RU2167301C1 - Method of supporting mine workings in adjacent coal seams - Google Patents
Method of supporting mine workings in adjacent coal seams Download PDFInfo
- Publication number
- RU2167301C1 RU2167301C1 RU99125147A RU99125147A RU2167301C1 RU 2167301 C1 RU2167301 C1 RU 2167301C1 RU 99125147 A RU99125147 A RU 99125147A RU 99125147 A RU99125147 A RU 99125147A RU 2167301 C1 RU2167301 C1 RU 2167301C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- workings
- mine
- mining
- formation
- working
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Devices Affording Protection Of Roads Or Walls For Sound Insulation (AREA)
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к угольной промышленности и может быть использовано для охраны выработок по сближенным пластам угля и в породах между ними, отрабатываемым в нисходящем порядке, от влияния остаточного опорного давления, возникающего в целиках, которые оставляют при отработке вышележащего пласта над охраняемыми выработками по нижележащему сближенному пласту. Способ предназначен для охраны бремсбергов, уклонов, штреков, скатов, печей, квершлагов и других выработок по нижележащему пласту и породной толще, расположенных параллельно линии очистного забоя по вышележащему сближенному пласту, над которыми при отработке последнего оставляют предохранительный целик угля для охраны их от влияния очистных работ по вышележащему пласту. The invention relates to the coal industry and can be used to protect mine workings on adjacent coal seams and in the rocks between them, worked out in a descending order, from the influence of the residual reference pressure that occurs in the pillars, which are left during mining of the overlying seam above the protected workings on the underlying adjacent seam . The method is intended for the protection of Bremsbergs, slopes, drifts, ramps, furnaces, crosshairs and other workings along the underlying seam and rock mass located parallel to the face line along the overlying adjacent seam, over which, when mining the latter, a protective pillar of coal is left to protect them from the influence of treatment overlying works.
Подавляющее большинство пластов отечественных и зарубежных угольных месторождений являются сближенными и поэтому они отрабатываются в нисходящем порядке. Так, в Кузнецком бассейне около 70% всех пластов угля залегает на расстоянии друг от друга от 6 до 30 м. Указанные выше виды горных выработок по нижележащему сближенному пласту проводятся чаще всего до отработки вышележащего пласта (что обусловлено в основном необходимостью своевременной подготовки соседних сближенных пластов и технологией их отработки) и охраняются от влияния очистных работ по нему целиками угля, оставляемыми над ними. На шахтах Кузбасса и других бассейнов над охраняемыми выработками оставляют целики угля шириной от 30 до 80 м на глубине разработки от 200 до 800 м при одностороннем влиянии на них очистных работ, и от 60 до 170 м при двустороннем влиянии очистных работ. The vast majority of seams of domestic and foreign coal deposits are closely related and therefore they are worked out in a descending order. So, in the Kuznetsk basin, about 70% of all coal seams occur at a distance of 6 to 30 m from each other. The above types of mine workings on the underlying adjacent seam are most often carried out before mining of the overlying seam (which is mainly due to the need for timely preparation of neighboring adjacent seams) and technology of their development) and are protected from the influence of treatment operations on it by pillars of coal left above them. In the mines of Kuzbass and other basins over protected workings, coal pillars are left with a width of 30 to 80 m at a development depth of 200 to 800 m with unilateral impact of treatment work on them, and from 60 to 170 m with bilateral impact of treatment work.
Несмотря на оставление над выработками целиков таких размеров на них с углублением горных работ сильно возрастает опорное давление за счет зависания подработанных пород. Под действием остаточного опорного давления на целики происходят опасные деформации в охраняемых под ними выработках по сближенному пласту (пластам) и породным толщам и их приходится ремонтировать, перекреплять, часть проводить заново. Наиболее часто и опасно деформируются и требуют перекрепки надрабатываемые бремсберги, уклоны и квершлаги. Согласно действующей терминологии в горном деле из двух сближенных взаимовлияющих пластов вышележащий пласт называется надрабатывающим, нижележащий - надрабатываемым, выработки по ним - соответственно надрабатывающие и надрабатываемые (Горная Энциклопедия. Т. 3, с. 425. - М.: Изд-во Советская Энциклопедия, 1987 г.). Despite the abandonment of pillars of pillars of such sizes on them with deepening of mining operations, the supporting pressure greatly increases due to the hang of underworked rocks. Under the influence of the residual reference pressure on the pillars, dangerous deformations occur in the workings protected under them along the adjacent formation (s) and rock strata and they have to be repaired, reinforced, and some must be re-performed. The most frequently and dangerously deformed and require rebuilding are the worked-out Bremsbergs, slopes, and crosshairs. According to current terminology in mining, from two closely related, mutually influencing strata, the overlying stratum is called the overworking stratum, the underlying stratum is called the producing stratum, the workings on them are respectively working and stratified (Mountain Encyclopedia. T. 3, p. 425. - M .: Publishing House Soviet Encyclopedia 1987).
