frontu eksploatacyjnego, wyrobiska 9 wydzielającego caliznę przechodzącą w stan wytrzymałości pozniszczeniowej nie wyprzedza czoła sąsiedniej ubierki 10 prowadzonej w caliźnie, która nie przechodzi w stan wytrzymałości pozniszczeniowej.

Na skrzydle frontu eksploatacyjnego, od strony starych zrobów 4, odległości między komorami 5, wydzielającymi ubierki 2, mogą być różne w zależności od założonego (wymaganego) kąta odchylenia frontu eksploatacyjnego, który dobiera się indywidualnie, w zależności od lokalnych warunków geologiczno-górniczych, co powoduje, że długość ubierek 2 może być różna, zwłaszcza w odniesieniu do pozostałej części frontu eksploatacyjnego.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób zmniejszania zwiększonych naprężeń w caliźnie złoża występujących na skrzydle frontu wybierania przylegającym do zrobów sąsiedniego pola wybierania w przypadku prowadzenia eksploatacji złóż minerałów użytecznych, zwłaszcza złóż rud miedzi o małej miąższości systemami filarowo-ubierkowymi lub filarowo-zabierkowymi i w których urabiane calizny nie przechodzą w stan wytrzymałości pozniszczeniowej, zaś ubierki likwiduje się poprzez wypełnienie zrobów znanym sposobem, znamienny tym, że w części frontu eksploatacyjnego od strony starych zrobów (4) koordynuje się postęp przodków komór (5) w ten sposób, aby ich czoła były położone względem siebie ustępliwie, a ich linia tworzyła kąt rozwarty z linią starych zrobów (4), zaś wzajemna odległość tych komór (5) dobierana jest w ten sposób, aby calizny pomiędzy nimi przechodziły w stan wytrzymałości pozniszczeniowej.
2. 2. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że czoło przodka pierwszego, licząc od środka frontu eksploatacyjnego, wyrobiska (9) wydzielającego caliznę przechodzącą w stan wytrzymałości pozniszczeniowej nie wyprzedza czoła sąsiedniej ubierki (10) prowadzonej w caliźnie, która nie przechodzi w stan wytrzymałości pozniszczeniowej.