RU2078216C1 - Method for prevention of rock bursts and increase of roof cavability - Google Patents
Method for prevention of rock bursts and increase of roof cavability Download PDFInfo
- Publication number
- RU2078216C1 RU2078216C1 RU94008799A RU94008799A RU2078216C1 RU 2078216 C1 RU2078216 C1 RU 2078216C1 RU 94008799 A RU94008799 A RU 94008799A RU 94008799 A RU94008799 A RU 94008799A RU 2078216 C1 RU2078216 C1 RU 2078216C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rock
- prevention
- roof
- increase
- block
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к повышению безопасности ведения подземных горных работ на шахтах, опасных по горным ударам и с труднообрушаемой кровлей. The invention relates to improving the safety of underground mining in mines hazardous for mountain impacts and with hard-to-collapse roofs.
Ближайшим аналогом является способ управления деформированием подрабатываемого массива пород с целью устранения деформаций земной поверхности (а. с. N 372351 с приоритетом от 16.02.1971, автор Ю.И.Мартынов. Бюлл. N 13, опубл. 01.03.1973). Недостатком аналога является, согласно формуле изобретения, большая глубина щелей, а следовательно, высокая трудоемкость. Глубина щелей не зависит от деформаций земной поверхности. Известен способ управления кровлей (авт.св. СССР N 1453025 приоритет от 15.12.86, авторы: Чакветадзе Ф.А. Чакветадзе Р.А. Ерохин В.Л, Присташ В.В.). Суть его состоит в следующем. Из откачного и вентиляционного штреков под углом бурятся скважины, которые взрываются и нагнетается жидкость (мочевина), но лучше вода. В результате чего происходит интенсивное набухание вмещающих пород от 5 до 30% Это должно обеспечить по замыслу авторов конвергенцию почвы и кровли. Названное авторское свидетельство может служить ближайшим прототипом предполагаемого изобретения. Недостатки следующие:
1. Может быть использовано только во вмещающих породах, которые могут значительно набухать (глины, алевролиты, аргиллиты), в противном случае не будет никакого эффекта.The closest analogue is a method of controlling the deformation of an undermined massif of rocks in order to eliminate deformations of the earth's surface (a.s. N 372351 with a priority of 02.16.1971, author Yu.I. Martynov. Bull. N 13, publ. 01.03.1973). The disadvantage of the analogue is, according to the claims, a large depth of the cracks, and therefore, high complexity. The depth of the cracks does not depend on the deformation of the earth's surface. A known method of controlling the roof (ed. St. USSR N 1453025 priority from 12.15.86, authors: Chakvetadze F.A. Chakvetadze R.A. Erokhin V.L., Pristash V.V.). Its essence is as follows. Wells are drilled from the pumping and ventilation drifts at an angle, which explode and pump liquid (urea), but preferably water. As a result, there is an intensive swelling of the enclosing rocks from 5 to 30%. This should ensure, according to the authors, the convergence of soil and roof. The named copyright certificate may serve as the closest prototype of the alleged invention. The disadvantages are as follows:
1. It can be used only in the host rocks, which can significantly swell (clays, siltstones, mudstones), otherwise there will be no effect.
2. На мощных пластах это не дает эффекта, не могут же породы дать увеличение мощности на несколько метров, чтобы обеспечить конвергенцию почвы и кровли. 2. On powerful strata, this does not have an effect, but rocks cannot give an increase in power by several meters to ensure the convergence of soil and roof.
3. Исключает использование его при работе по падению, так как вода будет двигаться за забоем и вызовет подтопление очистных работ. 3. Eliminates its use when working in the fall, as the water will move behind the face and cause flooding of the treatment works.
4. Поскольку 60-70% угольных месторождений обводнены и процесс пучения пород прошел, то дополнительное увлажнение не дает необходимого эффекта. 4. Since 60-70% of the coal deposits are waterlogged and the process of rock heaving has passed, additional wetting does not give the necessary effect.
5. Этот способ управления кровлей требует время для "замачивания" вмещающих пород, что не всегда возможно при обработке системами с обрушением и непрерывном горнодобычном процессе. 5. This method of controlling the roof takes time to “soak” the enclosing rocks, which is not always possible when processing systems with collapse and a continuous mining process.
Диапазон использования этого способа весьма узок. Нами предлагается другой способ, свободный от названных недостатков и более эффективный. The range of use of this method is very narrow. We propose another method, free from the above disadvantages and more effective.
