Спосіб охорони гірничої виробки

УКРАЇНА (19) UA (11) 12875 (13) U (51) МПК (2006) E21D 13/00 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ОПИС ДО ДЕКЛАРАЦІЙНОГО ПАТЕНТУ НА КОРИСНУ МОДЕЛЬ видається під відповідальність власника патенту (54) СПОСІБ ОХОРОНИ ГІРНИЧОЇ ВИРОБКИ 1 2 (13) 12875 (11) розвантаження виробки від гірського тиску. Також недоліком є надто великий розмір "розвантажувальної" лави, що збільшує тиск обвалених порід в зоні повних зрушень, а отже зменшує ступінь розвантаження. Найбільш близьким аналогом способу, що заявляється є спосіб охорони підготовчої виробки згідно [А.С. СРСР №1716145, МПК Е21D11/00, опублікований 29.02.92 в бюл. №18.] Він складається з операцій утворення локальної зони розвантаження із розташуванням розвантажувальної порожнини під виробкою, що охороняється. Згідно цього способу на пласті, що розташований нижче виробки, що охороняється із підготовчої виробки проходять розкосину, ширина якої встановлюється за формулою: 3b+2h*ctg , де b - ширина виробки, що охороняється; h -товщина порід між виробкою, що охороняється та покрівлею пласта, у якому утворюється розкосина; - кут нахилу обвалених порід в утвореній зоні розвантаження. При цьому параметр h не повинен бути меншим за 3м. При здійсненні цих операцій навколо виробки, що охороняється утворюється первинна зона розвантаження від негативного впливу гірського тиску, що забезпечує задовільні умови для підтримання робочого стану виробки. UA Спосіб відноситься до гірничої справи і може бути використаний для охорони гірничої виробки від негативного впливу проявів гірського тиску і забезпечення її тривалої стійкості. Відомий спосіб забезпечення безремонтного стану підготовчої виробки шляхом випереджувальної відробки на вище залеглому пласті "розвантажувальної" лави довжиною lл=40-50м, який опублікований у документі ["Указания по рациональному расположению, охране и поддержанию горных выработок на угольных шахтах СССР: Утв. первым зам. Министра угольной промышленности СССР Щадовым М.И. 26.12.84 / Министерство угольной промышленности СССР. - Л.: ВНИМИ, 1985. -221с."]. Згідно цього способу виробку слід розташовувати в породах у середині виробленого простору на відстані від пласта від 5 м до 0,5lл у відповідності до розрахунків зсувів контуру, що наведені у Вказівках, а відстань від виробки до забою "розвантажувальної лави" lн приймати не менше вказаної у таблиці 27 цих Вказівок із підвищенням на 30%. Проте, недоліком цього способу є необхідність проведення "розвантажувальної лави" із випередженням за проведення підготовчої виробки, що заперечує можливість його застосування щодо вже пройдених виробок. Відпрацювання лави пов'язане з необхідністю застосування технології очисних робіт, яка суттєво ускладнює реалізацію U що знаходиться безпосередньо над чи під виробкою, приймають у межах 0,8-0,01 від жорсткості ділянок, які у поперечному перерізі знаходяться за межами центральної ділянки, а жорсткість цих ділянок приймають рівною 0,8-0,2 від жорсткості непорушеного масиву, при цьому розмір центральної ділянки приймають рівним 1,01-6 розмірам проекції поперечного перерізу виробки на площину розвантажувальної порожнини. 2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що ділянки розвантажувальної порожнини, які знаходяться за межами центральної ділянки, виконують у площині центральної ділянки або під кутом до неї. (19) (21) u200505126 (22) 30.05.2005 (24) 15.03.2006 (46) 15.03.2006, Бюл. № 3, 2006 р. (72) Назимко Віктор Вікторович, Сажнєв В'ячеслав Петрович (73) Назимко Віктор Вікторович (57) 1. Спосіб охорони гірничої виробки, що включає утворення локальної зони розвантаження від гірського тиску навколо виробленого простору в місці розташування виробки, який відрізняється тим, що принаймні одну розвантажувальну порожнину розділяють на ділянки різної жорсткості, причому жорсткість центральної ділянки порожнини, 3 12875 4 Проте, недоліками цього способу є: вузька обвиробки 1 визначають шар порід із найменшою, у ласть застосування способу з причини того, що порівнянні з іншими, жорсткістю (наприклад вугівикористовується тільки подальша підробка вирольний пласт). Потім, з цього шару виймають поробки, яка охороняється; велика трудомісткість опеду, створюючи, що найменше, одну розвантажурацій з утворення розкосини великих розмірів; обвальну порожнину із наведеним у корисній моделі межений час існування розвантажувального співвідношенням жорсткостей між її центральною ефекту з причини утворення тільки одноразового дільницею 2, її дільницями 3, що знаходяться за розвантаження. межами центральної та непорушеним гірським Суттєві ознаки найближчого аналогу, які співмасивом. Цього досягають наданням розвантажупадають з ознаками об'єкту, що заявляється: вальній порожнині потрібних розмірів, форми, міс1. Утворення локальної зони розвантаження. церозташування всієї розвантажувальної порожЗадачею корисної моделі є вдосконалення вінини та окремих її частин у гірському масиві домого способу охорони підготовчих виробок за відносно виробки, що захищають, та взаємного рахунок додаткових операцій та параметрів їх рерозташування дільниць розвантажувальної пороалізації. Це забезпечує охорону виробки від негажнини. Причому, розвантажувальну порожнину тивних проявів гірського тиску із створенням умов створюють як відразу цілком, так і по