Оставление целиков (шириной от 30 до 170 м и более) над надрабатываемыми выработками по надрабатывающим пластам, при которых исключается вредное влияние на них опорного давления надработки, связано с очень большими потерями угля и средствами, вложенными на подготовку поля шахты, части его к отработке. Кроме того, целики, как концентраторы повышенных напряжений, зачастую являются очагами горных ударов, внезапных выбросов, подземных пожаров. The abandonment of pillars (with a width of 30 to 170 m or more) over worked-out workings on working-out strata, in which the harmful influence of the working pressure of the work-out is eliminated due to very large losses of coal and funds invested in preparing the mine field, part of it for mining. In addition, pillars, as high-voltage concentrators, are often the centers of mountain impacts, sudden emissions, underground fires.
Известны способы снижения опорного давления на горные выработки, способы разгрузки горных выработок от опорного давления, охраняемых целиками угля и других полезных ископаемых по а.с. N 12319348, E 21 D 11/00, а.с. N 817253, E 21 C 37/00, а.с. N 1046523, E 21 D 11/00, а.с. N 875075, E 21 D 13/02, а. с. N 947425, E 21 C 41/04, а.с. N 983273, E 21 C 41/04, а.с. N 1165786, E 21 C 41/04, а.с. N 1254165, E 21 D 11/14, а.с. N 1467183, E 21 C 41/04, а.с. N 1195008, E 21 D 11/14. Known methods of reducing the reference pressure on the mine workings, methods of unloading the mine workings from the reference pressure, protected by pillars of coal and other minerals by AS N 12319348, E 21 D 11/00, a.s. N 817253, E 21 C 37/00, a.s. N 1046523, E 21 D 11/00, a.s. N 875075, E 21 D 13/02, a. from. N 947425, E 21 C 41/04, a.s. N 983273, E 21 C 41/04, a.s. N 1165786, E 21 C 41/04, a.s. N 1254165, E 21 D 11/14, a.s. N 1467183, E 21 C 41/04, a.s. N 1195008, E 21 D 11/14.
Сущность способа разгрузки горной выработки от напряжений по а.с. N 12319348 заключается в том, что зону неупругих деформаций создают посредством проведения разрезной печи между охраняемой выработкой и очистным забоем и погашением разрезной печи вне зоны опорного давления. Разрезную печь проходят на расстоянии, равном сумме величины зон неупругих деформаций выработки и разрезной печи. The essence of the method of unloading the mine from stress A. N 12319348 lies in the fact that the zone of inelastic deformations is created by conducting a split furnace between the guarded mine and the working face and the extinction of the split furnace outside the reference pressure zone. The cutting furnace pass at a distance equal to the sum of the size of the zones of inelastic deformation of the mine and the cutting furnace.
Недостатком способа является необходимость проведения разрезной печи, поддержания и погашения ее, что связано со значительными дополнительными затратами и средствами на эти работы. Кроме того, этот способ не базируется на выборе протяженности отрабатываемой части пласта исходя из падения основных прирожденных трещин относительно линии очистного забоя. The disadvantage of this method is the need for a split furnace, maintaining and paying off it, which is associated with significant additional costs and funds for these works. In addition, this method is not based on the choice of the length of the developed part of the reservoir based on the fall of the main inborn cracks relative to the line of the face.
Недостатком способов охраны выработок по а.с. N 875075 и а.с. N 947425 является то, что они не обеспечивают предотвращения зависания пород основной кровли пласта, т.е. причины формирования и действия опорного давления в зоне влияния очистных работ. По физической сущности они не соответствуют характеру проявления горного давления при обрушении основной кровли разрабатываемых пластов. The lack of methods for protecting mine workings as. N 875075 and A.S. N 947425 is that they do not provide for preventing the suspension of rocks of the main roof of the formation, i.e. reasons for the formation and operation of the reference pressure in the zone of influence of the treatment works. By physical nature, they do not correspond to the nature of the manifestation of rock pressure during the collapse of the main roof of the developed formations.
Не достигается разгрузка горной выработки от опорного давления в зоне влияния очистных работ от зависания пород основной кровли по а.с. N 817253. The unloading of the mine from the reference pressure in the zone of influence of the treatment works from the hanging of the rocks of the main roof is not achieved according to as N 817253.
Способ разгрузки горной выработки от напряжений по а.с. N 1046523 предназначен для разгрузки выработок при отработке рудных тел, рудных месторождений с неравнокомпонентными полями напряжений путем бурения в окрестности их веерообразных скважин и взрывания зарядов путем проходки взрывных камер. Способ требует выполнения большого объема буровзрывных работ, что связано с дополнительными вредными динамическими воздействиями на выработки, поэтому он не пригоден для охраны и разгрузки выработок по угольным пластам. The method of unloading the mine from stress A. N 1046523 is intended for unloading workings during mining of ore bodies, ore deposits with unequal component stress fields by drilling in the vicinity of their fan-shaped wells and blasting charges by driving explosive chambers. The method requires the implementation of a large volume of drilling and blasting operations, which is associated with additional harmful dynamic effects on the workings, therefore, it is not suitable for the protection and unloading of workings in coal seams.
