способ управления кровлей

Формула изобретения

Способ управления кровлей, включающий возведение в выработанном пространстве бутокостровых рядов параллельно линии очистного забоя, отличающийся тем, что бутокостровые ряды выкладывают на расстоянии друг от друга, меньшем шага обрушения пород непосредственной кровли, а затем на пустую породу бутокостров укладывают пневмобаллоны и подают в них сжатый воздух, распирая их между кровлей пласта и пустой породой, причем ширину бутокостров принимают больше ширины пневмобаллона, а после опускания пород кровли на деревянную конструкцию бутокостров пневмобаллоны разгружают и извлекают, при этом высоту пустой породы в костре определяют из выражения

h=m-(h_б+ ), м,

где m - мощность пласта, м;

h_б - высота пневмобаллона в спущенном состоянии, м;

- величина запаса на высоту пневмобаллона в спущенном состоянии, м.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано для управления горным давлением при подземной разработке пологих пластов полезных ископаемых.

Известен способ управления труднообрушаемой кровлей при разработке калийных и угольных пластов с труднообрушаемыми кровлями, в частности при селективной выемке полезного ископаемого с частичной закладкой выработанного пространства бутовыми полосами, который характеризуется тем, что в способе управления труднообрушаемой кровлей, заключающемся в частичной закладке выработанного пространства боковыми и центральной бутовыми полосами, центральую бутовую полосу закладывают участками параллельно линии очистного забоя по мере подвигания лавы через расстояния h, равное установившемуся шагу обрушения пород основной кровли, с длиной бутовой полосы до L/5 и шириной не менее h|5, где L - длина очистного забоя. Таким образом, возводимые параллельные бутовые полосы будут играть роль "подушек", снимающих динамику обрушений и одновременно способствующих созданию блоков обрушаемой основной кровли уменьшенных размеров. При этом обрушение кровли будет происходить регулярно по мере отрицательных последствий для работы лавы, повысится безопасность горных работ, патент 2177546 кл. Е 21 С 41/18.

Недостатком данного способа является высокая трудоемкость его реализации, что связано с необходимостью в закладке больших объемов пород в выработанном пространстве на всю мощность пласта, при этом во многих случаях работы выполняются в ручную.

Известен способ управления кровлей на сопряжениях лав с подготовительными выработками, заключающийся в поддержании кровли на сопряжениях лав с подготовительными выработками механизированными крепями сопряжения, состоящих из сдвоенных секций, которые разгружают, передвигают в направлении подвигания лавы и устанавливают в рабочее положение. На перекрытия секций крепи сопряжений после их разгрузки укладывают пневмобаллоны, в которые после установки секций механизированной крепи сопряжения в рабочее положение нагнетают сжатый воздух до распора пневмобаллонов между перекрытиями секций крепи сопряжений и кровлей выработки. При отработке пластов с неустойчивыми породами кровли и креплении выработки рамной крепью пневмобаллоны располагают между верхняками крепи выработки, см. патент 2157453 кл. Е 21 Д 23/00.

Однако данный способ имеет ограниченную область применения на сопряжениях лав с подготовительными выработками, так как оставлять механизированную крепь с пневмобаллонами в выработанном пространстве исключено из-за большой стоимости крепи.

Известен способ управления кровлей, взятый в качестве прототипа, предусматривающий возведение в выработанном пространстве лавы параллельно выемочным штрекам бутокостровых рядов причем бутокостровые ряды выкладывают на расстоянии друг от друга, равном 1,10-1,25 длины шага первичной осадки основной кровли, см. А.С. 996731 кл. Е 21 С 41/04.

Недостатком данного способа является невысокая эффективность управления кровлей, так как бутокостры возводятся без предварительного распора, что влечет за собой значительные величины смещения пород кровли и, как следствие, ее обрушение. К тому же, заполнение бутокостров пустой породой на всю мощность пласта весьма затруднительно и практически невозможно.

Техническим результатом является повышение эффективности управления кровлей.

Технический результат достигается тем, что в способе управления кровлей, включающем возведение в выработанном пространстве бутокостровых рядов параллельно линии очистного забоя, согласно иобретению, бутокостровые ряды выкладывают на расстоянии друг от друга меньше шага обрушения пород непосредственной кровли, а затем на пустую породу бутокостров укладывают пневмобаллоны и подают в них сжатый воздух, распирая их между кровлей пласта и пустой породой, причем ширину бутокостров принимают больше ширины пневмобаллона, а после опускания пород кровли на деревянную конструкцию бутокостров пневмобаллоны разгружают и извлекают, при этом высоту пустой породы в костре определяют из выражения

h=m-(h_б+ ), м,

где m - мощность пласта, м;

h_б - высота пневмобаллона в спущенном состоянии, м;

- величина запаса на высоту пневмобаллона в спущенном состоянии, м.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 показано взаимное расположение пневмобаллонов и бутокостров в плане, на фиг.2 - разрез по линии А-А, на фиг.3а и 3б - разрез по линии Б-Б.

Способ осуществляется следующим образом.

В выработанном пространстве параллельно линии очистного забоя 1 между вентиляционным штреком 2 и откаточным штреком 3 осуществляют выкладку деревянных костров 4, фиг.1, которые заполняют пустой породой 5, образуя породную подушку внутри деревянного костра, затем в зазор между пустой породой 5 и кровлей пласта укладывают пневмобаллоны 6 см. (фиг.3б). В пневмобаллоны подают сжатый воздух и распирают их между пустой породой 5 (породной подушкой) и кровлей пласта (см. фиг.3а). Бутокостры выкладывают в выработанном пространстве по линии простирания пласта и по линии падения пласта b меньше шага обрушения пород непосредственной кровли, причем ширину бутокостров с принимают больше ширины пневмобадлона d, a после опускания пород кровли на деревянную конструкцию бутокостров пневмобаллоны разгружают и извлекают, при этом высоту пустой породы в костре определяют из выражения:

h=m-(h_б+ ), м,

где m - мощность пласта, м;

h_б - высота пневмобаллона в спущенном состоянии, м;

- величина запаса на высоту пневмобаллона в спущенном состоянии, м.

С удалением бутокостров от очистного забоя, большим предельного расстояния l_пр, при превышении которого скорости опускания пород кровли в выработанном пространстве стабилизируются, и кровля пласта опустится на деревянную конструкцию костров, пневмобаллоны разгружают и снимают с бутокостров.

Способ управления кровлей, заключающийся в возведении бутовых костров в сочетании с пневмобаллонами, позволит плавному опусканию пород кровли в выработанном пространстве и снизить нагрузки на призабойное пространство очистного забоя.

Данный способ позволит повысить эффективность управления кровлей в выработанном пространстве очистных выработок (лав, камер, заходок и др.).