RU1796028C

RU1796028C - Method for reliving mine working from stresses

Info

Publication number: RU1796028C
Application number: SU904892195A
Authority: RU
Inventors: Магомед Ахметович Дзауров; Борис Васильевич Федоренко; Владимир Николаевич Олейников; Виктор Иванович Урусов
Original assignee: Северокавказский горно-металлургический институт
Priority date: 1990-12-17
Filing date: 1990-12-17
Publication date: 1993-02-15

Abstract

Использование: изобретение относитс к горному делу и может быть использовано дл поддержани выработок, проводимых в массивах с высокими напр жени ми при отработке пологопадающих мощных месторождений на больших глубинах и позвол ет повысить устойчивость выработки путём снижени вывалообраоований за счет управлени жесткостью массива. Сущность: дл этого определ ют плоскость ослаблени , совпадающую с углом падени рудной залежи и проход щей ниже центра выработки на рассто нии п, определ емом по формуле п (1 - tg2 a)/10tg «, где а- угол падени рудной залежки, после этого разгруженные шпуры бур т только по линии пересечени плоскости ослаблени со стенками выработки. Дл исключени ёли ни очистной выемки дополнительно бур т разгрузочные шпуры по линии пересечени горизонтальной плоскости со стенками выработками. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. . -г ЁUsage: the invention relates to mining and can be used to maintain mine workings carried out in high stress arrays during the development of shallow powerful deposits at great depths and allows to increase the stability of production by reducing dumping by controlling the rigidity of the massif. Essence: for this, a weakening plane is determined that coincides with the angle of incidence of the ore deposit and passes below the center of the mine at a distance n, determined by the formula n (1 - tg2 a) / 10tg ", where a is the angle of incidence of the ore deposit, after of this, the drilled holes are drilled only along the line of intersection of the weakening plane with the walls of the excavation. To exclude the need for either a cleaning recess, unloading holes are additionally drilled along the line of intersection of the horizontal plane with the walls by the workings. 1 C.p. f-ls, 1 ill. . -yo yo

Description

Изобретение относитс к горному делу и может быть использовано дл поддержани выработок, проводимых в массивах с высокими напр жени ми при отработке пологопадающих мощных месторождений на больших глубинах.The invention relates to mining and can be used to maintain mine workings conducted in high-voltage arrays during the development of dipping powerful deposits at great depths.

Известен способ охраны горных выработок , включающий бурение разгрузочных скважин в бортах выработки параллельными р дами и расположение их попарно в верхнем и нижнем р дах.A known method of protecting mine workings, including drilling unloading wells in the sides of the mine in parallel rows and arranging them in pairs in the upper and lower rows.

Однако таким способом.нельз повысить устойчивость выработки, так как вокруг выработок существует асимметричное поле напр жений, и разгрузочные шпуры необходимо забуривать в местах максимальных концентраций напр жений. Бурение скважин только в бортах выработкиHowever, in this way, it is not possible to increase the stability of the workings, since there is an asymmetric stress field around the workings, and unloading holes must be drilled at the places of maximum stress concentrations. Drilling of wells only in the sides of production

ослабл ет цельную часть массива, что приводит к дополнительным разрушени м выработки .weakens the whole part of the massif, which leads to additional destruction of the output.

Наиболее близким к за вл емому способу вл етс способ охраны выработок, заключающийс в бурении шпуров по разной высоте в стенках выработки под различны- ,. ми углами наклона к ос м выработки, причем участки со шпурами чередуютс с участками выработки без разгрузочных шпуров.Closest to the claimed method is a method of protecting workings, which consists in drilling holes at different heights in the walls of the workings under different,. angles of inclination to the axes of the excavation, the sections with holes alternating with the sections of the excavation without unloading holes.

Однако из практики прочности горных пород известно, что дл сн ти в массиве высоких напр жений, необходимо его раз- уплотнить и создать податливость в наиболее слабом месте массива, в противном случае забуривание шпуров в других местах приводит к ослаблению массива и к дополVJHowever, from the practice of rock strength, it is known that in order to remove high voltages in an array, it is necessary to soften it and create compliance at the weakest point of the array, otherwise drilling holes in other places leads to weakening of the array and to additional VJ

ОABOUT

о о юoh oh

0000

соwith

нительным обрушени м горных пород в окрестности подземного сооружени . Это объ сн етс тем, что в зоне ослаблени (податливости ) в любом случае наблюдаютс разрушени пород, а дополнительное ослабление массива разгрузочными шпурами в бортах выработки нарушает сплошность их, т.е. борта разрушаютс . При определенном разрушении бортов (расширении выработки ) разрушаетс и кровл .rock caving in the vicinity of the underground structure. This is explained by the fact that in the weakening (compliance) zone, in any case, rock destruction is observed, and an additional weakening of the array by unloading holes in the sides of the mine disrupts their continuity, i.e. the sides collapse. With a certain destruction of the sides (expansion of the production), the roof also collapses.

