Спосіб охорони підготовчих гірничих виробок

Спосіб охорони підготовчих гірничих виробок, який включає буріння шпурів (свердловин) з розташуванням їх по контуру виробки та нагнітання у шпури (свердловини) розчинів, який відрізняється тим, що у гірському масиві на глибину, яка дорівнює радіусу виробки, створюють пластичні зо Винахід відноситься до гірничої справи, а саме до способу охорони гірничих виробок Відомий спосіб охорони підготовчих гірничих виробок (див А С СНД №1802145, М Кл Е21Д11/00, 1993, Бюл №10) Він включає буріння свердловин у боках виробки по пласту вугілля або по породам Після досягнення ефекту розвантаження, свердловини на 0,66-0,7 їх довжини від устя заповнюють твердіючими розчинами Основним недоліком цього способу є те, що наявність розвантажувальних свердловин призводить до збільшення об'єму зон розвантаження та непружних деформацій біля виробки Породи в розвантаженій зоні та в зоні непружних деформацій (зоні зруйнованих порід) збільшуються у об'ємі за рахунок пружного відновлення та розрихлення Збільшення об'єму порід викликає зростання навантаження на кріплення гірничих виробок, та зниження їх СТІЙКОСТІ Найбільш близьким за технічною сутністю та досягаемому результату є спосіб охорони підготовчих виробок (див А С СРСР №973852, М Кл Е21Д11/00, опубл 15 1182 у Бюл №42) Він включає буріння свердловин (шпурів), та нагнітання в них тампонуючого розчину Нагнітання тампонуючого розчину здійснюється спочатку в бокові ни, КІЛЬКІСТЮ N, яку визначають за формулою N = Р/С, шт, де Р - периметр виробки, м, С - відстань між устями шпурів (свердловин), м, а відстань між устями шпурів (свердловин) приймають в межах для пісковика - 3,0 3,5м, для піщаного сланця 2,6 2,9м, для піщано-глинистого сланця 2,35 2,55м, для глинистого сланця - 2,1 2,3м, при цьому КІЛЬКІСТЬ водного розчину поверхневоактивних речовин на один шпур (свердловину) визначають за формулою Q = a l m , м3, де 1 Ш довжина шпура, м, a - коефіцієнт, який дорівнює для пісковика - 0,02, для піщаного сланця - 0,01, для піщано-глинистого сланця - 0,006, для глинистого сланця - 0,004 свердловини Одночасно з нагнітанням зміцнюючого розчину в бокові свердловини виконують відкачку повітря з свердловин, пробурених у покрівлю Загальними ознаками прототипу, співпадаючими з суттєвими ознаками заявляемого винаходу є буріння свердловин (шпурів) з розташуванням їх по контуру гірничої виробки та нагнітання у свердловини (шпури) розчинів Основним недоліком цього способу є те, що зміцнення гірничого масиву виконується лише по великим тріщинам Дрібні тріщини та шпарини не заповнюються розчином Це призводить до того, що у гірничому масиві залишаються ДІЛЬНИЦІ не оброблені зміцнюючим розчином В цих місцях породи, з часом, будуть руйнуватись, і біля виробки створюватимуться розвантажена зона та зона непружних деформацій, у яких породи збільшуються в об'ємі за рахунок пружного відновлення та розрихлення Зі збільшенням об'єму порід навантаження на кріплення збільшуватиметься, що призведе до зниження СТІЙКОСТІ виробок В основу винаходу поставлена задача створити спосіб охорони підготовчих гірничих виробок, в якому, за рахунок певних технологічних операцій забезпечуватимуться можливість управління на СО о (О сч (О 62603 пруженим станом гірничого масиву, що вміщує виробку, та зниження навантаження на кріплення Поставлена задача вирішується тим, що в способі охорони підготовчих гірничих виробок, включаючому буріння шпурів (свердловин), з розташуванням їх по контуру гірничої виробки, та нагнітання у шпури розчину, створюють пластичні зони Шпури (свердловини) бурять на глибину, яка дорівнює радіусу виробки, а КІЛЬКІСТЬ шпурів (свердловин) визначається за формулою N=P/C, шт, де - Р - периметр виробки, м, С - відстань між устями шпурів (свердловин), м Відстань між устями шпурів (свердловин) приймається в межах для пісковика - 3,0-3,5м, для піщаного сланцю - 2,62,9м, для піщаноглинистого сланцю - 2,35-2,55м, для глинистого сланцю - 2,1 2,3м, а КІЛЬКІСТЬ ВОДНОГО розчину поверхнево активних речовин (ПАР) на один шпур визначається за формулою для пісковика Q=0,02 м , для піщаного сланцю Q=0,01 для піщаноглинистого сланцю Q=0,006 , для глинистого сланцю Q=0,004 ..