способ управления оседанием подработанной толщи пород при камерной системе разработки пологих калийных пластов

Формула изобретения

Способ управления оседанием подработанной толщи пород при камерной системе разработки пологих калийных пластов, включающий формирование разгружающих и междукамерных целиков, а также закладку выработанного пространства, отличающийся тем, что в качестве разгружающих оставляют группы целиков, при деформировании в которых образуется зона всестороннего сжатия, а в качестве междукамерных целики, при деформировании порода которых претерпевает двухосное сжатие, при этом закладку камер ведут между разгружающими целиками.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для использования при весьма ограниченных допустимых оседаниях земной поверхности, например, при ведении горных работ на участках шахтного поля, над которыми на земной поверхности находятся здания и промышленные сооружения.

Известен способ ограничения оседания земной поверхности путем поддержания подработанной толщи пород на жестких целиках (Методические указанная по расчету и применению естественных жестких целиков различного назначения на калийных месторождениях Сост. М.П.Нестеров, Л.; ВНИИГ, 1978, 170 с.). Под жесткими подразумеваются целики, величина воздействующего давления на которое близка к пределу их длительной прочности. У этих целиков отношение ширины к высоте больше единицы, а в процессе деформирования в них формируются зона всестороннего сжатия. Разработка пластов с оставлением жестких целиков приводит к большим потерям руды.

На уменьшение потерь руды направлен способ управления горным давлением податливыми целиками, по которому для уменьшения оседания земной поверхности предполагается закладка выработанного пространства (Методические указания по расчету податливых междукамерных целиков на калийных месторождениях. Сост. М. П.Нестеров, Л., ВНИИГ, 1982, 103 с.). Под податливыми подразумеваются целики, отношение ширины к высоте у которых меньше единицы, в процессе деформирования в них формируется только зона 2-х осного сжатия.

Выполнение закладочных работ увеличивает себестоимость руды. Целью изобретения является снижение себестоимости добычи руды за счет уменьшения объема закладочных работ, не оказывающего влияния на оседание земной поверхности.

Влияние закладки на себестоимость добычи руды уменьшается при увеличении коэффициента ее извлечения из пласта, что может быть достигнуто путем повышения несущей способности междукамерных целиков. Например, периодически формированием разгружающих целиков в последовательности междукамерных (Папулов Л.М. Исследование и разработка технологии механизированной выемки с гидрозакладкой сильвинитового пласта Кр.П Верхнекамского месторождения калийных солей. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Л.: 1985, с. 55).

Это техническое решение также использовано при разработке способа управления оседанием подработанной толщи пород.

Для достижения поставленной цели в известном способе, включающем закладку камер и формирование разгружающих и междукамерных целиков, в качестве разгружающих оставляют группы целиков, при деформировании в которых образуется зона всестороннего сжатия, а в качестве междукамерных - целики, при деформировании порода которых претерпевает двухосное сжатие, при этом закладку ведут между разгружающими целиками.

На чертеже приведена схема взаиморасположения целиков и закладочного материала на вертикальном разрезе пласта. На чертеже изображены: 1 - целики, при деформировании в которых формируется зона всестороннего сжатия; 2 - целики, при деформировании в которых формируется зона двухосного сжатия, 3 - очистные камеры; 4 - закладочный материал; 5 - краевые зоны целиков; 6 - центральные зоны целиков; 7 - контуры образующегося жесткого целика.

Зона всестороннего сжатия формируется у целиков, ширина которых больше высоты (Кузнецов Г. Н. Механические свойства горных пород, М., Углеиздат, 1947. с.119, 124). У таких целиков в начале разрушается краевая зона, а затем уже (иногда в несколько стадий) центральная. Благодаря такой последовательности разрушения образующиеся куски породы перемещаются относительно осей каждого из целиков в противоположных направлениях. При этом закладочный материал (солевые отходы обогатительных фабрик) претерпевают всестороннее сжатие. При его уплотнении восстанавливаются прочностные связи между зернами закладочного материала (Кравченко Г.И., Исследование влияние на закладочные и породные массивы физико-химических способов воздействия применительно к разработке технологических схем выемки калийных руд: Отсчет о НИР (Пермский Политехнический институт, N ГР 81087263, Пермь, 1985, с. 16).

Таким образом из разрушающихся целиков и закладочного материала формируется несущие элементы. Благодаря им исключается влияние незаложенных камер на оседание земной поверхности. За счет этого уменьшается объем закладочных работ и снижается себестоимость руды.

При анализе известных технологических решений не обнаружено способа управления кровлей на чередующихся широких и узких целиках с размещением закладки между широкими целиками. Таким образом изобретение соответствует критерию "существенные отличия".