Кроме того, известный способ не учитывает исходное поле напр жений (без вли ни очистной выемки) и динамическое поле напр жений (с учетом вли ни очистной выемки ).In addition, the known method does not take into account the initial stress field (without the influence of the cleaning recess) and the dynamic stress field (taking into account the effect of the cleaning recess).

Цель изобретени .- повышение устойчивости выработки путем снижени вывалооб- разований за счет управлени жесткостью массива..The purpose of the invention is to increase the stability of production by reducing dumping by controlling the rigidity of the array.

Поставленна цель достигаетс тем, что в способе, включающим бурение разгрузочных шпуров в стенках выработки, согласно изобретению перед бурением разгрузочных шпуров определ ют плоскость ослаблени , совпадающую с углом падени рудной залежи и проход щей ниже центра выработки на рассто нии, определ емом по формулеThe goal is achieved in that in a method involving drilling of unloading holes in the walls of the mine, according to the invention, before drilling unloading holes, a plane of weakening is determined that coincides with the angle of incidence of the ore deposit and passing below the center of the mine at a distance determined by the formula

n (1 -tg2a)/10tga(1) где G - угол падени рудной залежи, при этом разгрузочные шпуры бур т по лини м пересечени плоскости ослаблени со стенками выработки.n (1 -tg2a) / 10tga (1) where G is the angle of incidence of the ore deposit, while unloading holes are drilled along the lines of intersection of the weakening plane with the working walls.

В случае, если р дом с выработкой провод т или ожидаетс проведение очистной выемки, то поставленна цель достигаетс тем, что дополнительно бур т разгрузочные шпуры по линии пересечени горизонтальной плоскости, проход щей через центр выработки , со стенками выработки..In the event that a cleaning excavation is carried out next to the mine or is expected to take place, the goal is achieved by additionally drilling unloading holes along the line of intersection of the horizontal plane passing through the mine center with the mine walls.

На чертеже представлен поперечный разрез разгружаемой выработки.The drawing shows a cross section of the unloaded mine.

На схеме линией 1 обозначен контур возможных обрушений пород, после бурени разгрузочных шпуров в соответствии с изобретением, а линией 2 - контур возможных обрушений, после бурени разгрузочных шпуров в соответствии с прототипом.In the diagram, line 1 indicates the contour of possible rock collapse, after drilling unloading holes in accordance with the invention, and line 2 indicates the contour of possible collapse, after drilling unloading holes in accordance with the prototype.

Вокруг горной-выработки, котора проводитс до выемки полезного ископаемого, существует определенное поле напр жений , которое зависит от гравитационных и тектонических сил, форм и угла падени залежи и т.п.Around the mining, which is carried out before the extraction of the mineral, there is a certain stress field, which depends on gravitational and tectonic forces, the shape and angle of incidence of the deposit, and the like.

Многочисленными экспериментами установлено , что плоскость ослаблени совпадает с углом падени рудной залежи и проходит ниже центра выработки на некотором рассто нии (определ емом по вышеприведенной формуле) в зависимости от угла падени залежи,It has been established by numerous experiments that the weakening plane coincides with the angle of incidence of the ore deposit and passes below the center of production at a certain distance (determined by the above formula) depending on the angle of incidence of the deposit

В плоскости ослаблени действуют главные разрушающие напр жени . Поэтому важно определить направление главных разрушающих напр жений.In the plane of attenuation, the main breaking stresses act. Therefore, it is important to determine the direction of the main breaking stresses.

В плоскости ослаблени по линии ее пересечени со стенками выработки бур т разгрузочные шпуры по восстанию и падению рудной залежи, эти шпуры создают дополнительную податливость и наиболее слабых местах горного массива, снижа таким образом жесткость массива. Т.е. происходит управление жесткостью массиваIn the plane of weakening along the line of its intersection with the walls of the mine, unloading bores are drilled along the uprising and fall of the ore deposit, these boreholes create additional flexibility in the weakest areas of the massif, thereby reducing the rigidity of the massif. Those. array stiffness control occurs

путем создани в ослабленных плоскост х дополнительной податливости бурением шпуров в строго определенном месте этой плоскости.-Забуриваемые шпуры создают полости в плоскости ослаблени . Дл этого,by creating additional flexibility in the weakened planes by drilling holes in a strictly defined place on this plane. Drilled holes create cavities in the weakening plane. For this,

чтобы разгрузитьс , массив разуплотн ет- с , т.е. развиваетс естественна и техно- генна трещиноватость, элементарные породные блоки перемещаютс в сторону свободного пространства. Забуренные вto unload, the array is decompressed et-s, i.e. natural and technogenic fracture develops, elementary rock blocks move towards free space. Drilled in

плоскости ослаблени разгрузочные шпуры и создают такую свободную поверхность или полость, куда перемещаютс породы, наход щиес под высоким напр женным состо нием (запредельным), т.е. таким образом управл ем жесткостью массива. Тем самым сохран етс целостность остального массива. Таким образом, мы разгружаем массив в окрестности выработки от высоких .напр жений, повыша при этом устойчивость горных пород вокруг выработки.the weakening planes discharge holes and create such a free surface or cavity where rocks moving under a high stress state (beyond), i.e. Thus, we control the rigidity of the array. This preserves the integrity of the rest of the array. Thus, we unload the massif in the vicinity of the mine from high stresses, while increasing the stability of the rocks around the mine.

