RU1789713C - Способ креплени подготовительных выработок в зоне вли ни очистных работ - Google Patents

Abstract

Использование: в горнодобывающей промышленности и предназначен дл  использовани  в выработках, наход щихс  в зоне вли ни  очистных работ. Цель: повышение безопасности подготовительных выработок . Сущность изобретени : крепь устанавливают с максимальной несущей способностью с учетом динамических при- грузок в момент обрушени  основной кровли , на участках, дл  которых напр жение при максимальной длине консоли пород кровли превышает максимум напр жений после обрушени . На остальных участках выработки несущую способность крепи усилени  измер ют от минимальной по направлению движени  очистного забо  до максимальной с последующим уменьшением до минимума в конце участка. Положительный эффект: улучшаетс  состо ние подготовительных выработок, повышаетс  безопасность работ . 2 ил. со с

Description

Изобретение относитс  к горно-добыва- ющей промышленности и может быть использовано при подземной разработке пластовых месторождений полезных ископаемых , при выборе и установке крепи в подготовительных выработках на участках, подверженных вли нию очистных работ.

Известен способ креплени  подготовительных выработок, наход щихс  в зоне вли ни  очистных работ, заключающийс  в определении смещений и расчетной нагрузки на крепь, выборе крепи и ее плотности, а также в выборе крепи усилени  в случае, если расчетное смещение превышают кон- структив--:ую податливость основной крепи. Недостатком этого способа  вл етс  то, что при выборе плотности установки крепи в выработках на участках вли ни  очистных

работ не учитываютс  динамические нагрузки , св занные с осадками основной кровли.

Известен также способ креплени  горных выработок в зоне вли ни  очистных работ , при котором элементы усилени  крепи устанавливают в местах повышенного опорного давлени . Недостатком этого способа  вл етс  то, что размер участков усилени  крепи и интервалы между ними принимают равными, без учета реального напр женного состо ни  массива. При выборе плотности крепи не учитываютс  динамические нагрузки на крепь в момент обрушени  основной кровли, что имеет большое значение при разработке пластов с труднообрушае- мыми кровл ми.

Целью изобретени   вл етс  повышение безопасности в подготовительной выработке .

vi со

ю

V

СО

Указанна  цель достигаетс  тем, что в подготовительной выработке в зоне вли ни  очистных работ экспериментально устанавливают распределение напр жений в массиве до и после обрушени  пород основной кровли и соответствующие размеры зон предельного напр женного состо ни  массива . По полученным кривым определ ют размеры и местоположение участка усилени  крепи (участок ab). Исход  из услови , что напр жение в массиве при максимальной длине консоли превышает уровень максимальных напр жений при длине консоли, равной нулю, устанавливают на этом участке выработки дополнительную крепь усилени  с переменной плотностью, которую определ ют, исход  из величины динамических нагрузок на крепь в момент обрушени  основной кровли. Величину динамических нагрузок наход т из соотношени 

Рдин К Рс татПри этом несущую способность усилени  крепи с переменной плотностью увеличивают с минимального значени  в начале участка усилени  (точка а) у забо  лавы до максимального в точке максимума опорного давлени  с последующим уменьшением до минимума в конце участка (точка Ь). Предложенный способ позвол ет улучшить состо ние подготовительных выработок в зоне вли ни  очистных работ за счет изменени  плотности крепи усилени  по длине выработки в соответствии с изменением напр - жен-ного состо ни  угольного пласта при подвигании очистного забо .

Существенные отличи  предлагаемого способа от известных заключаютс  в том, что в подготовительной выработке определ ют участки возможного динамического нагружени  крепи. При этом в зоне вли ни  очистных работ выдел ют два участка по несущей способности крепи усилени : с посто нной максимальной несущей способностью и переменной - от минимальной (по ходу очистного забо ) до максимальной с последующим уменьшением до минимума в конце участка. На участке с переменной по несущей способности крепи усилени  плотность крепи определ ют, исход  из динамических нагрузок на крепь в момент обрушени  основной кровли, которые наход т из соотношени 

дин

К-РС

Расчет К осуществл етс  по формуле (Шкл ровский М.Ф., Глушихин Ф.П. Динамика опорного давлени  на пластах с труд- нообрушаемыми кровл ми. Горное давление в капитальных, подготовительных и очистных выработках. Науч. тр. Л.: ВНИМИ, 1982. с. 50-55:

К-1+ 6L Е° х Н т0 Ек h3

10

х (0,31hlUx + 0,5LHTx), где L - приведенна  длина балки, равна 

15

V h0 т0 Ек

3 Ео

Ео - модуль деформации угольного пласта;

Ек - модуль деформации пород кровли; 20I - первый предельный пролет кровли; h - мощность основной кровли; К - коэффициент концентрации напр жений в опорной зоне в момент обрушени  основной кровли;

25гп0 - мощность угольного пласта; Н - глубина ведени  работ; Ux, Tx - функции вли ни .