Целью изобретения является повышение безопасности ведения подземных горных работ на шахтах, опасных по горным ударам и труднообрушаемой кровлей. Поставленная цель достигается тем, что заблаговременно по ходу следования очистных работ на верхнем горизонте, для снижения опасности горных ударов и повышения обрушаемости кровли, сооружается последовательность монолитных блоков, оконтуренных щелями, под которыми создается усиленное концентрированное наведенное энергетическое поле, равное энергии разрушения в оконтуренном блоке пород и реализуемое в дополнительном трещинообразовании под блоками с параметрами: высотой h, равной не менее половины нормального расстояния между очистными горизонтами и шириной l, равной или менее высоты блока. The aim of the invention is to increase the safety of underground mining in mines, dangerous for mountain impacts and hard-to-collapse roofs. This goal is achieved by the fact that in advance of the cleaning operations on the upper horizon, in order to reduce the risk of mountain impacts and increase the collapse of the roof, a sequence of monolithic blocks, contoured by gaps, is created under which an enhanced concentrated induced energy field is created, equal to the destruction energy in the contoured rock block and realized in additional crack formation under blocks with parameters: height h equal to at least half the normal distance between the cleansing bubbled horizons and width l, equal to or less than the block height.
Выявленные отличительные признаки не обнаружены в известных решениях, следовательно, предлагаемое решение отвечает критерию "существенные отличия". Identified distinguishing features were not found in the known solutions, therefore, the proposed solution meets the criterion of "significant differences".
Предлагаемое изобретение реализуется следующим образом. На участке, опасном по горным ударам или с труднообрушаемой кровлей, нарезаются блоки пород таким образом, чтобы щели одного служили щелями другого, как это показано на фиг. 1. Технология сооружения щелей буровзрывным способом широко известна и подробно изложена (Ю.И.Мартынов "Управление деформированием подрабатываемого массива горных пород глубокими щелями". М. Недра, 1995, с. 116, ил.). Сооружения щелей путем бурения скважин без обсадки и выхода керна осуществляются с верхнего горизонта на нижний (фиг. 2). Для этого используется вентиляционные и откаточные штреки, пространство лавы или специально проводимые по углю сбойки малого сечения. В результате создания монолитного блока (при h≥l) выделилась бы энергия ΔЭ при продвижении трещины, если бы оно не сопровождалось затратами на пластические деформации в вершине и разрыв связей в материале, т.е. The invention is implemented as follows. Blocks of rocks are cut so that the slots of one serve as slots of the other, as shown in FIG. 1. The technology for constructing cracks with the blasting method is widely known and described in detail (Yu.I. Martynov, "Management of the deformation of the undermined massif of rocks with deep gaps." M. Nedra, 1995, p. 116, ill.). The construction of slots by drilling wells without casing and core is carried out from the upper horizon to the lower (Fig. 2). For this, ventilation and haulage drifts, lava space or small-section faults specially carried out on coal are used. As a result of the creation of a monolithic block (at h≥l), the energy ΔE would be released when the crack propagated, if it were not accompanied by the costs of plastic deformations at the apex and breaking of bonds in the material, i.e.
ΔЭ = δA-δu,
где δA энергия, идущая на продвижение трещины;
δu высвобождаемая энергия в границах блока пород.ΔE = δA-δu,
where δA is the energy used to advance the crack;
δu released energy within the boundaries of the rock block.
Энергия, идущая на сооружение щелей, может быть легко определена непосредственным путем (по энергозатратам на бурение скважин, расходу ВВ и его работоспособности), или согласно решению Инглиса с использованием теории Гриффитса, изменение энергии в пластине единичной толщины равно (В.З. Партон, Е.М.Морозов. "Механика упругопластического разрушения", М. "Наука", 1985, с. 32). Равновесное состояние трещины наступает при δA = δu. В нашем случае силы, работающие на создание щелей, выступают как внешние силы относительно упругопластических деформаций высвобождаемой энергии, заключенной в объеме блока пород. Показано, что если тело находится в равновесии, то приращение работы внешних сил равно приращению работы деформации (С.Д. Демидов. "Теория упругости", М. "Высшая школа", 1979, с. 52).The energy spent on the construction of gaps can be easily determined directly (by energy consumption for drilling wells, flow rate of explosives and its operability), or according to Inglis's decision using the Griffiths theory, the change in energy in a plate of unit thickness is (V.Z. Parton, E.M. Morozov. "Mechanics of Elastoplastic Destruction", M. "Science", 1985, p. 32). The equilibrium state of the crack occurs at δA = δu. In our case, the forces working to create gaps act as external forces relative to the elastoplastic deformations of the released energy contained in the volume of the rock block. It is shown that if the body is in equilibrium, then the increment of the work of external forces is equal to the increment of the work of deformation (SD Demidov. "Theory of elasticity", M. "Higher School", 1979, p. 52).
Итак
,
где
h глубина щелей,
σ- напряжение растяжения, создаваемое при растяжении,
dl- приращение трещин в блоке пород в пространстве,
E модуль линейной упругости.so
,
Where
h the depth of the cracks,
σ is the tensile stress created by stretching,
dl - increment of cracks in the block of rocks in space,
E is the modulus of linear elasticity.