Основной недостаток охраны пластовых выработок по а.с. N 1195008 состоит в том, что он не обеспечивает обрушение пород основной кровли пласта на момент отработки участка пласта и подхода очистного забоя к границе предохранительного целика угля у охраняемой выработки (вида бремсберга, уклона, ската и других, расположенных параллельно линии очистного забоя), так как протяженность отрабатываемой части пласта не взаимоувязана с кратностью расстояния между основными прирожденными трещинами основной кровли пласта. Поэтому на момент отработки участка пласта не происходит обычно обрушение пород основной кровли пласта, последняя нависает на целик угля у охраняемой выработки, вследствие чего целик и охраняемая им выработка испытывают повышенное опорное давление на протяжении всего срока службы выработки. The main disadvantage of protecting reservoir workings as. N 1195008 is that it does not provide for the collapse of the rocks of the main roof of the formation at the time of mining the section of the formation and the approach to the face of the coal safety pillar at the guarded mine (type of Bremsberg, slope, slope and others located parallel to the face of the face), so how the length of the worked out part of the formation is not interconnected with the multiplicity of the distance between the main inborn cracks of the main roof of the formation. Therefore, at the time of mining a section of the formation, the rocks of the main roof of the formation do not usually collapse, the latter hangs on the whole coal at the guarded mine, as a result of which the whole and the mine protected by it experience increased reference pressure throughout the entire service life of the mine.
По способу а.с. N 983273 разгрузка выработки от опорного давления нависания пород основной кровли на краевую часть угольного массива и охрана ее достигаются путем принудительного обрушения их буровзрывным способом. Способ включает сооружение ниш в боках охраняемой выработки по всей ее длине, бурение скважин из ниш на всю мощность основной кровли пласта, т.е. зависающих пород и формирующих опасное опорное давление, причем бурение скважин осуществляют веером в вертикальной плоскости, расположенной вдоль оси выработки и на расстоянии от контура выработки, равном половине ее ширины. Данный способ очень трудоемкий, требует выполнения большого объема ниш и буровзрывных работ. Кроме того, способ приводит к неравномерному обрушению нависающих пород, к динамическим ударам от взрыва зарядов. According to the method of A.S. N 983273 unloading the output from the reference pressure of the overhanging rocks of the main roof to the edge of the coal mass and protecting it are achieved by forcing them collapse using the blasting method. The method includes constructing niches in the sides of the guarded mine along its entire length, drilling wells from niches for the entire thickness of the main roof of the formation, i.e. hanging rocks and forming a dangerous reference pressure, and drilling of wells is carried out with a fan in a vertical plane located along the axis of the mine and at a distance from the mine circuit equal to half its width. This method is very time-consuming, requires a large volume of niches and drilling and blasting. In addition, the method leads to an uneven collapse of overhanging rocks, to dynamic shock from the explosion of charges.
Аналогичными существенными недостатками способа по а.с. N 983273 обладает и способ охраны выработок по а.с. N 1165786. Он предназначен и применим для выработок, поддерживаемых позади очистных выработок на границе с выработанным пространством для повторного использования. Способ очень трудоемкий, так как требует выполнения большого объема присечных и буровзрывных работ. Similar significant disadvantages of the method as. N 983273 also has a method for protecting mine workings according to A.S. N 1165786. It is intended and applicable to workings maintained behind treatment workings at the border with the worked out space for reuse. The method is very time-consuming, since it requires a large amount of cutting and blasting operations.
По а. с. N 1254165 решен вопрос усиления обычной металлической арочной крепи выемочных выработок. Обеспечено упрощение конструкции крепи и снижение трудоемкости монтажа и демонтажа ее. Этим способом не обеспечиваются предотвращения зависания пород основной кровли пласта на целик угля у охраняемой выработки. By a. from. N 1254165 resolved the issue of strengthening the usual metal arch support of excavation workings. A simplification of the roof support structure and a reduction in the complexity of mounting and dismounting it are provided. This method does not prevent the rocks from hanging on the main roof of the formation from hanging on the whole coal near the protected mine.
Сущность способа по а.с. N 1467183 заключается в том, что разгрузка охраняемой выработки от опорного давления достигается тем, что из разгружающей выработки, проводимой у предохранительного целика угля, дополнительно проводят щель в кровлю пласта по нормали к напластованию на высоту, обеспечивающую обрушение консольно зависающих пород на целик угля и полное подбучивание подработанных и вышележащих толщ пород и щель в почву пласта по нормали к нему на глубину, предотвращающую распространение опорного давления через почву пласта на охранный целик угля. The essence of the method as. N 1467183 lies in the fact that the unloading of the guarded mine from the reference pressure is achieved by the fact that from the unloading mine conducted at the coal safety pillar, an additional gap is made in the formation roof along the normal to the bedding to a height that ensures the cantilever-hanging rocks collapse on the whole coal and tapping in of underworked and overlying rock strata and a gap in the formation soil normal to it to a depth that prevents the distribution of reference pressure through the formation soil to the protective pillar of coal.
