способ разработки пологих калийных пластов камерами

Формула изобретения

1. Способ разработки пологих калийных пластов камерами, включающий выделение участков с оставлением по их границам ленточных опорных целиков, а между опорными более узких междукамерных, отличающийся тем, что размеры выемочных участков определяют по допустимым напряжениям сдвига в подработанной толще горных пород.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что очистные камеры проходят с выемочного штрека, располагаемого параллельно оси опорного целика.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выемочный участок отрабатывают непараллельными камерами с формированием трапецеидальных в плане целиков.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для использования при поддержании пород кровли на ленточных целиках, отличающихся агрегатной прочностью из-за изменений аномального характера в строении и составе слоистого разрабатываемого пласта.

В период третьей стадии ползучести остаточная прочность таких целиков отличается наиболее значительно. После разрушения целиков, обладающих меньшей прочностью, горное давление перераспределяется на рядом находящиеся. При этом уровень их нагружения резко увеличивается.

Очевидно, что с увеличением площади с разрушенными целиками ускоряется процесс разрушения целиков на фронте зоны опорного давления, по характеру он становится таким же, как у хрупких горных пород. При динамическом формировании участка, на котором целики потеряли несущую способность, у фронта зоны опорного давления в кровле подработанной толщи пород появляются и растут напряжения сдвига. Величина напряжений обусловлена весом горных пород в объеме, находящемся над участком с разрушенными целиками, и площадью боковой поверхности этого объема. После того, как напряжения сдвига превысят допустимые значения, произойдет динамическое оседание подработанной толщи горных пород, в результате которого возможно разрушение объектов на земной поверхности и затопление рудника из-за разрушения водозащитной толщи.

Известен способ камерной системы разработки, предотвращающий возможность динамического оседания подработанной толщи пород, согласно которому целики рассчитывают по нагрузке, не превышающей предела их длительной прочности [1]

Недостатком этого способа являются большие потери руды в междукамерных целиках.

Наиболее близка к предлагаемому способу камерная система разработки, включающая поддерживание кровли на широких опорных и находящихся между ними более узких междукамерных целиках [2] Однако она не решает проблемы предотвращения динамических оседаний подработанной толщи пород.

Целью изобретения является предотвращение динамических оседаний подработанной толщи горных пород.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе разработки пологих калийных пластов камерами, включающем выделение участков с оставлением по их границам ленточных опорных целиков, а между опорными более узких междукамерных, размеры выемочных участков определяются по допустимым напряжениям сдвига в подработанной толще горных пород и очистные камеры проходят с выемочного штрека, располагаемого параллельно оси опорного целика; или выемочный участок отрабатывают непараллельными камерами с формированием трапецеидальных в плане целиков.

Расчет размеров выемочного участка выполняется исходя из предположения о мгновенном разрушении всех междукамерных целиков. При этом производится сопоставление возникающих напряжений сдвига в вышележащей толще пород с их предельно допустимыми значениями.

На фиг. 1, 2 изображены схемы взаиморасположения горных выработок при блоковом (фиг. 1) и панельном (фиг. 2) способах подготовки. На них показаны опорный целик 1, вентиляционные штреки 2, выемочный штрек 3, очистные камеры 4 и междукамерные целики 5.

Из-за изменения состава и строения наиболее вероятно разрушение узкой части какого-либо междукамерного целика. При этом благодаря чередованию в расположении широких и узких частей целиков горное давление перераспределяется на обладающие более высокой несущей способностью широкие части междукамерных целиков. Это будет способствовать предотвращению развития последовательного разрушения.

При варианте выемки параллельными очистными камерами, располагаемыми перпендикулярно оси опорного целика, в результате разрушения любого междукамерного целика часть горного давления перераспределится на опорный целик и вследствии этого уменьшится влияние разрушения на повышение напряжений в находящихся рядом целиках, что будет также способствовать предотвращению развития последовательного разрушения междукамерных целиков.

Благодаря тому, что размеры выемочного участка (расстояния между опорными целиками) не превышают значений, при которых напряжения сдвига в кровле (после разрушения междукамерных целиков) равны допустимым, динамическое обрушение пород подработанной толщи становится невозможным.

У опорных целиков ширина значительно превышает высоту, а основную часть их объема занимает область всестороннего сжатия, поэтому влияние изменчивости состава и неоднородности строения на прочность у них незначительно.

После разрушения междукамерных валиков подработанная толща горных пород будет плавно опускаться на медленно разрушающихся опорных целиках. Параметры отработки выемочного участка и ширина опорных целиков определяется по технологически необходимому сроку службы целиков и допустимому оседанию подработанной толщи.