Спосіб проведення гірничих виробок

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано, например, при строительстве подземных горных выработок. Известен способ проведения горных выработок с упрочнением пород, включающий операции бурения шпуров, установки в них анкеров, герметизации шпуров и нагнетания в них твердеющей смеси (А.с. СССР №1798510, кл. E21D11/00. Данильченко И.М., Дубов Е.Д., Тулис Ю.В. и др. // Способ упрочнения пород Данильченко. Опубл. 28.02.93. Бюл. №8). Недостаток описанного решения необходимость при проведении горной выработки выполнить сначала работы по отделению заданного объема горной породы от массива, а затем упрочнить обнажившиеся уже поврежденные породы анкерной крепью, что требует больших тр удозатрат. Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ проведения горных выработок, включающий операции выполнения шпуров в массиве, создания в шпурах статической нагрузки до разрушения породы (А.с. СССР №1686159, кл. E21C37/00 / Н.Г. Кю, О.И. Чернов // Способ разрыва горных пород. Опубл. 23.10,91, Бюл. №39). Недостаток описанного способа заключается в том, что при проведении выработки возникают многочисленные трещины, которые создают возможности для страгивания лавинных трещин. Это небезопасно для персонала и осложняет крепление и дальнейшую эксплуатацию выработки. В основу предлагаемого изобретения поставлена задача создания такого способа проведения горных выработок, который позволил бы одновременно осуществи ть отделение от массива требуемого объема пород и упрочнить массив пород вокруг выработки - снизить вероятность начала трещинообразования в упрочняемом массиве при разрушении заданного объема породы. Эта задача решается путем отделения заданного объема пород от массива созданием в последнем напряженных состояний двух различных уровней по глубине шп ура. Предлагаемый способ, как и известный способ проведения горных выработок, включает операции выполнения шпуров в массиве, создания в шпурах статической нагрузки до разрушения породы, а, согласно изобретению, предварительно в каждом оконтуривающем выработку шпуре устанавливают анкер до сопряжения его торца с дном шпура, длину анкера определяют из условия где - глубина шпура, а статическую нагрузку в шп уре создают путем заполнения его невзрывным расширяющимся составом (НРС) и герметизации шпура. При осуществлении способа решается задача проведения горных выработок с одновременным передовым креплением горного массива в зоне, оконтуривающей горную выработку анкерной крепью. Установка в каждом шпуре анкера, длина которого меньше длины шпура позволяет осуществить передовое крепление массива, оконтуривающего выработку, до появления трещин, вызываемых статическими нагрузками от расширяющегося НРС. Поэтому после разрушения породы массив оказывается надежно закрепленным анкерной крепью. Каждый анкер может представлять собой стержень. Для крепления в шпуре на торцевой части анкера, предназначенной для сопряжения с дном шпура, выполнена диаметральная прорезь длиной 80 - 100мм, в которую вставлен на глубину до 30мм конический стержень, выступающий на 50 - 60мм из торца анкера. При этом, забивая анкер в шпур, конический стержень расширяет конец анкера и его нижний торец надежно закрепляется (заклинивается) в зоне, примыкающей к дну шпура. Длина анкера найдена экспериментально на горных породах различной прочности. При создаваемая зона упрочнения оказывается недостаточной для предотвращения развития трещин. При предлагаемый способ теряет смысл, поскольку объем породы, отделяемый от массива, оказывается недостаточным для нормальных темпов проведения выработок скорость проведения выработок резко снижается. Поэтому оптимальная длина анкера В качестве невзрывного расширяющегося состава может быть использована смесь, содержащая негашенную известь, борную кислоту, сахарозу и воду (Нижниченко А.Ф. Испытание НРС1 при добыче гранита // Экспресс-конференции в НИИСИ. Промышленность нерудных и неметаллургических материалов. - Вып.2. - С.8 10. - М.: НИИСИ, 1985). Пример. В разрабатываемом массиве выполняли серии врубовых, отбойных и оконтуривающи х шп уров. При этом длина оконтуривающи х шп уров была больше остальных на требуемую глубину упрочнения пород. В каждый оконтуривающий шп ур забивали анкер длиной и заполняли шпур НРС указанного выше состава. Герметизировали шпуры. Осуществляли выдержку времени на расширение НРС и разрушение породы. В результате осуществления способа в массиве создавались напряжения двух различных уровней - передовое упрочнение зоны пород вокруг выработки, и второй уровень - разрушение породы в части шпура, заполненной НРС. Для определения оптимальной длины анкера проводили эксперименты на различных горных породах. На породах осадочного типа (слоистые известняки, сланцы, мергели) длину анкера устанавливали в соответствии с условием Глубина шпуров составляла 3,8 - 4,0м, а упрочненная зона - 0,8м. В результате использования способа при порода разрушалась, но зона упрочнения оказывалась недостаточной для предотвращения развития трещин от действия НРС и от действия горного давления при образовании дополнительной обнаженной плоскости - отмечены случаи вывалов породы в межанкерном пространстве и выпадение самих анкеров. Скорость проведения выработки при этом не отличалась от нормальных (традиционных) темпов. При и достаточной частоте бурения оконтуривающих шпуров упрочнение массива оказывалось вполне удовлетворительным, а скорость проведения выработки оставалась в привычных пределах. При массив оказывался упрочненным, но скорость проведения выработки оказывалась в 3 5 раз ниже нормативной. Аналогичные эксперименты были проведены на породах скального типа - песчаниках, плотных сланцах. При этом в связи с высокой вязкостью и крепостью пород не превышала 2,7м. Оптимальной оказалась длина анкеров которую определяли из соотношения