Формирование разгрузочной выработки и разгрузочных щелей завершают до приближения очистных работ к разгрузочной выработке и щелям на длины участка, отрабатываемого за время, за которое очистные работы продвинутся к разгрузочной выработке и щелям на величину, равную протяженности распространения опорного давления впереди очистного забоя, и за время, необходимое для перераспределения и стабилизации горного давления вокруг разгрузочной выработки и разгрузочных щелей после их проведения. The formation of the discharge working and discharge slots is completed before the treatment works approach the discharge working and the slots on the length of the section worked out during the time during which the treatment works advance to the discharge working and the cracks by an amount equal to the length of the reference pressure propagation in front of the working face, and during necessary for the redistribution and stabilization of rock pressure around the unloading mine and unloading cracks after they are held.
Основной недостаток способа состоит в том, что для предотвращения зависания пород основной кровли и формирования опасного опорного давления на предохранительный целик угля и охраняемую выработку, к которой всей длиной движется очистной забой, необходимо проводить разгрузочную выработку в краевой части целика и из нее разгрузочные щели в кровлю и почву пласта по нормали к напластованию пород. The main disadvantage of this method is that to prevent freezing of the rocks of the main roof and the formation of dangerous reference pressure on the safety pillar of coal and the guarded mine, to which the full face moves, it is necessary to carry out unloading excavation in the edge of the pillar and from it unloading slots into the roof and formation soil normal to bedding.
Работы эти трудоемкие, так как требуют проведения разгрузочных выработок и щелей. Особенно трудоемки работы по устройству разгрузочных выработок и щелей в кровле и почве пласта. These works are laborious, since they require unloading workings and cracks. Particularly time-consuming work on the device of unloading workings and cracks in the roof and soil of the formation.
Большим недостатком способа является также то, что протяженность отрабатываемой части пласта очистным забоем и место расположения разгрузочной выработки на границе целика угля и выработанного пространства принимают без учета прирожденной трещиноватости основной кровли пласта и ориентации падения прирожденных трещин относительно линии (фронта) очистного забоя. A big disadvantage of the method is that the length of the worked out part of the formation by the bottom face and the location of the unloading excavation at the boundary of the coal pillar and the worked out space are taken without taking into account the inherent fracture of the main roof of the formation and the orientation of the fall of natural cracks relative to the bottom line (front) of the face.
Из известных способов охраны пластовых выработок от вредного влияния остаточного опорного давления на целик угля, оставляемый возле охраняемой выработки, наиболее близким является способ установки податливого анкера по патенту РФ N 2122116, E 21 C 41/18. Of the known methods for protecting reservoir workings from the harmful effects of residual reference pressure on the whole coal left near the guarded mine, the closest is the method of installing a flexible anchor according to RF patent N 2122116, E 21 C 41/18.
Сущность этого способа заключается в том, что выработку по разрабатываемому пласту охраняют целиком угля, подвигание очистного забоя всей линией (фронтом) параллельно расположению охраняемой выработки и протяженность отрабатываемой части пласта очистным забоем принимают равной кратному суммарному расстоянию между основными прирожденными трещинами основной кровли в направлении отработки пласта, причем пласт отрабатывают в направлении с падением основных прирожденных трещин основной кровли от линии очистного забоя в выработанное пространство. The essence of this method lies in the fact that the development of the developed seam is protected entirely of coal, the movement of the face by the entire line (front) parallel to the location of the protected mine and the length of the worked out part of the formation by the face are taken to be equal to a multiple of the total distance between the main inborn cracks of the main roof in the direction of the formation moreover, the formation is worked out in the direction with the fall of the main inborn cracks of the main roof from the face line to the worked out a nd.
Способ позволяет существенно снизить опорное давление на предохранительный целик угля возле охраняемой выработки, повысить устойчивость выработки и снизить затраты на ее крепление и поддержание. Однако он имеет значительные недостатки. The method can significantly reduce the reference pressure on the safety pillar of coal near the guarded mine, increase the stability of the mine and reduce the cost of its fastening and maintenance. However, it has significant disadvantages.