30

Ux l

L (cos- -sin-)

Тх

cos

X

L

где х - рассто ние максимума напр жений в опорной зоне от кромки забо .

Подставив в формулу значени  дл  модели и прин в ускорение торможени  равным 9,81 м/с , получим следующие значени  коэффициента концентрации

-10. 6 146 0.6 0.75 1ч - I + -------------- х

ЗО3 3 - 500

х (0,31-30-0,6-75+ 0,5-14.6-500-0,8) 5,6.

На фиг. 1 показан способ креплени  подготовительных выработок; на фиг. 2 - график распределени  напр жений.

На фиг. 1 и 2 показаны: 1 - подготовительна  выработка, 2 - очистной забой, 3 - распределение напр жений впереди очист- ного забо  при максимальной длине консоли пород основной кровли, 4 распределение напр жений впереди очистного забо  сразу после обрушени  пород основной кровли, 5 - плотность основной крепи, 6 - плотность крепи усилени , L- шаг

обрушени  пород основной кровли, ab - длина участка выработки с крепью усилени  максимальной несущей способности, И и 2 - рассто ние до максимума напр жений до и после обрушени  кровли,

Способ осуществл етс  следующим образом .

В подготовительной выработке 1 при движении очистного забо  2 определ ют шаг обрушени  основной кровли, распределение напр жений впереди очистного забо  и рассто ние до максимума напр жений И и 2 до и после обрушени  кровли. По графикам распределени  напр жений впереди очистного забо  при максимальной длине консоли 3 и 4 пород основной кровли до и после обрушени  определ ют размеры и расположение вдоль выработки участка усилени  крепи ab. При этом исход т из услови  повышени  напр жений при максимальной длине консоли пород основной кровли максимума напр жений после обрушени  основной кровли.

По предлагаемому способу в подготовительной выработке необходимо установить основную крепь. Это. как правило, податлива  рамна  крепь с пр молинейными верх- н ками, Плотность ее установки и податливость определ ютс  согласно паспорту креплени  с учетом глубины работ и устойчивости кровли указана цифрой 5. На участке усилени  ab устанавливают крепь усилени , котора  может быть представлена стойками типа ГС, Т или навесными домкратами . Ее несуща  способность должна компенсировать избыточные напр жени , по вл ющиес  в массиве в момент обрушени  пород основной кровли (на фиг. 2 она показана поз. 6). Необходимую ее величину согласно предложенному способу можно

обеспечить путем варьировани  плотности крепи усилени  (число стоек типа ГС, Т на погонный метр), рассчитанной по известной методике расчета крепи подготовительных выработок с учетом соотношени 

дин

К-РС

где К - коэффициент концентрации напр - 10 жений.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ креплени  подготовительных выработок в зоне вли ни  очистных работ, включающий установку податливой рамной крепи элементов усилени  крепи и определение шага обрушени  пород основной кровли, отличающийс  тем, что, с целью повышени  безопасности, в подготовительной выработке, прилегающей к забою , устанавливают дополнительную крепь усилени  с переменной плотностью дл  обеспечени  увеличени  несущей способности крепи с минимального значени  в начале участка усилени  у забо  лавы до наибольшего в максимуме опорного давлени  с последующим уменьшением до минимума в конце участка, а расчетную нагрузку дл  определени  плотности дополнительной крепи усилени  наход т по соотношению

   35

   дин

   - К Рстат,

   где К - коэффициент концентрации напр жений , Рдин, Рстат - нагрузка на крепь в динамическом и статическом режимах соответственно .

   шШ

   и - .,.

   фиг.1

   кзм; ;; .vVvn-c& K

   :;..-::;-:- -.-т. .,;:«,; :г--.-гЛааы

   .

   U