Pierwszenstwo: 24.12.1971 (P. 152475) Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 15.01.1975 74475 KI. 5d,17/00 MKP E21£ 17/00 CZYTELNIA Urzedu Potentewtco Twórca wynalazku: Kazimierz Pawlowicz Uprawniony z patentu tymczasowego: Glówny Instytut Górnictwa, Ka¬ towice (Polska) Sposób kierowania stropem zapobiegajacym tapaniom Przedmiotem wynalazku jest podsadzkowo-zawa- lowy sposób kierowania stropem wyrobisk poeks¬ ploatacyjnych w pokladach zagrozonych tapaniami.Gwaltowne odprezenia calizny skalnej zwane ta¬ paniami naleza do najgrozniejszych zjawisk wyste¬ pujacych w licznych kopalniach mineralów uzy¬ tecznych, a takze i w kopalniach wegla kamienne¬ go. Wyróznia sie dwie kategorie tapan, tapania na¬ prezeniowe, inaczej pokladowe oraz. tapania stro¬ powe czy .spagowe. W pierwszych wyzwalana jest energia potencjalna nagromadzona w caliznie po¬ kladu, a w drugich energia zakumulowana w ska¬ lach stropu czy spagu, jak i w pokladzie. Warun¬ kiem wystepowania obu kategorii tapan sa trwale, grube warstwy skal o duzej wytrzymalosci mecha¬ nicznej, zalegajace nad i pod pokladem oraz zdol¬ nosc gromadzenia energii sprezystej odksztalcenia objetosciowego i postaciowego przez, obciazona ca¬ lizne weglowa oraz skaly plonne. W czasie eksploa¬ tacji pokladu z zawalem stropu, gdy oba powyzsze warunki sa spelnione, odslaniane trwale warstwy skalne nie zalamuja sie poza przestrzenia robocza wyrobiska do odpowiednio duzej wysokosci, tworzy sie zbyt niskie zawalisko chaotyczne, które nie sta¬ nowi podpory dla silnie uginajacych sie i osiadaja¬ cych warstw wyzszych. Obciazenie przejmuje ca¬ lizna pokladu z sasiedztwa pola eksploatacji i wzra¬ staja ,w niej naprezenia, az dochodzi do przekrocze¬ nia jej wytrzymalosci i w rezultacie do gwaltow¬ nego odprezenia i zruszenia calizny skalnej. Zjawi¬ lo 15 20 25 30 sku temu mozna zapobiegac przez wymuszanie za¬ walu odpowiednio grubej wiazki warstw stropo¬ wych.Przy eksploatacji pokladu z podsadzka hydrau¬ liczna warstwy stropu poza przestrzenia robocza wyrobiska nie ulegaja w zasadzie zalamaniu, lecz uginaja sie, osiadajac na piasku podsadzki. Wskaz¬ nik osiadania stropu wzrasta wraz ze scisliwoscia materialu podsadzkowego, z wysokoscia wyrobiska eksploatacyjnego, z niepoprawnoscia wypelnienia pustki itp. Ze wzrostem wskaznika zwieksza sie na¬ cisk, który wywieraja uginajace i obnizajace sie trwale warstwy stropowe na calizne czola sciany oraz ociosów^ wyrobisk korytarzowych, obejmuja¬ cych pole scianowe badz eksploatacyjne. W kon¬ sekwencji trwale warstwy stropu oraz calizna wy¬ bieranego pokladu gromadza energie sprezysta wy¬ zwalana nastepnie w zjawisku tapniecia.Celem wynalazku jest opracowanie takiego spo¬ sobu kierowania stropem pokladów sklonnych do tapan, który przyczynilby sie do zredukowania ugiecia i obnizenia trwalych warstw stropowych i tym samym zmniejszylby naciska, powodujace wzrost naprezen ulegajacych rozladowaniu w pro¬ cesie tapniecia.Cel ten zostal osiagniety za pomoca sposobu we¬ dlug wynalazku. Jego istota polega na tym, ze poza przestrzenia robocza wyrobiska eksploatacyjnego wymusza sie metodami strzelniczymi lub innymi zawal warstw skalnych, zalegajacych nad likwido- . 7447574475 wana czescia wyrobiska po uprzednim wypelnieniu jej podsadzka hydrauliczna lub sucha. Wymuszanie zawalu mozna zapoczatkowac przed lub po czescio¬ wym wypelnieniu przestrzeni likwidowanej mate¬ rialem podsadzki i nastepnie prowadzic strzelania okresowo albo w sposób ciagly, podsadzajac nor¬ malnie pustke poeksploatacyjna. Roboty wiertni¬ czo-strzelnicze prowadzi sie z przestrzeni sciano¬ wej badz z chodników przyscianowych lub innych na przyklad wygradzanych w podsadzce. Taki spo¬ sób kierowania stropem przyczynia sie do przery¬ wania ciaglosci i lamania plyty stropu zlozonej z trwalych nadppklaojowych warstw skal mocnych oraz przyspiesza przejmowanie nacisku i podparcie warstw wyzszych prz^z podsadzke i spietrzone, zbi¬ te odstrzalem gruzowisko skalne. Przez wymusza¬ nie zawalu skal stropowych nad podsadzona prze¬ strzenia juzyi&u&isie wiec zmniejszenie nacisku oraz parcia skal stropowych i spagowych na po¬ klad w otoczeniu pola scianowego lub pola eksplo¬ atacyjnego. Dalsza zaleta sposobu wedlug wyna¬ lazku jest zlagodzenie skutków ewentualnych pek¬ niec i zalaman