Спосіб охорони гірничих виробок

1. Спосіб охорони гірничих виробок, що включає буріння в боках виробки по вугільному пласту або пустих породах розвантажувальних свердловин і їх кріплення, який відрізняється тим, що C2 1 3 ження, оскільки при руйнуванні масиву навколо розвантажувальних свердловин породи збільшуються в об'ємі і заповнюють собою порожнину свердловини, після чого дія ефекту розвантаження припиняється. Після цього продовжується некерований розвиток зони зруйнованих порід навколо виробки, що призводить до зростання навантаження на кріплення і зниження стійкості порід. Крім того заповнення гирлової частини свердловини твердіючим складом не дозволяє запобігти розшаруванню і руйнуванню порід поблизу підготовчої виробки, що пов'язане з досить тривалим часом набору міцності твердіючим складом, це призводить до допущення розвитку процесів тріщиноутворення навколо свердловин до моменту твердіння твердіючого складу і відповідно знижує стійкість виробки. В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу охорони гірничих виробок, в якому за рахунок поетапного створення локальних зон розвантаження породного масиву досягається перерозподіл поля напружень навколо гірничої виробки при одночасному обмеженні руйнування порід поблизу підготовчої виробки, що дозволяє підвищити стійкість гірничої виробки, що охороняється. Поставлена задача вирішується тим, що в способі охорони гірничих виробок, що включає буріння в боках виробки по вугільному пласту або пустих породах розвантажувальних свердловин і їх кріплення, згідно з винаходом, кріплення свердловини виконують шляхом установки в неї складеної труби, в окремих секціях якої, розташованих в місцях проведення розвантаження масиву, виконані вісесиметрично розташовані подовжні прорізи з кумулятивними виїмками, перед проведенням розвантаження масиву всередину складеної труби поміщають патрони з вибуховими речовинами (ВР) і доставляють по ній до місця розвантаження масиву, а розвантаження масиву здійснюють за допомогою підривання зарядів ВР багато разів, в напрямку від донної до гирлової частини свердловини, черговий патрон ВР підривають після припинення ефекту розвантаження, викликаного підриванням попереднього патрона. Доцільно установку складеної труби здійснювати послідовним запресовуванням її секцій в свердловину. Доцільно час проведення кожного подальшого розвантаження масиву визначати за допомогою контрольних реперних станцій. Кріплення свердловини шляхом установки в неї складеної труби дозволяє запобігти розшаруванню і руйнуванню порід поблизу підготовчої виробки, які викликані бурінням свердловини і проведенням розвантаження, за рахунок силової протидії цим процесам, яка створюється відразу після буріння свердловини у момент установки труби, що дозволяє підвищити стійкість гірничої виробки, що охороняється. Розвантаження масиву здійснюється за допомогою підривання зарядів ВР, що дозволяє створити область руйнування, що має значні розміри. Наявність прорізів з кумулятивними виїмками в 96512 4 складеній трубі в місцях розвантаження масиву сприяє направленому інтенсивнішому руйнуванню гірських порід при підриванні зарядів ВР, це дозволяє зберегти дію ефекту розвантаження тривалий час. Розвантаження масиву здійснюють багато разів, в напрямку від донної до гирлової частини свердловини, це дозволяє поетапно у міру припинення ефекту розвантаження, викликаного підриванням патрона ВР, створювати нові локальні розвантажувальні зони, що призводить до багатократного перерозподілу поля напруги навколо гірничої виробки, що охороняється, і дозволяє підвищити її стійкість. Суть способу пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 показана схема розташування патронів з ВР в свердловинах навколо гірничої виробки, на фіг. 2 - поперечний переріз свердловини в місці проведення розвантаження. На фіг. 1 - гірнича виробка, 2 - розвантажувальна свердловина, 3 - складена труба, 4 - секція складеної труби з кумулятивними виїмками, 5 секція складеної труби без кумулятивних виїмок, 6 - кумулятивна виїмка, 7 - патрон ВР, 8 - забійка. Спосіб охорони гірничих виробок здійснювався наступним