SU1689637A1 - Method for constructing mining working - Google Patents
Method for constructing mining working Download PDFInfo
- Publication number
- SU1689637A1 SU1689637A1 SU894764673A SU4764673A SU1689637A1 SU 1689637 A1 SU1689637 A1 SU 1689637A1 SU 894764673 A SU894764673 A SU 894764673A SU 4764673 A SU4764673 A SU 4764673A SU 1689637 A1 SU1689637 A1 SU 1689637A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- rocks
- gap
- stresses
- pressure
- excavation
- Prior art date
Links
Landscapes
- Devices Affording Protection Of Roads Or Walls For Sound Insulation (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к подземному строительству и позвол ет повысить эффективность производства работ в слабых породах при возникновении в кровле выработки раст гивающих напр жений. Дл этого используют предварительное силовое воздействие на породный массив, перераспредел ют естественное поле напр жений и создают впереди забо область повышенных сжимающих напр жений. Определ ют предел прочности пород на сжатие и их объемный вес. Из забо вдоль продольной оси выработки на ее вертикальной оси симметрии устраивают щель высотой более 0,27 и менее 0,54 радиуса выработки. Ее нижний конец располагают ниже проектного контура свода на рассто нии не менее 0,13 радиуса выработки . Щель герметизируют и создают в ней давление твердеющего раствора, определ емое из аналитического выражени . После перераспределени напр жений впереди забо раскрывают сечение выработки. Определ ют модуль деформации и коэффициент Пуассона пород и используют твердеющий раствор с близкими деформационными характеристиками. 1 з. п. ф-лы, 2 ил. сл сThe invention relates to underground construction and allows to increase the efficiency of work in weak rocks when tensile stresses develop in the roof. To do this, use a preliminary force on the rock mass, redistribute the natural field of stresses and create an area of increased compressive stresses ahead of the bottom. The compressive strength and bulk density of rocks are determined. From the bottomline along the longitudinal axis of the excavation on its vertical axis of symmetry, a slot with a height of more than 0.27 and less than 0.54 of the radius of generation is arranged. Its lower end is located below the design contour of the arch at a distance of not less than 0.13 of the radius of generation. The gap is sealed and the pressure of the hardening solution is created in it, which is determined from the analytical expression. After the redistribution of stresses, the output section is opened in front of the slab. The strain modulus and Poisson's ratio of the rocks are determined and a hardening solution is used with similar deformation characteristics. 1 h. item f-ly, 2 ill. cl
Description
Изобретение относитс к подземному строительству, в частности к способам проходки и креплени горных выработок в слабых породах в услови х преобладающего вертикального давлени и образовани в кровле выработки после раскрыти ее сечени раст гивающих напр жений, вызывающих вывалообразование.The invention relates to underground construction, in particular, to methods of penetrating and securing mine workings in weak rocks under the conditions of prevailing vertical pressure and formation in the roof of the mine working after opening its cross section of tensile stresses causing ejection.
Цель изобретени - повышение эффективности производства работ.The purpose of the invention is to increase the efficiency of work.
На фиг. 1 изображена выработка, поперечный разрез; на фиг. 2 - то же, продольный разрез.FIG. 1 shows the production, cross-section; in fig. 2 - the same, longitudinal section.
При преобладающем вертикальном давлении , т. е. при коэффициенте бокового давлени менее 1/3, что наиболее характерно дл выработок мелкого заложени , при раскрытии сечени последних в их своде образуетс зона раст гивающих напр жений. Размеры этой зоны завис т от величины коэффициента бокового давлени и при его уменьшении зона увеличиваетс . Действие раст гивающих напр жений в своде выработки , пройденной в слабых породах, приводит к разрушению последних и последующему вывалообразованию, поскольку предел их прочности на раст жение крайне незначителен и, как правило, равен нулю.With the prevailing vertical pressure, i.e., with a lateral pressure ratio of less than 1/3, which is most characteristic of shallow laying, when opening the cross sections of the latter in their arch, a zone of tensile stresses is formed. The dimensions of this zone depend on the magnitude of the lateral pressure ratio, and as it decreases, the zone increases. The action of tensile stresses in the roof of the excavation, passed in weak rocks, leads to the destruction of the latter and subsequent development, since the limit of their tensile strength is extremely insignificant and, as a rule, is equal to zero.