wyzszych, osiadajacych law skal¬ nych stropu, oddzielonych od pokladu wiazka warstw zestrzeliwanych poza przestrzenia robocza sciany. Oprócz tego wymuszanie zawalu i przery¬ wanie ciaglosci warstw skalnych stwarza mozliwosc ich przemieszczania sie nad calizna pokladu ku zro¬ bom wzdluz powierzchni warstwowania. Proces ten wiaze ze soba rozwój szczelinowatosci wyprzedza¬ jacej, która ulatwia dezintegracje warstw stropo¬ wych ponad likwidowana czescia wyrobiska.Wynalazek jest dokladniej wyjasniony na zala¬ czonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia scia¬ ne bedaca w rozruchu w widoku z góry, fig. 2 — przekrój sciany wzdluz linii A-A, zaznaczonej na fig. 1, a lig. 3 — [fragment sciany pozostajacej w normalnym postepie.Kierowanie stropem w pokladach sklonnych do tapan zgodnie z wynalazkiem odbywa sie w naste¬ pujacy sposób. Po urobieniu kilku zabiorów calizny weglowej czola sciany bedacej w rozruchu, odstrza¬ lem otworów w rzedach 1 i 2 zrzuca sie bezposred¬ ni strop chodnika scianowego 3, z którego rozpoczy¬ na sie sciane oraz strop pierwszego pasa 4 prze¬ strzeni likwidowanej o szerokosci dwóch lub trzech zabiorów. Po wykonaniu w stropie wylomu 5 chod¬ nik scianowy 3 wraz z pierwszym pasem 4 podsa¬ dza sie tak, aby wylom 6 nie zostal wypelniony podsadzka. Powierzchnia stropowa 6 wylomu 5 sta¬ nowi dodatkowa powierzchnie odsloniecia skal stro¬ pu, która przyczynia sie do wzmozenia skutecznosci odstrzalu ladunków umieszczonych w dalszych ko¬ lejnych szeregach otworów 7, 8 i 9, odwiercanych i odpalanych w miare postepu przodku i po wy¬ pelnieniu podsadzka pasa 4 i nastepnie pasa 10 li¬ kwidowanej przestrzeni wyrobiska. Strzelania przedstawionym systymem pasowym mozna pro¬ wadzic w sposób ciagly lub okresowy, a ich sku¬ tecznosc podwyzszyc przykladowo przez zwieksze¬ nie srednicy i dlugosci otworów strzalowych oraz odpalanych w nich ladunków, to znaczy przez przejscie na metode strzelan ze sciany otworami rozmieszczanymi w rzedach U, 12 i 13. Innym spo¬ sobem podwyzszenia skutecznosci wymuszania za¬ walu jest równoczesne ze strzelaniem pasowym pro¬ wadzenie strzelan dlugimi otworami o zwiekszonej srednicy, odwiercanymi z chodników przysciano¬ wych 15 oraz z chodników 16 wygradzanych w pod- 5 sadzce w srodkowej czesci sciany. Strzelania dlugi¬ mi otworami z chodników, wymuszajace zawal stro¬ pu poza przestrzenia robocza sciany mozna prowa¬ dzic tak jak strzelania systemem pasowym w spo¬ sób ciagly lub okresowy. Mozna równiez systemem 10 pasowym strzelac okresowo, a dlugimi otworami odwiercanymi z chodników w sposób ciagly lub odwrotnie. Inna modyfikacja sposobu wedlug wy¬ nalazku jest wymuszanie zawalu stropu przez od¬ strzal samego tylko ukladu (np. wachlarzowego) 15 dlugich otworów odwiercanych w skalach nadpo- kladowych ponad przestrzenia likwidowana wyro¬ biska eksploatacyjnego z chodników przysciano¬ wych i wygradzanych w podsadzce. Przy tym spo¬ sobie wymuszania zawalu wskazane jest aby od- 20 strzal dlugich otworów poprzedzic wyplukaniem spod stropu pewnej ilosci piasku, w celu odslonie¬ cia powierzchni spagowej wiazki nadpokladowych warstw i przez tto wzmóc skutecznosc ich urabia¬ nia detonacja materialu wybuchowego ladunków. 25 W scianach czynnych, pozostajacych w normal¬ nym postepie, zawal stropu mozna zapoczatkowac w sposób uwidoczniony na fig. 3. Polega on na tym, ze likwidowanego pasa 17 nie podsadza sie pod sam strop, lecz pod jego powierzchnia pozostawia sie 80 pustke 18 o wysokosci kilkudziesieciu centymetrów.Pustke te po odstrzale otworów w rzedach liz wypelni gruz skalny oraz piasek, który wplywa tu przy podsadzaniu nastepnego, kolejnego pasa 19 li¬ kwidowanej przestrzeni wyrobiska. Dalsze strzela- 35 nia prowadzi sie tak, jak strzelania wymuszajace zawal przy rozruchu sciany, poczynajac od otwo¬ rów rozmieszczonych w rzedach 7, S i 9.Podsadzkowo-zawalowemu sposobowi kierowania stropem sprzyja zaleganie w stropie bezposrednim 40 wiazki warstw skal niezbyt trwalych, latwo urabia¬ nych odstrzalem. Przy mocnych warstwach wyz¬ szych tego rodzaju skaly w stropie bezposrednim w wyrobiskach pokladów sklonnych do tapan stwarzaja, w przypadku gwaltownego odprezenia, 45 szczególnie wysoki stan zagrozenia, poniewaz w chwili tapniecia ulegaja one zawalowi i rozpa¬ dowi. 50 PL