частинах, що до її безремонтного підтримання на період ексзалежить від конкретних характеристик масиву та плуатації. Запропонований підхід дозволяє значно гірничотехнічних умов. Описаними вище діями зменшити, у порівнянні із прототипами, розміри досягають результат створення спочатку первинрозвантажувальної порожнини, час на її створення ної 4, а потім вторинної 5 зон розвантаження гірсьта імовірність виникнення у виробці, що охоронякого масиву від негативних проявів гірського тиску ється динамічних проявів гірського тиску, що зменавколо виробки, охорону якої потрібно за безншує затрати на виконання самої порожнини. печити. Поставлену задачу можливо досягти тим, що у Механізм створення умов до безремонтного відомому способі охорони підготовчої виробки, що підтримання виробки на період експлуатації поляскладається з операцій утворення локальної зони гає в наступному. Дослідженнями встановлене, що розвантаження із розташуванням розвантажувапісля проходження порожнини над гірничою вирольної порожнини під виробкою, що охороняється, бкою зменшується гірський тиск на останню та згідно корисної моделі що найменше одну розванстворюються умови для забезпечення її стійкого тажувальну порожнину розділяють на дільниці стану. Сутність ефекту заснована на тому, що порізної жорсткості, причому жорсткість центральної роди над порожниною обвалюються та утворюють дільниці порожнини, що знаходиться безпосередзону, що локалізована від всієї товщі. Таким чиньо над чи під виробкою приймають у межах 0,8ном, на виробку, що захищається значно зменшу0,01 від жорсткості дільниць, які у поперечному ється вплив вертикальної компоненти напружень перерізі знаходяться за межами центральної діль(впливає тільки вага товщі між нею та розвантажуниці, а жорсткість цих дільниць приймають рівною вальною порожниною). У розвиток цього напрямку 0,8-0,2 від жорсткості непорушеного масиву, при забезпечення стійкості виробок, запропоноване цьому, розмір центральної дільниці приймають вибіркове управління напружено-деформованим рівним 1,01-6 розмірів проекції поперечного перестаном порід, що забезпечується утворенням розрізу виробки на площину розвантажувальної повантажувальної порожнини змінної жорсткості. рожнини. При цьому розвантажувальну порожнину розділяДоцільно, але не обов'язково дільниці розванють на дільниці різної жорсткості, причому жорсттажувальної порожнини, які знаходяться за межакість центральної дільниці порожнини, що знахоми центральної дільниці виконувати у площині диться безпосередньо над чи під виробкою центральної дільниці, або під кутом до неї. приймають у межах 0,8-0,01 від жорсткості дільПриклад виконання способу та опис принципів ниць, які у поперечному перерізі знаходяться за його реалізації ілюструється рисунками, де межами центральної дільниці, а жорсткість цих на Фіг.1 зображений поперечний переріз гірсьдільниць приймають рівною 0,8-0,2 від жорсткості кого масиву із розташованими в ньому гірничою непорушеного масиву, при цьому, розмір центравиробкою 1 та розвантажувальною порожниною, льної дільниці приймають рівним 1,01-6 розмірів яка розподілена на центральну дільницю 2 та діпроекції поперечного перерізу виробки на площину льниці 3, що знаходяться за межами центральної, розвантажувальної порожнини. Слід підкреслити, та виконані під кутом а до її площини (S - розмір що математичне моделювання на сучасних компроекції поперечного перерізу виробки на площину п'ютерних моделях доказало, що вказані межі розвантажувальної порожнини); співвідношення жорсткостей дільниць розвантажуна Фіг.2, 3 зображений поперечний переріз гірвальної порожнини та гірського масиву є оптимаського масиву із розташованими в ньому гірничою льними для локалізації вторинної зони розвантавиробкою 1 та розвантажувальною порожниною, ження, під захистом якої знаходиться виробка, що яка розподілена на центральну дільницю 2 висоохороняється. Доцільно також дільниці розвантатою більшою за висоту дільниць 3. жувальної порожнини, які знаходяться за межами Спосіб реалізується наступним чином. центральної дільниці виконувати під кутом до неї. Спочатку аналізують гірничо-геологічні та гідЦе забезпечує підвищення ефективності запропорогеологічні характеристики масиву гірських порід нованого способу охорони гірничої виробки в навколо виробки 1, яка вже існує чи планується до складних гірничо-геологічних та гідрогеологічних створення, та потребує надійного захисту від проумовах. Дослідження ефективності запропоноваявів гірського тиску. Далі у покрівлі чи у підошві ного способу на фізичних моделях з еквівалентних 5 12875 6 матеріалів та комп'ютерних моделях (метод граметодами розвантаження. При цьому, запропононичних елементів та метод дискретних середований підхід дозволяє значно зменшити, у поріввищ) показали, що внаслідок складного перерознянні із прототипами, розміри розвантажувальної поділу напружено-деформованого стану масиву порожнини, час на її створення та імовірність вигірських порід навколо двох взаємодіючих порожникнення у виробці, що охороняється динамічних нин, ефект розвантаження гірського масиву навкопроявів гірського тиску, що зменшує затрати на ло виробки, що охороняється виявляється більвиконання самої порожнини. шим у два та вище рази в порівнянні з відомими Комп’ютерна верстка Н. Лисенко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601