В этой ситуации целесообразно перед раскрытием сечени выработки устроить впереди забо опережающую щель и путем создани в ней определенного давлени Р создать в породном массиве повышенное поле сжимающих напр жений. Это приводит к тому, что после раскрыти сечени выработки в результате наложени полейIn this situation, it is advisable to arrange an advance gap ahead ahead of opening the production section and, by creating a certain pressure P in it, create an increased field of compressive stresses in the rock mass. This leads to the fact that after the opening of the production section as a result of the overlapping fields
оabout
0000
ю оyoo o
GJ VJGj vj
противоположных по знаку напр жений вокруг выработки устанавливаетс поле только сжимающих напр жений, что предотвращает вывалообразование.opposite in sign stresses around the working, a field of compressive stresses is established, which prevents the formation of a strain.
Наиболее опасными вл ютс тангенциальные раст гивающие напр жени , зона распространени которых и величина превышают аналогичные характеристики радиальных напр жений. Именно они вл ютс ответственными за обрушение пород кровли. Граница зоны раст гивающих напр жений в кровле выработки определ етс из выражени The most dangerous are tangential tensile stresses, whose distribution zone and magnitude exceed similar characteristics of radial stresses. They are the ones responsible for the collapse of the roof rocks. The boundary of the zone of tensile stresses in the roof of the mine is determined from the expression
6Ч-)-Л)со5 206H -) - L) so5 20
-(1+/l)-V(1+ z-iZcosZe l(1-/Ja)cos20f где г, 0- пол рные координаты;- (1 + / l) -V (1+ z-iZcosZe l (1- / Ja) cos20f where r, 0 - polar coordinates;
А- коэффициент бокового давлени ;A is the lateral pressure ratio;
I - коэффициент Пуассона; R - радиус выработки в проходке. Угол полуохвата зоны раст гивающих напр женийI - Poisson's ratio; R is the radius of development in the penetration. The angle of the semi-coverage zone of tensile stresses
& 11 + А& 11 + A
2аГСС052(1-А) . 2GSS052 (1-A).
Тогда нижн граница зоны раст гивающих напр жений находитс от шелыги контура выработки на рассто нии, определ емом из выражени Then the lower boundary of the tensile stresses zone is from the shelesh of the production contour at a distance determined from the expression
А R(1 - cos 0).And R (1 - cos 0).
Наиболее неблагопри тный с точки зрени увеличени размеров зон раст жени в кровле выработки случай имеет место при- коэффициенте бокового давлени А 0, т. е. в отсутствии боковой нагрузки.The most unfavorable from the point of view of increasing the size of the stretching zones in the roof of the production case occurs when the lateral pressure coefficient A 0, i.e., in the absence of lateral load.
В этом случае высота зоны раст жени по.вертикальной оси симметрии выработкиIn this case, the height of the stretch zone along the vertical axis of symmetry of generation
Јмакс 0,73-К;Ј max 0.73-K;
,13-R., 13-r.
Выражение по определению концентрации напр жений вокруг щели (4) имеет видThe expression for determining the concentration of stresses around the slit (4) has the form
г + h2/4)2-h2/4l3 eLx-bVx2 + h2/42-h2/4 iJg + h2 / 4) 2-h2 / 4l3 eLx-bVx2 + h2 / 42-h2 / 4 iJ
7,7,
где Р - создаваемое в щели давление;where P is the pressure created in the gap;
h - высота щели.h - the height of the slit.