Поскольку блок пород не разрушается и только слабо деформируется (Пат. N 1656129 СССР, E21D5/00. Способ управления деформированием подрабатываемого массива; Ю. И. Мартынов (СССР), N 421010/03; Заявление 18.08.87. Опубл. 15.01.91 Бюл. N 22), то энергия, предназначенная для разрушения блока пород, пойдет на разрушение пород под блоком, где согласно принципу суперпозиции на имеющееся энергетическое поле накладывается энергетическое поле, заключенное в границах S блока пород (фиг. 2). Поскольку протяженность трещин эквивалентна энергии трещинообразования, то суммарная протяженность трещин (щелей), оконтуривающих блок, в плоской задаче она равна 2h, должна быть равной суммарной протяженности трещин, полученных в результате дополнительного энергетического поля, наведенных монолитным, слабо деформируемым, блоком пород. Покажем это экспериментально (см. таблицу). Since the block of rocks does not collapse and only weakly deforms (Pat. N 1656129 USSR, E21D5 / 00. Method for controlling the deformation of the underworked massif; Yu. I. Martynov (USSR), N 421010/03; Statement 18.08.87. Publ. 15.01.91 Bull. N 22), then the energy intended for the destruction of the rock block will go to the destruction of the rocks under the block, where according to the principle of superposition, an energy field enclosed within the boundaries S of the rock block is superimposed on the existing energy field (Fig. 2). Since the length of the cracks is equivalent to the energy of crack formation, the total length of the cracks (slots) that outline the block, in the planar problem, it is equal to 2h, should be equal to the total length of the cracks obtained as a result of an additional energy field induced by a monolithic, slightly deformable, block of rocks. We show this experimentally (see table).
Таким образом, чем больший объем пород оконтурировается щелями, тем больше энергии идет под блок и мельче дробится порода. Thus, the larger the volume of rocks contoured by slits, the more energy goes under the block and the rock is crushed finer.
Использование этого способа борьбы с горным давлением отличается меньшей трудоемкостью (в 2 раза), а по эффективности он эквивалентен способу, если бы щели разрезали всю толщу с верхнего горизонта до очистного. Using this method of dealing with rock pressure is less labor intensive (2 times), and in terms of effectiveness it is equivalent to the method if the slits cut the entire thickness from the upper horizon to the treatment one.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94008799A RU2078216C1 (en) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | Method for prevention of rock bursts and increase of roof cavability |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94008799A RU2078216C1 (en) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | Method for prevention of rock bursts and increase of roof cavability |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94008799A RU94008799A (en) | 1996-02-10 |
RU2078216C1 true RU2078216C1 (en) | 1997-04-27 |
Family
ID=20153484
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94008799A RU2078216C1 (en) | 1994-03-16 | 1994-03-16 | Method for prevention of rock bursts and increase of roof cavability |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2078216C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023197393A1 (en) * | 2022-04-14 | 2023-10-19 | 中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司 | Method for large goaf caving-in treatment and goaf elimination in underground mine |
-
1994
- 1994-03-16 RU RU94008799A patent/RU2078216C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023197393A1 (en) * | 2022-04-14 | 2023-10-19 | 中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司 | Method for large goaf caving-in treatment and goaf elimination in underground mine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Van As et al. | Caving induced by hydraulic fracturing at Northparkes mines | |
RU2117764C1 (en) | Method for degassing of coal seams | |
RU2078216C1 (en) | Method for prevention of rock bursts and increase of roof cavability | |
RU96113099A (en) | METHOD FOR OPTIMIZED ORIENTATION OF CLEANING MILLINGS, IN PARTICULAR ON STONE-COAL DEPOSIT | |
RU2059810C1 (en) | Method for mining of steeply dipping mineral deposits | |
RU2136890C1 (en) | Method for degassing of coal seams | |
RU2134786C1 (en) | Method for saving sections of development workings | |
RU2010953C1 (en) | Method of determination of cracks spreading height in basic zone of working | |
SU1145158A1 (en) | Method of preventing sudden outbursts of coal and gas when opening-up coal seams | |
EA017030B1 (en) | Hard mineral resource mining method | |
RU2163968C2 (en) | Method of cover caving | |
RU2034991C1 (en) | Method of suppressing dynamic effects at developing coal seams | |
SU1372045A1 (en) | Method of recovering materials from thick underground formations | |
SU1754899A1 (en) | Method for improvement of stability of opencast flanks and benches | |
RU2132464C1 (en) | Method for stabilizing rock by rods in underground workings | |
RU2125160C1 (en) | Method for bore-hole hydraulic mining of solid minerals | |
SU883504A1 (en) | Method of preventing dynamic and gas-dynamic phenomena in rock body | |
RU2091582C1 (en) | Method of mining of mineral beds at large depths | |
SU836364A1 (en) | Method of preventing dynamic phenomena at working of coal beds | |
SU1401142A1 (en) | Method of eliminating sudden surges of water to working face of a working being driven | |
RU2013546C1 (en) | Method for protection of reused workings | |
SU1709114A1 (en) | Method of preparation of coal seams prone to gas dynamic phenomena | |
SU914773A1 (en) | Method of filling an excavated space | |
RU2014396C1 (en) | Method for reducing adverse effect of underground workings on ground surface | |
SU1191582A1 (en) | Method of solid roof composition |