Основной недостаток способа состоит в том, что им не достигается полностью предотвращение зависания подработанных пород кровли на предохранительный целик угля возле охраняемой выработки на границе с выработанным пространством. Зависающие породы формируют в целике повышенные напряжения, которые обычно оказывают очень вредное влияние на надрабатываемые выработки, расположенные под целиком. Обрушение пород основной кровли по основным прирожденным трещинам на границе отработанного очистного пространства и предохранительного целика возле охраняемой не исключает зависания значительной части пород кровли выработанного пространства на предохранительный целик угля и формирования за счет их веса повышенного остаточного опорного давления, которое будет действовать на выработку под целиком по нижележащему сближенному пласту или породной толще с момента отработки надрабатывающего пласта и до погашения надрабатываемой выработки. Кроме того, в породах основной кровли угольных пластов зачастую плохо выражены основные прирожденные трещины и в этих условиях данный способ не применим. The main disadvantage of this method is that it does not completely prevent the hanging of underworked roof rocks on the safety pillar of coal near the guarded mine at the border with the worked out space. The hovering rocks form entirely increased stresses, which usually have a very detrimental effect on the workings under development located under the whole. The collapse of the rocks of the main roof along the main natural cracks at the border of the waste treatment space and the safety pillar near the guarded one does not exclude a significant part of the rocks of the worked-out roof from hanging on the safety pillar of coal and the formation of increased residual reference pressure due to their weight, which will act on the development under the whole the underlying adjacent formation or rock stratum from the moment of mining the mining layer to the maturity of the produced mining weave. In addition, in the rocks of the main roof of coal seams, the main congenital cracks are often poorly expressed and under these conditions this method is not applicable.
Большим недостатком способа являются также большие потери угля в целиках и связанный с этим рост затрат на подготовку пластов угля к разработке. С увеличением глубины расположения выработок резко возрастают размеры (ширина) целиков, потери угля и затраты на воспроизводство запасов к отработке. Целики угля являются также очагами горных ударов, внезапных выбросов и подземных пожаров. Так, на шахтах Кузбасса около 40% всех горных ударов происходили в целиках, очагами примерно 50% всех подземных пожаров являлись целики угля. A big disadvantage of the method is also the large loss of coal in the pillars and the associated increase in the cost of preparing coal seams for development. With an increase in the depth of the location of the workings, the sizes (width) of the pillars, the loss of coal and the cost of reproduction of reserves for mining sharply increase. The pillars of coal are also hotbeds of rock strikes, sudden emissions and underground fires. So, in the mines of Kuzbass about 40% of all mountain strikes took place in pillars, foci of about 50% of all underground fires were pillars of coal.
Целью изобретения является повышение устойчивости и снижение затрат на крепление и поддержание выработок по сближенным пластам угля. The aim of the invention is to increase stability and reduce the cost of fastening and maintaining workings on the adjacent coal seams.
Цель достигается тем, что в предлагаемом способе охраны горных выработок по сближенным пластам угля, включающем проведение охраняемой выработки по надрабатываемому пласту с подвиганием очистного забоя по надрабатывающему пласту параллельно расположению охраняемой выработки, очистную выработку по надрабатывающему пласту всем фронтом проводят над охраняемой выработкой с подвиганием от нее на удалении не менее четырех шагов обрушения легко- и среднеобрушающейся основной кровли и не менее трех шагов обрушения труднообрушающейся основной кровли пласта, причем выработку крепят анкерами двух уровней по глубине заложения их в скважинах приконтурного массива, длину анкеров первого уровня, которые устанавливают при проведении выработки, задают из условия подвески неустойчивой части массива к устойчивой, которая формируется вокруг выработки до подхода к ней временного опорного давления очистной выработки надрабатывающего пласта, а длину анкеров второго уровня, которые устанавливают не позднее начала влияния временного опорного давления очистной выработки надрабатывающего пласта, задают из условия закрепления их за контур устойчивой части массива на 0,8 - 0,9 м, который формируется над выработкой в течение всего срока службы. The goal is achieved by the fact that in the proposed method for protecting mine workings on adjacent coal seams, including guarded mining on the producing bed with moving the face across the mining bed parallel to the location of the protected mine, the mining working on the mining bed is carried out all over the guarded mine working with moving from it at a distance of at least four steps of collapse of the easily- and medium-collapsing main roof and at least three steps of collapse of the hard-collapsing base of the formation roof, and the production is fixed with anchors of two levels according to the depth of their laying in the wells of the near-surface array, the length of the first level anchors, which are established during the development, is set from the condition of suspension of the unstable part of the array to the stable, which is formed around the production until a temporary reference the pressure of the working output of the underworking reservoir, and the length of the second level anchors, which are set no later than the beginning of the influence of the temporary reference pressure of the working development of the underworking present the formation of the conditions set for the fixing of part of the array circuit stable at 0.8 - 0.9 m, which is formed on the elaboration throughout life.
Предлагаемый способ обеспечивает по сравнению с прототипом полную разгрузку охраняемой выработки от остаточного опорного давления путем отработки надрабатывающего пласта без оставления над ней целика. Целик является концентратором повышенных напряжений, которые распространяются под ним в глубь надрабатываемого массива и на расположенные в нем выработки до 50-60 м и больше. Концентрация напряжений в целике обусловлена весом пород, залегающих непосредственно на нем, и весом нависших пород основной кровли прилегающего выработанного очистного пространства. Весом этих пород формируется остаточное опорное давление на надрабатываемую выработку под целиком, которое оказывает влияние на нее на протяжении всего времени поддержания под целиком. The proposed method provides, in comparison with the prototype, the complete unloading of the protected mine from the residual reference pressure by working out the overburden without leaving a pillar above it. The whole is a concentrator of increased stresses, which propagate underneath into the depth of the worked-out massif and to the workings located in it up to 50-60 m and more. The stress concentration in its entirety is due to the weight of the rocks lying directly on it, and the weight of the overhanging rocks of the main roof of the adjacent worked out treatment space. By the weight of these rocks, the residual support pressure is formed on the run-in development under the whole, which affects it throughout the entire time of maintaining under the whole.
