Спосіб боротьби з випинанням ґрунту гірничих виробок

Реферат: Спосіб боротьби з випинанням ґрунту гірничих виробок включає нарізування на ґрунті поздовжніх щілин і формування в щілинах монолітних заповнень. Поздовжні щілини нарізують під кутом одна до одної, вершина якого звернена до покрівлі виробки. UA 94731 U (54) СПОСІБ БОРОТЬБИ З ВИПИНАННЯМ ҐРУНТУ ГІРНИЧИХ ВИРОБОК UA 94731 U UA 94731 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до гірничої промисловості і може використовуватись при охороні підготовчих виробок, в яких ґрунт має схильність до випинання. В існуючому в теперішній час рівні техніки широко відомі способи боротьби з випинанням ґрунту гірничих виробок, що включають нарізування на ґрунті повздовжніх щілин. Прикладом цих способів-аналогів є спосіб [1]. Ознаки аналогів збігаються з суттєвими ознаками корисної моделі. Проте, повздовжні щілини в цих способах нарізують паралельними. Недолік цих способів полягає у тому, що після змикання щілин при зміщенні боків виробки починає відбуватися випинання ґрунту гірничих виробок. При цьому, навіть при незначному зміщенні боків виробки, виникають помітні вертикальні зміщення порід ґрунту [2]. Внаслідок цього згадані способи не є ефективними. Найближчим аналогом (прототипом) корисної моделі є спосіб, який відомий з [3]. Цей спосіб включає нарізування на ґрунті повздовжніх щілин і формування в щілинах монолітних заповнень. Ці ознаки прототипу співпадають з суттєвими ознаками корисної моделі. Крім того, повздовжні щілини на ґрунті нарізують паралельними перпендикулярно поверхні ґрунту. Як матеріал для формування монолітних заповнень, як правило, використовують пінополіуретан. Недолік прототипу полягає у тому, що ступінь зниження випинання ґрунту виробок прямо пропорційна кількості щілин в поперечному напрямку виробки. Цей шлях підвищує вартість здійснення способу і збільшує час виконання цих робіт. Все це звужує межі використання цього способу і в цілому знижує його ефективність. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищити ефективність способу боротьби із випинанням ґрунту гірничих виробок за рахунок силової протидії щілинами з заповненням випинанню ґрунту в напрямку, який протилежний напрямку випинання. Поставлена задача вирішується тим, що в способі боротьби з випинанням ґрунту гірничих виробок, що включає нарізування на ґрунті повздовжніх щілин і формування в щілинах монолітних заповнень, згідно з корисною моделлю, повздовжні щілини нарізують під кутом одна до одної, вершина якого звернена до покрівлі виробки. При можливості сторони кута при нарізуванні щілин проводять біля боків ґрунту виробки. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак корисної моделі і технічним результатом, якого можна досягти, полягає у наступному. Внаслідок того, що повздовжні щілини нарізують під кутом одна до одної, вершина якого звернена до покрівлі виробки - при зміщенні боків виробки ці породи надавлюють на монолітні заповнення щілин. Монолітні заповнення щілин знижують концентрації напружень в кутах виробки та рівномірно передають зусилля від зміщення боків виробки в сторону виробки. Ці зусилля перпендикулярно від монолітних заповнень звернені углиб ґрунту і утримують ґрунт від випинання. Це підвищує ефективність способу. На кресленні, що додається, зображено схему, що пояснює спосіб боротьби з випинанням ґрунту гірничих виробок. Спосіб здійснюється наступним чином. На ґрунті 1 нарізують повздовжні щілини 2 під кутом α одна до одної, вершина якого звернена до покрівлі 3 виробки. В щілинах 2 формують монолітні заповнення 4. Якщо перерозподіл напружень в приконтурній зоні виробки відбувається швидко, то як монолітні заповнення використовують плити, що пристиковані одна до одної, наприклад, з залізобетону. В інших випадках можуть використовуватись будь-які плити або різні твердіючі заповнення, що твердіють безпосередньо в щілинах 2. Як твердіючі заповнення можуть використовуватись: бетон, залізобетон, пінобетон, полімербетон, або інші. Якщо дозволяють технічні умови, що обумовлені розміщенням різного обладнання і комунікацій, сторони кута α при нарізуванні щілин 2 доцільно проводити біля боків виробки. При перерозподілі напружень в приконтурній зоні виробки відбувається зміщення боків виробки. Це зміщення примушує до зміщення також більш глибинні шари порід біля нижніх кутів виробки. Але одночасно ці зміщення порід надавлюють на монолітні заповнення 4 в щілинах 2. Монолітні заповнення 4 передають рівномірно ці зусилля на ґрунт 1 по напрямках у глибину ґрунту 1 (див. креслення). Внаслідок цього шари притискуються один до одного у напрямку, що протилежний напрямку імовірного випинання ґрунту, і таким чином підвищується ефективність способу боротьби з випинанням ґрунту гірничих виробок. Джерела інформації: 1. Патент Росії № 2338066, МПК Е21С 41/16, Е21D 9/14, від 19.04.2007 р. 2. Г.Г. Литвинський, Механизм пучения пород почвы подготовительных выработок, Уголь, 1987, № 2, с. 15-17. 3. Ольденготт М., Поднятие почвы в выработках каменноугольных шахт и борьба с ним, Глукауф, № 12, 1981, с. 3-11. 1 UA 94731 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 1. Спосіб боротьби з випинанням ґрунту гірничих виробок, що включає нарізування на ґрунті поздовжніх щілин і формування в щілинах монолітних заповнень, який відрізняється тим, що поздовжні щілини нарізують під кутом одна до одної, вершина якого звернена до покрівлі виробки. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що сторони кута при нарізуванні щілин проводять біля боків ґрунту виробки. Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2