чином. При проведенні підготовчої гірничої виробки 1 на відстані 20 м від вибою по пласту вугілля в боках виробки між рамами арочного кріплення бурили розвантажувальні свердловини 2 з відстанню між свердловинами 1,6 м завдовжки 7,5 м і діаметром 52 мм. Після буріння свердловини 2 всередину її за допомогою гідродомкрата запресовували складену пластикову трубу 3 діаметром 50 мм. Складена труба 3 складалася з секцій з кумулятивними виїмками 4 і секцій без кумулятивних виїмок 5. Секція з кумулятивними виїмками 4 являла собою відрізок труби завдовжки 0,5 м з чотирма вісесиметрично розташованими подовжніми прорізами з кумулятивними виїмками 6. Секція без кумулятивних виїмок 5 являла собою відрізок труби завдовжки 1,0 м. Комплект кріплення свердловини складався з однієї секції труби з кумулятивними виїмками 4 і двох секцій труби без кумулятивних виїмок 5. Для гірничо-геологічних умов ділянки був розрахований радіус зони непружних деформацій, який склав 3 радіуси виробки, а також радіус зони зруйнованих порід - рівний 1 радіусу виробки. Це дало підставу зробити висновок, що розвантаження масиву слід проводити на відстані від контуру гірничої виробки що дорівнює 3, 2, і 1 радіус виробки. Першою в свердловину 2 встановлювали секцію труби з кумулятивними виїмками 4, після цього встановлювали дві секції без кумулятивних виїмок 5. Потім в такій же послідовності встановлювали ще два комплекти кріплення свердловини. Таким чином, в свердловині на глибині 7,5, 5,0, 2,5 м були встановлені секції труби з кумулятивними виїмками 4, що виконували роль жорсткого корпусу патрона з кумулятивним ефектом. Перед проведенням розвантаження масиву всередину складеної труби 3 поміщали два патрони з ВР 7 завдовжки по 0,25 м, як ВР застосовува 5 ли амоніт 6ЖВ, і за допомогою досилочного пристрою доставляли їх в донну частину свердловини 2, до місця розвантаження масиву, після чого встановлювали забійку 8, завдовжки 1,0 м. Розвантаження масиву здійснювали шляхом підривання патронів з ВР 7 встановлених в свердловинах 2. При підриванні патрона ВР 7 у напрямі кумулятивних виїмок 6 відбувалося руйнування і тріщиноутворення в породах, що вміщують свердловину 2. Таким чином, створена зона розвантаження мала значні розміри. Утворення порожнини в масиві призводило до перерозподілу напружень навколо гірничої виробки 1 і розвитку зони зруйнованих порід навколо штучно створеної порожнини. Описані операції повторювалися у всіх свердловинах. Для контролю за зсувами вміщуючих порід у гірничій виробці 1 через кожні 48 м були обладнані контрольні ділянки. На кожній контрольній ділянці споруджувалася глибинна реперна станція. Репери встановлювалися в пробурених в боках виробки свердловинах на відстані від контуру виробки, що відповідала глибині установки секцій складеної труби з кумулятивними виїмками 4, тобто 7,25, 4,75, 2,25 м. По переміщеннях глибинних реперів 96512 6 здійснювали спостереження за характером і інтенсивністю зсувів порід. Аналіз даних по контрольних ділянках дозволяв встановити час проведення чергового етапу розвантаження масиву. Підставою для цього служило загасання переміщень репера, встановленого на відстані від контуру виробки, що відповідала попередньому етапу розвантаження, і інтенсифікація зсувів контурного репера. За даними вимірної станції ефект від першого етапу розвантаження припинився через 4 міс., що дало підстави для проведення другого етапу розвантаження масиву. Через 7 місяців після першого етапу розвантаження масиву, на підставі даних вимірної реперної станції, був проведений третій етап розвантаження масиву. При проведенні чергового етапу розвантаження, описані вище операції по встановленню заряду ВР і його підриванню повторювалися. Реалізація пропонованого способу дозволяє поетапно створювати в породному масиві локальні зони розвантаження, при цьому одночасно протидіючи руйнуванню порід поблизу контуру підготовчої виробки, це дозволяє підвищити стійкість гірничої виробки, що охороняється. 7 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 96512 8 Підписне Тираж 23 прим. 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