По данным шахтных инструментальных наблюдений и лабораторных исследований коэффициент концентрации напряжений в целике, оставляемом над надрабатываемой выработкой, составляет в основном 2-2,5 при легко- и среднеобрушающихся породах основной кровли и 3-4 при труднообрушающихся породах основной кровли надрабатывающего пласта. According to mine instrumental observations and laboratory studies, the stress concentration coefficient in the pillar left over the mine under development is mainly 2-2.5 with easily and medium-collapsing rocks of the main roof and 3-4 with hard-breaking rocks of the main roof of the mining layer.
Предлагаемый способ по сравнению с прототипом полностью исключает формирование остаточного опорного давления над охраняемой выработкой. The proposed method in comparison with the prototype completely eliminates the formation of residual reference pressure over the guarded mine.
Временное опорное давление надрабатывающей очистной выработки распространяется впереди очистного забоя в основном не более 36-50 м (в зависимости от глубины разработки, обрушаемости пород кровли пласта, скорости подвигания забоя) и составляет лишь небольшую часть в сравнении с остаточным опорным давлением на целик. Длительность действия его на охраняемую выработку кратковременная, обычно не более 20-30 сут (в зависимости от скорости подвигания забоя), в то время как остаточное опорное давление оказывает влияние на охраняемую выработку с момента формирования его до погашения ее. Глубина распространения влияния остаточного опорного давления на целик в надрабатываемый массив и величина воздействия его на массив и расположенные в нем выработки по данным натурных и лабораторных исследований в 3-5 раз больше, чем временного опорного давления. The temporary reference pressure of the overworking working outfall extends in front of the working face mainly no more than 36-50 m (depending on the depth of development, the breakability of the roof of the formation, the speed of movement of the face) and is only a small part in comparison with the residual supporting pressure on the pillar. The duration of its effect on the guarded development is short-term, usually no more than 20-30 days (depending on the speed of movement of the face), while the residual reference pressure affects the guarded development from the moment it is formed until it is paid off. The depth of propagation of the effect of the residual reference pressure on the rear sight to the array under development and the magnitude of its impact on the array and the workings located in it according to field and laboratory studies are 3-5 times greater than the temporary reference pressure.
Кроме того, предлагаемый способ обеспечивает исключение влияния на охраняемую выработку опорного давления при отработке соседнего участка (панели, столба) надрабатывающего столба, граничащего с отработанным участком, путем удаления надрабатывающей очистной выработки от охраняемой выработки на четыре шага обрушения легко- и среднеобрушающейся основной кровли и три шага - труднообрушающейся основной кровли надрабатывающего пласта. Удаление надрабатывающей очистной выработки от охраняемой выработки на такое расстояние полностью исключает влияние на нее опорного давления на краевую часть пласта соседнего участка и сдвижения пород в выработанном пространстве при его отработке. In addition, the proposed method eliminates the influence on the guarded output of the supporting pressure during mining of a neighboring section (panel, column) of a mining column bordering the mining area by removing the mining output from the protected mine by four steps of collapse of the easily and medium collapsing main roof and three step - hard-collapsing main roof of the mining layer. Removing an overworking treatment mine from a guarded mine at such a distance completely eliminates the influence of supporting pressure on it at the edge of the formation of the adjacent section and the displacement of rocks in the mined space during mining.
В результате, по предлагаемому способу охраняемая выработка после отработки надрабатывающего пласта окажется в разгруженном массиве и поддерживается в нем до погашения. Горное давление в разгруженном массиве надработки по данным исследований составляет примерно 0,7-0,8 величины горного давления в массиве в естественных условиях залегания. As a result, according to the proposed method, the guarded output after mining the overburden will be in the unloaded array and maintained in it until maturity. According to the research data, the rock pressure in the unloaded array of overwork is approximately 0.7-0.8 of the rock pressure in the array in the natural occurrence conditions.
В заявленном способе крепление охраняемой выработки анкерами двух уровней по глубине заложения их в скважинах приконтурного массива, из которых анкеры первого уровня устанавливают при проходке выработки, анкеры второго уровня - до попадания в зону влияния надработки, обеспечивает повышение устойчивости выработки и снижение затрат на ее крепление и поддержание, что обусловлено возведением крепи во времени и выбором длины анкеров исходя из проявления механических процессов в породах под влиянием проходческих и очистных работ и формирования контура устойчивой части массива. In the inventive method, securing the protected mine with anchors of two levels according to the depth of their laying in the wells of the near-surface array, of which the first level anchors are installed during the excavation of the mine, the second level anchors before falling into the impact zone of the overwork, increase the stability of the mine and reduce the cost of fixing it maintenance, which is due to the erection of lining in time and the choice of the length of the anchors based on the manifestation of mechanical processes in the rocks under the influence of tunneling and treatment works and forming anija loop stable part of the array.
