Спосіб безціликової охорони пластових виробок на крутопохилому заляганні вугільних пластів

Спосіб безціликової охорони пластових виробок на крутопохилому заляганні вугільних пластів, що включає використовування тумб ВЗБТ, який відрізняється тим, що формують опорні смуги, в яких як охоронні елементи застосовують тумби ВЗБТ з прокладками з деревно-стружкових плит завтовшки 10 мм, а для визначення ширини опорних смуг b o використовують формулу: Корисна модель відноситься до гірничої промисловості і може бути використана як технічне рішення при проведенні охоронних заходів по виробках крутих і крутопохилих вугільних пластів. Відомі способи безціликової охорони пластових виробок на крутопохилому заляганні вугільних пластів. Для здійснення їх застосовуються: бутові смуги, органне кріплення, кущове кріплення, костри з круглого лісу або шпального бруса, бутокостри, конструкції зі збірного залізобетону, а саме великі залізобетонні тумби (ВЗБТ) [1, 2]. Недоліком цих способів охорони є те, що вони повною мірою не забезпечують параметрів механічних характеристик засобів кріплення (податливість, жорсткість, опір) на ділянках, де основна покрівля повинна тривалий час підтримуватися в стійкому стані [3]. А також останнім часом через економічні причини, а саме підвищення вартості деревини, застосування багатьох із цих способів різко скоротилося. Відомий спосіб використовування прокладок з розпила, укладеного в різному напрямі в кожному шарі [2]. Проте при використовуванні цих конструкцій елементи наповнювачів прокладок руйнувалися в різних напрямах, що пояснюється концент рацією напруження при укладанні цих елементів перпендикулярно один одному. Найближчим до передбачуваної корисної моделі за технічною сутністю є «Спосіб охороні підготовчих виробок вугільних шахт» [4], котрий полягає у тому, що між тумбами ВЗБТ прокладають податливі елементи - мішки з гірською породою. Але цей спосіб не дозволяє забезпечити роботу конструкції в необхідному режимі охоронних заходів із збереженням несучої здатності охоронних елементів на крутопохилому заляганні вугільних пластів. В основу передбачуваної корисної моделі поставлено завдання створення способу безціликової охорони пластових виробок на крутопохилому заляганні вугільних пластів, у якому за рахунок формування опорних смуг, де як охоронні елементи застосовують великі залізобетонні тумби ВЗБТ, а як прокладки між цими тумбами використовують деревно-стружкові плити (ДСП) завтовшки 10 мм і для визначення ширини опорних смуг b o використовують формулу  h  max l  bo    L   кр 2  ,  h  max l   Lкр   2 , 3 де  - об'ємна вага порід, т/м ; h - глибина ведення гірничих робіт, м; bo    Lmax - максимальна довжина критичної консолі, м; кр l - відстань від центра опори до кромки пласта, м; - границя міцності матеріалу кріплення на одноосьове стискання, МПа. (19) UA (11) 59600 (13) U  3 3 де  - об'ємна вага порід, т/м ; h - глибина ведення гірничих робіт, м; Lmax кр - максимальна довжина критичної консолі, м; l - відстань від центра опори до кромки пласта, м;  - границя міцності матеріалу кріплення на одноосьове стискання, МПа, забезпечується технічний результат - зниження передчасного руйнування опорних смуг і підвищення експлуатаційного часу роботи пластової виробки. Поставлене завдання розв'язується тим, що в способі безціликової охорони пластових виробок на крутопохилому заляганні вугільних пластів, що включає використовування тумб ВЗБТ, згідно з корисною моделлю, формують опорні смуги, в яких як охоронні елементи застосовують тумби ВЗБТ з прокладками з деревно-стружкових плит завтовшки 10 мм, а для визначення ширини опорних смуг використовують формулу:  h  max l  bo    L   кр 2  3 де  - об'ємна вага порід, т/м ; h - глибина ведення гірничих робіт, м; Lmax кр - максимальна довжина критичної консолі, м; l - відстань від центра опори до кромки пласта, м;  - границя міцності матеріалу кріплення на одноосьове стискання, МПа. У найближчому аналогу охорона виробок включає прокладання між тумбами ВЗБТ мішків з гірською породою. Дане технічне рішення не дозволяє застосовувати такий спосіб безціликової охорони на крутопохилому заляганні, де при розробленні вугільних пластів за складних гірничогеологічних умов виникають геомеханічні ситуації, що потребують детального підходу до засобів охорони виробок. Передбачуване технічне рішення відрізняється від відомого формуванням опорних смуг, в яких як охоронні елементи використовують тумби ВЗБТ з прокладками з ДСП завтовшки 10 мм, і визначенням ширини опорних смуг за запропонованою формулою, що забезпечує надійну охорону пластових виробок на крутопохилому заляганні вугільних пластів із визначенням точних параметрів опорних смуг і навантажень на виробку, а також підвищення експлуатаційного часу роботи виробки за рахунок збереження її нормативного перерізу. Таким чином, корисна модель, що заявляється, відповідає критерію «новизна». Спосіб здійснюють таким чином. На ділянці очисної виробки 1 (Фіг. 1), що охороняється з боку виробленого простору 2 і вугільного пласта 5 між покрівлею 3 і підошвою 4, формують опорні смуги 59600 4 шириною b o , укладають плити тумб ВЗБТ 7 одна на одну, стандартні розміри яких становлять 60x50x15 см, а між ними - прокладки 6 з ДСП завтовшки 10 мм на ширину опорної смуги b o , яку визначають за формулою:  h  max l  bo    L   кр 2  3 де  - об'ємна вага порід, т/м ; h - глибина ведення гірничих робіт, м; Lmax кр - максимальна довжина критичної консолі, м; l - відстань від центра опори до кромки пласта, м;  - границя міцності матеріалу кріплення на одноосьове стискання, МПа. Запропоноване технічне рішення забезпечує роботу опорних смуг в необхідному режимі стійкості з розрахованими параметрами податливості та зі збереженням несучої здатності, дозволяє усунути контактні напруження між плитами, які виникають через нерівності на поверхні, що в свою чергу призводить до передчасного їх руйнування. Перевірка способу безціликової охорони пластових виробок на крутопохилому заляганні вугільних пластів виконана під час проведення охорон3 них заходів по очисних виробках на пласті m n ' «Товстий» ш. «Північна» і пластах m5, l3, I4 та k5 ш. ім. В.І. Леніна і ш. «Кочегарка» ДК «Артемвугілля», що дозволило зберегти гірничі виробки в стійкішому стані, з підтриманням нормативного перерізу, встановленого технічними нормативними умовами. З урахуванням гірничо-геологічних умов залягання пластів, де проходили промислові випробування конструкції, була попередня можливість наперед розрахувати паспорт кріплення виробок з урахуванням охоронних заходів. Джерела інформації: 1. Руководство по составлению паспортов управления кровлей и крепления лав пластов с углами падения свыше 35° [Текст]: / А.Д. Алексеев, Е.И. Питаленко, Н.А. Шаповал, Б.И. Курицин. Донецк. 1998. - 104 с. 2. Способы и средства охраны подготовительных горных выработок [Текст]: / Н.А. Алышев, Н.А. Шаповал, Ю.А. Пивень, Е.И. Питаленко. и др. Донецк: ДонФТИ, 1997. - 80 с. 3. Борзых А.Ф. Расчет ожидаемых нагрузок на опоры из железобетонных блоков для охраны подготовительных выработок [Текст] / А.Ф. Борзых, А.А. Данилов, А.В. Тоцкий // Журнал Уголь. - 1990. - № 9. -С. 11-14. 4. Спосіб охорони підготовчих виробок вугільних шахт [Текст]: пат. На корисн. мод. № 46525 / Піталенко Є.І., Феофанов А.М., Васютіна В.В., Пакін Ю.В.; заявники та патентовласники УкрНДМІ НАНУ. -№ U20907019; опубл. 25.12.2009, Бюл. № 24. - 3 с. 5 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 59600 6 Підписне Тираж 24 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