Спосіб боротьби з випинанням ґрунту гірничих виробок

Реферат: Спосіб боротьби з випинанням ґрунту гірничих виробок включає нарізування в масиві поздовжньої щілини і формування в щілині монолітного заповнення. Поздовжню щілину нарізують принаймні на одному з боків виробки, а монолітне заповнення формують в щілині з утворенням відкритої порожнини між монолітним заповненням і низом щілини. UA 97445 U (54) СПОСІБ БОРОТЬБИ З ВИПИНАННЯМ ҐРУНТУ ГІРНИЧИХ ВИРОБОК UA 97445 U UA 97445 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 в масиві поздовжньої щілини. Представником цих способів є [1]. Згадані ознаки аналогів збігаються з суттєвими ознаками корисної моделі. Крім того поздовжню щілину нарізують в ґрунті. Недолік цих способів полягає у тому, що після змикання щілин при зміщенні боків виробки починає відбуватися випинання ґрунту гірничих виробок. Внаслідок цього згадані способи не є ефективними. Прототипом корисної моделі є спосіб, який відомий з [2]. Цей спосіб включає нарізування в масиві поздовжньої щілини і формування в щілині монолітного заповнення. Ці ознаки прототипу співпадають з суттєвими ознаками корисної моделі. Крім того, поздовжню щілину нарізують в ґрунті, а в якості матеріалу для формування монолітних заповнень, як правило, використовують пінополіуретан. Недолік прототипу полягає у тому, що цей спосіб лише незначно знижує випинання ґрунту гірничих виробок. Це зниження випинання забезпечується поступовим стисненням пінополіуретану в щілинах з забезпеченням більш плавного перерозподілу напружень в бокових породах. Але після повного стиснення пінополіуретану у щілинах - випинання ґрунту починає відбуватися з нарощуванням. В основу корисної моделі поставлена задача - підвищити ефективність способу боротьби з випинанням ґрунту гірничих виробок за рахунок забезпечення більш раціонального перерозподілу напружень в бокових породах. Поставлена задача вирішується тим, що в способі боротьби з випинанням ґрунту гірничих виробок, що включає нарізування в масиві поздовжньої щілини і формування в щілині монолітного заповнення, на відміну від прототипу, поздовжню щілину нарізують принаймні на одному з боків виробки, а монолітне заповнення формують в щілині з утворенням відкритої порожнини між монолітним заповненням і низом щілини. Для полегшення виконання монолітного заповнення - поздовжню щілину нарізують похилою від боку виробки вниз вглиб масиву. Для спрощення виконання монолітного заповнення відкриту порожнину здійснюють уширенням щілини. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак корисної моделі і технічним результатом, якого можна досягти, полягає у наступному. Внаслідок того, що поздовжню щілину нарізують принаймні на одному з боків виробки, а монолітне заповнення формують в щілині з утворенням відкритої порожнини між монолітним заповненням і низом щілини - при перерозподілі напружень уздовж боків виробки - зовнішня найбільш тріщинувата зона бокових порід нижче монолітного заповнення в щілині виявляється звільненою від дії верхніх порушених порід. При цьому силові діяння від верхніх порушених порід, що переміщуються вниз при перерозподілі напружень, переносяться монолітним заповненням вглиб масиву. Це веде до силового розвантаження зони пересічення боків виробки з ґрунтом, яке веде в свою чергу до зменшення або повного виключення переміщення боків виробки один до одного. Це приводить до зменшення або повного виключення випинання ґрунту, що підвищує ефективність способу. Суть корисної моделі пояснюють креслення. На фіг. 1 зображений переріз виробки з елементами, що використовуються при реалізації способу, а на фіг. 2, 3, 4 показані варіанти цих елементів. Спосіб реалізують наступним чином. На одному з боків 1 виробки або двох боках 1 виробки нарізують поздовжню щілину 2. В поздовжній щілині 2 формують монолітне заповнення 3 з утворенням відкритої порожнини 4 між монолітним заповненням 3 і низом щілини 2. Монолітне заповнення 3 можуть формувати встановленням в щілину 2 східчастої плити, як це зображено на фіг. 1 або формуванням безпосередньо в щілині 2 заповнення наприклад з залізобетону з тимчасовим встановленням в наступну порожнину 4 знімної опалубки. Монолітне заповнення 3 можуть формувати в щілині 2 шляхом встановлення двох плит, як це зображено на фіг. 2. Для полегшення виконання монолітного заповнення 3 - поздовжню щілину 2 можуть нарізувати похилою від боку 1 виробки вниз вглиб масиву (фіг. 3). Для спрощення виконання монолітного заповнення 3 відкриту порожнину 4 можуть здійснювати уширенням щілини 2, як це зображено на фіг. 4. Якщо випинання ґрунту 5 проявляє себе біля одного з боків 1 виробки - нарізування поздовжньої щілини 2 і формування в ній монолітного заповнення 3 виконують біля цього боку виробки. Якщо пік випинання ґрунту проявляється в середній зоні ґрунту 5 виробки - щілини 2 з заповненням 3 виконують на двох боках 1 виробки. 1 UA 97445 U 5 10 15 Після реалізації способу при перерозподілі напружень уздовж боків виробки - зовнішня тріщинувата зона бокових порід, що розташована вище монолітного заповнення 3 при своєму просіданні не надавлює на таку ж зону нижче монолітного заповнення 3, так як між монолітним заповненням 3 і нижньою зоною знаходиться порожнина 4. При цьому тиск від верхніх просідаючих порід крізь монолітне заповнення 3 передається вглиб масиву, де порушення масиву відсутні або незначні. Внаслідок цього нижня зона взаємодії порушених порід боків 1 виробки з ґрунтом 5 з'являється розвантаженою повністю або в більшій мірі від силової дії бокових порід, що просідають. Це в свою чергу ліквідує або суттєво зменшує зміщення боків виробки до центра виробки, що усуває або суттєво зменшує випинання ґрунту. При повному переносі тиску верхніх просідаючих порід крізь монолітне заповнення 3 вглиб масиву, де порушення масиву відсутні - випинання ґрунту 5 виробки не відбувається. Все це підвищує ефективність способу боротьби з випинанням ґрунту гірничих виробок. Джерела інформації: 1. Патент Росії № 2338066, Е21С 41/16, E21D 9/14 від 19.04.2007 р. 2. Ольденготт М., Поднятие почвы в выработках каменноугольных шахт и борьба с ним, Глюкауф, №12, 1981, с. 10. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 1. Спосіб боротьби з випинанням ґрунту гірничих виробок, що включає нарізування в масиві поздовжньої щілини і формування в щілині монолітного заповнення, який відрізняється тим, що поздовжню щілину нарізують принаймні на одному з боків виробки, а монолітне заповнення формують в щілині з утворенням відкритої порожнини між монолітним заповненням і низом щілини. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що поздовжню щілину нарізують похилою від боку виробки вниз вглиб масиву. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що відкриту порожнину здійснюють уширенням щілини. 2 UA 97445 U Комп’ютерна верстка С. Чулій 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 3