Дл обеспечени устойчивости выработки нет необходимости компенсировать всю зону раст гивающих напр жений. Достаточно ликвидировать их негативное вли ние в непосредственной близости от контура выработки.To ensure sustainability, there is no need to compensate for the entire tensile stress zone. It is enough to eliminate their negative influence in the immediate vicinity of the production contour.
Наибольшего значени сжимающие напр жени , возникающие вокруг щели при создании в ней давлени , достигают на уровне ее середины, В св зи с этим целесообразно располагать центр щели на наиболее опасном направлении, т. е. на уровне шелыги свода. При этом дл гарантированной компенсации раст гивающих напр жений под этой линией нижний конец щелиThe compressive stresses arising around the gap during the creation of pressure in it reach the highest value at the level of its midpoint. In this connection, it is advisable to locate the center of the gap in the most dangerous direction, i.e. at the level of the roof slag. At the same time, to guarantee compensation of tensile stresses under this line, the lower end of the slit
следует располагать ниже границы зоны раст гивающих напр жений на контуре выработки . Исход из этих двух соображений, можно установить наименьшую высоту щели , котора равн етс удвоенному рассто нию от контура выработки до нижнего конца щели, т. е. h 0,27-R.should be located below the boundary of the tensile stresses on the production contour. Based on these two considerations, it is possible to establish the smallest slot height, which is equal to twice the distance from the contour of the mine to the lower end of the slot, i.e. h 0.27-R.
В процессе численного моделировани на ЭВМ с коэффициентом коррел ции /3In the process of numerical simulation on a computer with a correlation coefficient / 3
0,9999 получена зависимость необходимого давлени в опережающей щели от высоты последней, при соблюдении которой гарантируетс отсутствие раст гивающих напр жений на уровне шелыги свода в пределах выработки и в непосредственной близости0.9999, the dependence of the required pressure in the advance slit on the height of the latter, under which it is guaranteed that there is no tensile stresses at the level of the roof of the arch within the limits of development and in close proximity
от ее контура после раскрыти сечени выработки . Также установлено, что при высоте щели, наход щейс в интервале значений h (0,54-0,73), необходимое давление не превышает -Н. Таким образом, дл снижени трудоемкости работ, св занных с устройством щели, ее максимальный размер следует принимать h 0,54-R. Однако при чрезмерно малых значени х высоты щели необходимое давление может достигать существенных величин и превысить предел прочности пород на сжатие, что приводит к их разрушению, которого нельз допустить. Таким образом, длина щели и развиваемое в ней давление должны быть взаимоув заны .from its contour after opening the production section. It was also found that when the gap height is in the range of values of h (0.54-0.73), the required pressure does not exceed -H. Thus, in order to reduce the laboriousness of the work associated with the slit device, its maximum size should be h 0.54-R. However, at extremely small values of the gap height, the required pressure can reach significant values and exceed the compressive strength of rocks, which leads to their destruction, which cannot be allowed. Thus, the gap length and the pressure developed in it must be interconnected.
Принима во внимание, что любое включение в породный массив вл етс дополнительным концентратором напр жений , дл сглаживани этого не-зтивногоBearing in mind that any inclusion in the rock mass is an additional stress concentrator, to smooth this non-volatile
влени целесообразно использовать дл создани давлени растворы, которые после твердени имеют деформационные характеристики , близкие к соответствующим свойствам пород.It is advisable to use solutions to create pressure solutions that, after hardening, have deformation characteristics close to the corresponding properties of the rocks.
Способ реализуют следующим образом. При сооружении выработки 1 в услови х вывалообразовани , имеющего место в результате действи в ее своде раст гивающих напр жений 2, используют предварительноеThe method is implemented as follows. In the construction of the excavation 1 under the conditions of excavation, which takes place as a result of the action of tensile stresses 2 in its arch, a preliminary
силовое воздействие на породный массив дл направленного перераспределени естественного пол напр жений и создани впереди забо 3 области повышенных сжимающих напр жений.force impact on the rock mass to redistribute the natural field stress and create 3 areas of increased compressive stress in front of the wall.