Выбор времени установки анкеров двух уровней и длины анкеров каждого уровня исходя из условий формирования контура устойчивой части пород массива под влиянием проходческих и очистных работ обеспечивает повышение надежности и устойчивости выработки и снижение расхода крепежных материалов и трудоемкости работ. The choice of installation time for anchors of two levels and the length of anchors of each level based on the conditions for the formation of the contour of the stable part of the rock mass under the influence of tunneling and treatment works provides an increase in the reliability and stability of the excavation and a decrease in the consumption of fixing materials and the complexity of the work.
Предлагаемый способ по сравнению с прототипом обеспечивает также снижение потерь подготовленных запасов угля за счет отработки надрабатывающих пластов без оставления целиков над охраняемыми надрабатываемыми выработками. The proposed method in comparison with the prototype also provides a reduction in losses of prepared coal reserves due to the development of mining seams without leaving the pillars above the protected workings.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволило установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения. The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, and the identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find a source characterized by features that are identical (identical) to all the essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype as the closest in the totality of the features of the analogue allowed us to establish a set of essential distinguishing features in relation to the applicant’s technical result in the claimed method set forth in the claims.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна". Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."
На фиг. 1 показан вертикальный продольный разрез надрабатываемой выработки, закрепленной анкерами первого уровня по надрабатываемому пласту и надрабатывающей очистной выработки по надрабатывающему пласту. На фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1. На фиг. 3 - вертикальный продольный разрез выработки с закрепленной анкерами второго уровня кровлей после полной надработки ее очистными работами по надрабатывающему пласту. In FIG. Figure 1 shows a vertical longitudinal section of an underworked mine secured by first level anchors in the underworked bed and underworked mine workings in the overworked formation. In FIG. 2 is a section AA of FIG. 1. In FIG. 3 is a vertical longitudinal section of a mine with a roof secured by anchors of the second level after a complete overwork of it by treatment works on a mining bed.
Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.
По мере проведения горной выработки 1 по надрабатываемому пласту 2 кровлю закрепляют анкерами первого уровня 3 и бока анкерами 4. Анкеры в ряду первого уровня в кровле соединяют между собой подхватами 5. Контур устойчивой части пород кровли в период проходки и до начала влияния надработки на выработку 1 принимают по данным инструментальных наблюдений непосредственно в горных выработках, получаемым в подобных горно-геологических и горнотехнических условиях. Они могут быть получены, например, с помощью контурных реперов и глубинных реперов, закладываемых в кровлю на различном расстоянии от контура выработки. As
Так, в условиях шахт Кузбасса устойчивый свод (часть) пород кровли надрабатываемых выработок до попадания их в зону влияния очистных работ надработки формируется по данным многочисленных инструментальных наблюдений в основном на расстоянии 1,3-1,5 м от контура выработки. So, in the conditions of the Kuzbass mines, a stable arch (part) of the roof rocks of the workings to be mined before they fall into the zone of influence of the treatment work of the workings is formed according to numerous instrumental observations, mainly at a distance of 1.3-1.5 m from the mine working circuit.
К моменту подхода надрабатывающей очистной выработки 6 по надрабатывающему пласту 7 к надрабатываемой выработке 1 на расстояние не менее протяженности зоны временного опорного давления lоп, на которое оно распространяется впереди очистного забоя, кровлю выработки закрепляют анкерами второго уровня 8, которые устанавливают рядами в промежутке между анкерами первого уровня 3. Протяженность зоны временного опорного давления впереди забоя очистной выработки принимают по данным инструментальных наблюдений (с помощью маркшейдерских инструментов и контурных реперов), получаемым в сходных горно-геологических и горнотехнических условиях. Контур устойчивой части пород кровли, формирующийся с момента влияния очистных работ надработки на выработку и в течение всего времени до окончания срока службы, принимают по данным инструментальных наблюдений (например, контурными и глубинными реперами), получаемым в подобных горно-геологических и горнотехнических условиях. В частности, по данным наблюдений в условиях шахт Кузбасса в зависимости от мощности пород между сближенными пластами в полностью надрабатываемых выработках (без оставления целиков угля над ними) контур устойчивых пород кровли за срок их службы формируется обычно в пределах не более 2-2,5 м от контура выработки.By the time the overworking treatment mine 6 along the mining formation 7 approaches the
