Спосіб керування навантаженням на рамне кріплення гірничої виробки

Спосіб керування навантаженням на рамне кріплення гірничої виробки, що включає проведення виробки, буріння в покрівлі виробки поряд з рамами кріплення розвантажувальних шпурів, їх заряджання камуфлетними зарядами вибухової речовини (ВР) і підривання, який відрізняється тим, що пробурюють два розвантажувальні шпури в кожній верхній кутовій зоні виробки так, щоб за ряд ВР знаходився на продовженні лінії стійки рамного кріплення на глибині, яка дорівнює відстані від заряду до вертикальної осі виробки, а при зменшенні глибини заряду відстань до вертикальної осі виробки визначають по формулі: LB LB tg lз b , 4 2(1 tg ) Корисна модель відноситься до гірничої справи, а саме, до проведення і кріплення гірничих виробок рамним кріпленням в умовах підвищеного гірського тиску. Відомий спосіб керування навантаженням на рамне кріплення гірничої виробки за рахунок вибухового розвантаження порід навколо виробки, що включає буріння розвантажувальних шпурів по контуру виробки, їх заряджання і підривання камуфлетними зарядами вибухової речовини (ВР) [Авторское свидетельство СССР №1419217 (1988), кл. E21D 11/00]. Недоліком цього способу є великий об'єм буріння розвантажувальних шпурів навколо виробки, що ускладнює технологію робіт, великі динамічні навантаження на кріплення виробки, особливо на верхняк рамного кріплення. Також відомий спосіб керування навантаженням на рамне кріплення гірничої виробки шляхом вибухового розвантаження порід навколо підготовчої виробки, що включає буріння розвантажувальних шпурів по контуру виробки під кутом 80° до плоскості поперечного перетину виробки в протилежну сторону від напряму її проведення, їх заряджання і підривання в них камуфлетних зарядів ВР [Авторское свидетельство СССР №1642020 (1989), кл. Е21D 11/00]. Недоліком цього способу є необхідність буріння великої кількості розвантажувальних шпурів навколо виробки, що ускладнює їх буріння, а також непридатність цього способу для трапецієвидного рамного кріплення. Найбільш близьким по технічному рішенню є спосіб керування навантаженням на рамне кріплення гірничої виробки за рахунок вибухового розвантаження порід навколо виробки, що включає буріння розвантажувальних шпурів в покрівлі виробки, їх заряджання камуфлетними зарядами ВР і підривання [Патент на корисну модель №29057 (2008), кл. Е21В 11/00]. Недоліком цього способу є наявність центрального розвантажувального шпура в покрівлі виробки. Це обумовлює неефективний розподіл навантаження на верхняк рамного кріплення, коли при розвитку гірського тиску його максимум буде приходитись на центр верхняка, що створює великі вигинальні моменти і призводить до руйнування від великих деформацій вигину. Тому ефективність цього способу для рамного кріплення буде недостатня. В основу корисної моделі поставлено завдання за рахунок зменшення кількості розвантажувальних шпурів і раціонального розміщення зарядів ВР, підвищити працездатність рамного кріплення виробки, знизити трудомісткість і спростити виконання робіт. Поставлене завдання досягається тим, що в способі управління навантаженням на рамне кріп (19) UA (11) 48196 (13) U де LB - довжина верхняка рамного кріплення; b - відстань від вертикальної осі виробки до заряду; - кут нахилу стійки рамного кріплення до горизонту; lз - глибина заряду. 3 лення гірничої виробки, що включає проведення виробки, буріння в покрівлі виробки поряд з рамами кріплення розвантажувальних шпурів, їх заряджання камуфлетними зарядами вибухової речовини (ВР) і підривання, згідно з винаходом, пробурюють два розвантажувальні шпури в кожній верхній кутовій зоні виробки так, щоб заряд ВР знаходився на продовженні лінії стійки рамного кріплення на глибині ( lз ), яка дорівнює відстані від заряду до вертикальної вісі виробки (b), а при зменшенні глибини заряду відстань до вертикальної вісі виробки визначають по формулі: Lв Lв tg lз b , (1) 4 2(1 tg ) де Lв - довжина верхняка рамного кріплення; b - відстань від вертикальної вісі виробки до заряду; - кут нахилу стійки рамного кріплення до горизонту; lз - глибина заряду. Спосіб виконують таким чином. При проведенні виробки 1 після зведення рамного кріплення 2 і монтажу затяжки 3 по контуру виробки, бурять в покрівлі два розвантажувальні шпури 4 на відстані між зарядом вибухівки і вертикальною віссю виробки b на глибину lз таким чином, щоб заряди 5 ВР в розвантажувальних шпурах 4 розташовувалися у площині рами кріплення та на продовженні лінії стійки рами. Розвантажувальні шпури 4 заряджають камуфлетними зарядами 5 ВР і підривають, створюючи розвантажені зони порід. Для раціонального управління навантаженням і підвищення працездатності кріплення, два розвантажувальні шпури 4 бурять на відстані b між зарядом вибухівки і вертикальною віссю виробки, що дозволяє створити попереднє регулююче навантаження на раму за рахунок вибухового розширення порід в зоні вибухового розвантаження і при дії гірничого тиску перенести навантаження від покрівлі на стійки кріплення. 48196 4 За рахунок такого розміщення розвантажувальних зарядів забезпечується найбільш ефективний нерівномірний розподіл навантаження на верхняк рамного кріплення, коли його максимум створюють на стійках рами і мінімум - на середині верхняку. Це значно (в 1,5-3 рази) зменшує максимум вигинальних моментів і тим самим в стільки ж разів підвищує несучу спроможність найбільш відповідального конструктивного елементу кріплення - верхняка. Ударна хвиля розповсюджується від центру заряду по колу, тому для найбільшого сприйняття ударної хвилі на стійки кріплення, ідеальним є розташовування заряду ВР на продовженні лінії стійки рамного кріплення, коли виконується рівняння b lз . Якщо неможливо розташувати розвантажувальні шпури на продовженні вісі стійки рами, то їх розміщення повинно відповідати формулі (1), оскільки при цьому досягається найбільш рівномірне навантаження верхняка кріплення. Якщо відстань b між зарядом вибухівки і вертикальною віссю виробки буде більше Lв tg b , тоді ударна хвиля і навантаження 2(1 tg ) перерозподілиться на стійку кріплення з боків виLв робки, а якщо менше b , то ударна хвиля і 4 навантаження перерозподілиться ближче до центру верхняка кріплення. При бурінні більше (три і більше) або менше (один посередині) двох розвантажувальних шпурів в покрівлі виробки, збільшується навантаження на центр верхняка кріплення, зменшується його несуча здатність у 1,5-3 рази. Використання запропонованого способу дозволяє значно підвищити працездатність кріплення виробки навіть у складних гірничо-геологічних умовах інтенсивного прояву гірського тиску, підвищити її вантажонесучу спроможність, зменшити трудомісткість і спростити виконання робіт. 5 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 48196 6 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