Проходческие работы ведут отдельными заходками. В начале каждой заходки работы по раскрытию сечени выработки 1 временно приостанавливают и определ ют впереди забо 3 предел прочности пород наTunneling work is carried out in separate entries. At the beginning of each entry, work on the opening of the section of production 1 is temporarily suspended and ahead of the hole is determined
сжатие и их объемный вес. Затем из забо 3 вдоль продольной оси выработки 1 устраивают вертикальную щель 4, которую располагают на оси симметрии. Дл этой цели может быть использовано бурение секущихс скважин, гидроразрыв или гидроразмыв, прорезание баром и т, д.compression and their volumetric weight. Then from the bottom 3 along the longitudinal axis of the excavation 1 arrange a vertical slit 4, which is placed on the axis of symmetry. For this purpose, split wells can be used, hydraulic fracturing or washing out, bar cutting, etc.
Предварительно из заданного диапазонаPreliminary from the set range
0,,54R, где R - радиус выработки, м. Выбирают высоту h щели 4 и согласно выражению0,, 54R, where R is the radius of development, m. Choose the height h of the slit 4 and according to the expression
Р 0,297 -у H(h/R) 94h/R, где у- объемный вес пород, МН/м3;Р 0,297 - у H (h / R) 94h / R, where у is the bulk density of rocks, MN / m3;
Н - глубина заложени выработки, м, определ ют необходимое давление Р, которое нужно в ней создать дл компенсации раст гивающих напр жений 2, возникающих в кровле выработки 1 nqp/ie раскрыти ее сечени . В случае, если определенное таким образом давление больше предела прочности пород на сжатие, следует увеличить высоту щели 4 и повторить расчеты по определению необходимого давлени , Щель 4 располагают ее нижний конец располагалс ниже проектного контура шельги свода выработки на рассто нии не менее Д 0,13-R. Центр щели 4 целесообразно располагать на проектном контуре выработки 1.H is the depth of the laying of the excavation, m, the necessary pressure P is determined, which must be created in it to compensate for tensile stresses 2 arising in the roof of the excavation 1 nqp / i. If the pressure determined in such a way is greater than the compressive strength of the rocks, the height of the slot 4 should be increased and the calculations to determine the required pressure should be repeated. The slot 4 has its lower end positioned below the design contour of the production arch at a distance of at least D 0.13 -R. The center of the slit 4, it is advisable to have on the project contour output 1.
В случае, если выработка 1 не вл етс круговой, то в расчетах используетс пон тие эквивалентного радиуса, который определ етс из выражени R 0.63VS , где S - площадь сечени выработки в проходке, м2.If output 1 is not circular, then the calculation uses the notion of equivalent radius, which is determined from the expression R 0.63VS, where S is the area of the output section in the penetration, m2.
После устройства щели 4 производ т работы по герметизации ее усть и в ней создают заданное давление. Силовое воздействие на породный массив может создаватьс как за счет нагнетани в опережающую щель 4 твердеющих растворов 5 под большим давлением, так и путем заполнени ее растворами 5, расшир ющимис при твердении .After the device of the slit 4, work is done to seal its mouth and create a predetermined pressure in it. The force effect on the rock mass can be created either by forcing 4 hardening solutions 5 under high pressure into the advancing gap, or by filling it with solutions 5, which expand during hardening.
Целесообразно также во врем установлени физико-механических свойств пород дополнительно определ ть их модуль деформации и коэффициент Пуассона и использовать твердеющие растворы 5 с деформационными характеристиками, максимально приближающимис к соответствующим свойствам пород.It is also advisable, during the establishment of the physicomechanical properties of the rocks, to additionally determine their strain modulus and the Poisson's ratio and to use hardening solutions 5 with deformation characteristics that closely approximate the corresponding properties of the rocks.