Надрабатывающую очистную выработку 6 всем фронтом проводят над охраняемой выработкой 1 с подвиганием от нее на расстоянии не менее четырех шагов обрушения легко- и среднеобрушающейся основной кровли и не менее трех шагов обрушения труднообрушающейся основной кровли надрабатывающего пласта. Шаг обрушения основной кровли в выработанном пространстве надрабатывающего пласта принимают по данным инструментальных наблюдений (например, по скоростям смещений пород кровли и почвы или величины нагрузки на крепь в очистной выработке), получаемым в аналогичных горно-геологических и горнотехнических условиях. Например, в условиях Кузнецкого бассейна шаг обрушения пород легкообрушающейся кровли угольных пластов находится в основном в пределах 7-9 м, среднеобрушающейся кровли - 10-15 м, труднообрушающейся кровли - 16-25 м. The mining treatment mine 6 is carried out all over the guarded
Предлагаемый способ повышает устойчивость и эффективность крепления горных выработок по сближенным пластам угля, снижает затраты на крепление и охрану выработок, уменьшает потери угля путем полной надработки выработок без оставления над ними предохранительных целиков угля и поддержания их в полностью разгруженном от опорного давления массиве пород. The proposed method increases the stability and efficiency of securing the mine workings on adjacent coal seams, reduces the costs of securing and protecting the workings, reduces coal losses by completely working out the workings without leaving protective pillars of coal above them and maintaining them in the rock mass completely unloaded from the reference pressure.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99125147A RU2167301C1 (en) | 1999-11-29 | 1999-11-29 | Method of supporting mine workings in adjacent coal seams |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99125147A RU2167301C1 (en) | 1999-11-29 | 1999-11-29 | Method of supporting mine workings in adjacent coal seams |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2167301C1 true RU2167301C1 (en) | 2001-05-20 |
Family
ID=20227520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99125147A RU2167301C1 (en) | 1999-11-29 | 1999-11-29 | Method of supporting mine workings in adjacent coal seams |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2167301C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110847909A (en) * | 2019-11-15 | 2020-02-28 | 山东科技大学 | Method for reducing top plate pressure of withdrawal channel at last stage of coal face extraction |
| CN112112679A (en) * | 2020-11-03 | 2020-12-22 | 安徽理工大学 | Multifunctional supporting safety column for mining roadway |
-
1999
- 1999-11-29 RU RU99125147A patent/RU2167301C1/en active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110847909A (en) * | 2019-11-15 | 2020-02-28 | 山东科技大学 | Method for reducing top plate pressure of withdrawal channel at last stage of coal face extraction |
| CN110847909B (en) * | 2019-11-15 | 2020-11-20 | 山东科技大学 | Method for reducing top plate pressure of withdrawal channel at last stage of coal face extraction |
| CN112112679A (en) * | 2020-11-03 | 2020-12-22 | 安徽理工大学 | Multifunctional supporting safety column for mining roadway |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2011103620A1 (en) | A method of reducing subsidence or windblast impacts from longwall mining | |
| CN112610218B (en) | Thick coal seam fully-mechanized top-tunneling top-cutting pressure relief automatic roadway forming method | |
| CN105649635B (en) | A kind of disaster type tunnelling method in goaf | |
| CN109826628A (en) | Presplitting arching without pillar mining method under the conditions of a kind of tight roof | |
| CN115012936B (en) | Pressure relief and danger relieving method for coal mine TBM during tunneling and coal penetration | |
| CN112814679A (en) | Pre-splitting blasting method for layered inclined fully-mechanized direct-covered hard roof of slowly-inclined thick coal seam | |
| Li et al. | Trial of small gateroad pillar in top coal caving longwall mining of large mining height | |
| CN104265294A (en) | Coal pillar-free mining technology for blasting mining face of steeply dipping seam | |
| CN102383795B (en) | Comprehensive mechanical rock drift excavating process | |
| CN110118085A (en) | A kind of compound advanced secondary tunneling method in two lane of top working face of large mining depth high working face | |
| RU2167301C1 (en) | Method of supporting mine workings in adjacent coal seams | |
| Liu et al. | Mechanism and integrated control of “rib spalling: Roof collapse—Support instability” hazard chains in steeply dipping soft coal seams | |
| Konicek | Destressing | |
| CN115653602A (en) | Reserved interval type pillar upward access filling mining method | |
| RU2083831C1 (en) | Method for treatment of impact-risky seams in difficult mining and geological conditions | |
| RU2384708C2 (en) | Removal method of powered mining face complexes | |
| CN114087016A (en) | Pre-control supporting method for isolating top column in caving-to-filling mining | |
| CN106761749A (en) | Large-inclination-angle coal bed breaking roof big gun is adopted and turns fully mechanized mining | |
| CN105587321A (en) | Collapse column bypassing extraction process | |
| Cui et al. | Review of an Improved Longwall Panel Layout for Ground Control in Longwall Mining | |
| RU2762170C1 (en) | Method for developing thin and low-powered steel-falling ore bodies | |
| RU2755287C1 (en) | Method for developing thin and low-powered steel-falling ore bodies | |
| RU2471990C1 (en) | Method to mine sloping and inclined coal beds of average capacity | |
| RU2122116C1 (en) | Method of safeguard of mine workings in beds | |
| RU2809861C1 (en) | Method of mining ore bodies |