з Суть способу пояснюється кресленнями На фіг 1 наведена схема розташування шпурів у поперечному перерізі виробки Де R - радіус виробки, С - відстань між устями шпурів (свердловин), 7 - виробка, 2 - шпури (свердловини) На фіг 2 наведена схема розташування шпурів (свердловин) на породільному перерізі виробки Де 1 - виробка, 2 - шпури (свердловини), Іш - довжина шпура , R - радіус виробки На фіг 3 наведена схема перерозподілу напружень біля виробки Де 1 - виробка, 2 - шпури (свердловини), 3 - пластична зона, 4 - зона непружних деформацій при відсутності пластичних зон, 5 - зона непружних деформацій при наявності пластичних зон, 6 - розвантажена зона при відсутності пластичних зон, 7 - розвантажена зона при наявності пластичних зон, R - радіус виробки, С - відстань між устями шпурів (свердловин) Спосіб охорони підготовчих гірничих виробок здійснюється наступним чином При проведені виробки 1 на відстані 5-10м від вибою по її периметру бурили шпури (свердловини) 2 на глибину, яка дорівнює радіусу виробки 1, під прямим кутом до продольної осі виробки 1 фіг 1 КІЛЬКІСТЬ шпурів (свердловин) 2 в одній серії визначали за формулою N-P/C, шт, де N - КІЛЬКІСТЬ шпурів (свердловин), шт , Р - периметр виробки, м, С - відстань між устями шпурів (свердловин), м Відстань між устями шпурів (свердловин) приймається в межах для пісковика - 3,0-3,5м, для піщаного сланцю - 2,62,9м, для піщаноглинистого сланцю - 2,35-2,55м, для глинистого сланцю - 2,1-2,3м Відстань L між шпурами (свердловинами) 2 по довжині виробки 1 (між серіями шпурів) приймали для пісковика -1 1,2м, для піщаного сланцю - 0,81м, для піщаноглинистого сланцю - 0,7-0,9м, для глинистого сланцю - 0,6-0,8м фіг 2 Шпури 2 кожної серії розташовували таким чином, щоб один з них знаходився у покрівлі виробки, на її вертикальній осі фіг1, фіг 3 Після буріння однієї серії шпурів 2 виконували їх герметизацію та нагнітання через шпури ПАР у гірничий масив КІЛЬКІСТЬ ВОДНОГО розчину ПАР для одного шпура (свердловини) 2 визначали за формулою Q=a Іш, м3, де Іш - довжина шпура, м, а - коефіцієнт, який дорівнює для пісковика - 0,02, для піщаного сланцю - 0,01, для піщаноглинистого сланцю - 0,006, для глинистого сланцю - 0,004 Нагнітання розчину ПАР виконували під тиском перевищуючим на 10-20% напруження у гірничому масиві на глибині розташування виробки У якості ПАР використовували сульфонол (0,2% сульфонолата 99,8% води) Нагнітання ПАР призводить до того, що біля шпурів (свердловин) 2 з'являється зона з пластичними властивостями (пластична зона 3) Під дією гірничого тиску з пластичних зон 3 видавлюються породи у виробку 1 При видавлюванні порід з зон З знижуються напруження у вміщуючому виробку 1 масиві Це зменшує імовірність руйнування порід та кріплення виробки 1 за рахунок зменшення розмірів зони непружних деформацій 4 до розмірів зони 5, та розвантаженої зони 6 до розмірів зони 7 фіг 3 Зменшення розмірів розвантаженої зони та зони непружних деформацій призводить до зменшення навантаження на кріплення виробки, що підвищує и СТІЙКІСТЬ Фіг. 2 62603 Комп'ютерна верстка М Мацело Підписне Тираж 39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119