При ведении работ в неустойчивых породах целесообразно перед устройством щели 4 возводить в забое 3 предохранительную перемычку (не показана). После твердени раствора 5 и перераспределени естественного пол напр жений вокруг опережающей щели 4 возобновл ют работы по раскрытию сечени выработки 1When conducting work in unstable rocks, it is advisable to erect a safety jumper (not shown) in the bottom hole 3 before the device of the slit 4. After hardening the solution 5 and redistributing the natural stress field around the leading gap 4, work on opening the production section 1 is resumed.
На таком подходе основываетс прин- цип опережающей стабилизации кровли выработки . Соблюдение параметров способа позвол ет обеспечить устойчивость выработки , исключить применение временной крепи при ее проходке, облегчить конструк- цию посто нной крепи, а в определенных случа х вообще отказатьс от нееThis approach is based on the principle of advanced roof stabilization. Compliance with the parameters of the method makes it possible to ensure the stability of the excavation, to exclude the use of temporary lining during its penetration, to facilitate the construction of permanent lining, and in certain cases to refuse it.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894764673A SU1689637A1 (en) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | Method for constructing mining working |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894764673A SU1689637A1 (en) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | Method for constructing mining working |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1689637A1 true SU1689637A1 (en) | 1991-11-07 |
Family
ID=21482374
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894764673A SU1689637A1 (en) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | Method for constructing mining working |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1689637A1 (en) |
-
1989
- 1989-11-30 SU SU894764673A patent/SU1689637A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1461966, кл. Е 21 D 11/00, 1987. Авторское свидетельство СССР № 1580014, кл. Е 21 D 11/00, 1987. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105545353B (en) | A kind of Man-made False construction method based on paste body filling | |
CN111997616B (en) | Method for continuously recycling residual top-bottom column by adopting large section | |
CN104100271A (en) | Side-supporting roadway forming method by pre-digging guide cavern and filling with artificial side wall for secondary use | |
CN107091091A (en) | A kind of steeply-inclined seam mining gob-side entry retaining method of prefabricated arc support | |
AU2015387618A1 (en) | Method for fracturing filler wall left behind in adjacent coal-mining face | |
CN108868769A (en) | A kind of construction method for reinforcing coal column based on swollen locking-type anchor cable | |
CN106089207A (en) | Super high seam work surface gob side entry driving thin coal pillar stays equipment, method | |
Cao et al. | Research on Coal PillarWidth in Roadway Driving Along Goaf Based on The Stability of Key Block. | |
CN109356625B (en) | Method for passing through top coal empty lane of thick coal seam re-mining working face | |
US4084384A (en) | Advanced slot stress control method of underground excavation | |
CN114382483A (en) | Method for preventing and controlling strong mine pressure of hard roof working face under left coal pillar | |
CN106150522A (en) | A kind of top board utilizing inspection instrument for borehole detection Collapsed zone subsides administering method | |
CN111079219B (en) | Method for determining residual coal pillar support resistance of residual mining working face | |
SU1689637A1 (en) | Method for constructing mining working | |
CN110030001A (en) | A kind of construction method that mountain tunnel is appeared | |
CN109386289A (en) | A kind of explosion, sealing of hole, slip casting integral construction method | |
CN113653506B (en) | Control method for high-stress soft rock tunnel bottom plate | |
CN106121678B (en) | A kind of detection of top plate empty top zone and roadway repair method based on the radar exploration technique | |
CN106121679A (en) | A kind of processing method of underworkings roof fall | |
CN104453960B (en) | Containing sliding deformation laneway support method wrong outside soft dirt band thickness coal seam | |
CN106089246A (en) | A kind of fall of ground disaster restorative procedure based on grouted anchor bar | |
CN109595033B (en) | Method for weakening surrounding rock strain of roadway in side slope | |
RU2762170C1 (en) | Method for developing thin and low-powered steel-falling ore bodies | |
CN106150532A (en) | A kind of top board based on two numbers support subsides dredging method | |
SU877018A1 (en) | Method of excavating support pillars |