При эксплуатации этих разгруженных выработок, еслч р дом предполагаетс выемка полезного ископаемого, то вли ние очистной выемки на эту выработку компенсируетс дополнительным бурением разгрузочных шпуров в горизонтальной плоскости, проход щей через центр выработки .During the operation of these unloaded workings, if mineral extraction is supposed to be carried out nearby, the influence of the cleaning excavation on this production is compensated by additional drilling of unloading holes in a horizontal plane passing through the center of the working.

Изобретение иллюстрируетс следующим примером.The invention is illustrated by the following example.

Рассмотрим конкретно выполнение предложенного способа дл условий рудников Норильского района. Угол падени мощной рудной залежи 20°. После проведени Consider specifically the implementation of the proposed method for the conditions of the mines of the Norilsk region. The angle of incidence of a powerful ore deposit is 20 °. After

выработки находим по формуле (1) смещение плоскости ослаблени п. В нашем случае:workings we find by formula (1) the offset of the plane of weakening p. In our case:

пP

1 - tg2 а 1 -0.13 „ 0.871 - tg2 a 1 -0.13 „0.87

10tga 10-0,36 3,6 J 24 QM Следовательно, плоскость ослаблени будет проходить на 24 см ниже центра выработки и под углом 20° к горизонтали. Делаем соответствующие построени в масштабе на графике. Вывалообразовани начнут10tga 10-0.36 3.6 J 24 QM Therefore, the weakening plane will extend 24 cm below the center of the mine and at an angle of 20 ° to the horizontal. We make appropriate constructions on a scale on the graph. Failure will begin

происходить в точках пересечени плоскости ослаблени со стенками выработки, т.е. в точках А и В (см.фиг. 1) и в этих же точках необходимо забурить разгрузоч ные шпуры по восстанию и падению рудной залежи глубиной 1.8 м и диаметром 41 мм на рассто нии друг от друга 20 см. Сти рассто ни получены экспериментально и не завис т от угла падени рудной залежи.occur at the points of intersection of the plane of weakening with the walls of the mine, i.e. at points A and B (see Fig. 1) and at the same points it is necessary to drill unloading holes for the rise and fall of the ore deposit 1.8 m deep and 41 mm in diameter at a distance of 20 cm from each other. The distance was obtained experimentally and independent of the dip angle of the ore deposit.

Если же в последующем предполагаетс выемка полезного ископаемого, то дополнительно , до подхода фронта очистных работ, бур т также разгрузочные шпуры II (фиг.1) в стенках выработки в горизонтальной плоскости, проход щей через центр выработки (см.фиг.1, позицию II).If in the future it is planned to extract minerals, then in addition, before approaching the front of the treatment works, unloading holes II (Fig. 1) are also drilled in the walls of the mine in a horizontal plane passing through the center of the mine (see Fig. 1, position II )

Управление жесткостью массива, путем бурени разгрузочных шпуров в плоскости ослаблени , позвол ет снизить в 3-4 раза объемы вывалов пород. Экспериментально установлено, что объемы выва- лообразований снижаютс в 3-4 раза по сравнению с прототипом. Размер зоны вывалообразований сказываетс при последующей эксплуатации выработкиControlling the rigidity of the massif by drilling unloading boreholes in the weakening plane makes it possible to reduce the volume of rock outfall by 3-4 times. It was experimentally established that the volume of dumping is reduced by 3-4 times compared with the prototype. The size of the dumping area affects the subsequent operation of the mine

на объемы ее перекреплени и капитального ремонта. Установлено, что при эксплуатации выработок и ее разгрузке от действующих напр жений и управлени жесткостью массива по за вл емому способу затраты на перекрепление и ремонт снижаютс на 10-15%.on the volumes of its redevelopment and overhaul. It has been established that during the operation of the workings and their unloading from the existing stresses and control of the rigidity of the array according to the claimed method, the costs of reconstruction and repair are reduced by 10-15%.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION 1. A method of unloading a mine working from stresses, including drilling unloading holes in the walls of the mine, characterized in that, in order to increase the stability of the mine by reducing dump formation by controlling the rigidity of the array, a weakening plane is determined before drilling the unloading holes coinciding with the angle of incidence of the ore deposit and passing below the center of the mine at a distance determined by the formula

5

0

. 10tga

where a is the angle of incidence, of the ore deposit, while unloading holes are drilled along the lines of intersection of the weakening plane with the walls of the excavation.

2. The method according to claim 1, characterized in that, in order to increase the stability of the mine under the influence of the treatment recess, additionally drill unloading holes are drilled along the lines of intersection of the horizontal plane passing through the center of the mine with the walls of the mine.