Способ управления труднообрушаемой кровлей

(51)21 41/16 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРУДНООБРУШАЕМОЙ КРОВЛЕЙ(71) Заявитель Закрытое акционерное общество Солигорский институт проблем ресурсосбережения с опытным производством(72) Авторы Волков Борис Алексеевич Петровский Борис Иванович(73) Патентообладатель Закрытое акционерное общество Солигорский институт проблем ресурсосбережения с опытным производством(57) Способ управления труднообрушаемой кровлей, включающий определение границы зоны повышенного горного давления посредством измерения временного интервала выхода стойки призабойной крепи на рабочее сопротивление и сравнения его с безопасным,заранее заданным интервалом времени, отличающийся тем, что на границе повышенного горного давления лаву останавливают на время, в течение которого горное давление снижается до допустимого уровня. Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для управления труднообрушаемой кровлей при разработке пластовых месторождений полезных ископаемых. Известен способ управления труднообрушаемой кровлей, включающий бурение скважин из выработок через непосредственную кровлю в основную кровлю до подхода очистного забоя к плоскости расположения скважин, герметизацию их, нагнетание воды и создание в скважинах импульсов высокого давления. Герметизацию скважин производят на глубину не менее верхней границы пород непосредственной кровли, а нагнетание воды в скважины осуществляют после прохода очистного забоя под плоскостью расположения скважин 1. Известен также способ управления кровлей, включающий бурение скважин через непосредственную кровлю пласта в породы труднообрушаемой кровли и разупрочнение пород в зоне растягивающих напряжений труднообрушаемой кровли. Разупрочнение пород в зоне растягивающих напряжений труднообрушаемой кровли производят путем нагнетания через скважину в указанную зону раствора ПАВ. После разупрочнения пород через ту же скважину укрепляют породы в зоне растягивающих напряжений непосредственной кровли нагнетанием в эту зону скрепляющего состава 2. Известен также способ предупреждения горных ударов и выбросов, включающий определение границ зоны повышенного горного давления, отработку защитного пласта с 8048 1 2006.04.30 опережением очистного забоя подзащитного пласта при переходе указанной зоны, равным мощности междупластья. При отработке участка повышенного горного давления защитного пласта, в выработанном пространстве последнего возводят временную закладку, затем по мере отработки подзащитного пласта временную закладку подзащитного пласта убирают, начиная со стороны отработки подзащитного пласта, причем временную закладку защитного пласта убирают с опережением очистного забоя подзащитного пласта равным мощности междупластья 3. Недостатками указанных способов является сложность и высокая трудоемкость. Известен также способ оповещения об опасных обрушениях кровли в лавах и устройство для осуществления способа, включающий измерение временного интервала выхода стойки призабойной крепи на рабочее сопротивление. Задают безопасный временной интервал выхода стойки на рабочее сопротивление, сравнивают ее с измеренным и при меньшем значении измеренного интервала, по сравнению с заданным, формируют сигнал оповещения 4. Недостатком данного способа является то, что определение зоны повышенного горного давления по этому способу не дает решения безопасного преодоления этой зоны лавой. Задачей изобретения является повышение безопасности и эффективности ведения горных работ. Технический результат достигается тем, что в способе управления труднообрушаемой кровлей, включающем определение границы зоны повышенного горного давления посредством измерения временного интервала выхода стойки призабойной крепи на рабочее сопротивление и сравнение его с безопасным, заранее заданным интервалом времени, на границе повышенного горного давления лаву останавливают на время, в течение которого горное давление снижается до допустимого уровня. Обычно это время в лавах на рудниках ПО Беларуськалий составляет от двух часов до одних суток, после чего лава продолжает работу в обычном режиме. Опыт работы лав на рудниках ПО Беларуськалий показал, что опасное обрушение кровли происходит, если в течение 3-5 рабочих циклов в лаве наблюдается повышенное горное давление, свидетельством которого являются высокие скорости выхода гидростоек крепи на рабочее сопротивление, характерные хлопки срабатывающих предохранительных клапанов, отскакивание кусочков руды и породы от забоя и кровли. Опасное обрушение кровли в лавах с посадкой части забойной крепи нажестко является чрезвычайным происшествием, поскольку влечет за собой большую опасность для работающих в лаве, а также значительные материальные затраты связанные с разборкой завалов в лаве и восстановлением оборудования гидромеханизированного комплекса. Остановка лавы на границе повышенного горного давления позволяет избежать опасного обрушения кровли, поскольку еще остается достаточно большая площадь опоры под породной балкой в районе заделки, а ее длина и масса еще не достигли критических значений. Поэтому процесс переуплотнения породы над забоем идет менее активно и более растянут во времени. В дальнейшем, при остановленном забое лавы, процесс разгрузки кровли происходит по одному из двух вариантов 1) породная балка своим свободным концом плавно опускается на ранее обрушенные породы позади лавы 2) балка разламывается на более мелкие блоки, не опасные по своему динамическому воздействию на забой. И в том и другом случае происходит перераспределение нагрузки. Горное давление снижается до допустимого уровня, что обеспечивает дальнейшую безопасную работу лавы. Это неоднократно подтверждалось работой лав на рудниках ПО Беларуськалий. Примером осуществления предлагаемого способа может быть работа лавы 22 РУ при доработке выемочного столба. 2 8048 1 2006.04.30 Известно, что заключительный этап отработки выемочных столбов при слоевой выемке Третьего пласта является наиболее опасным по динамическим проявлениям обрушающейся кровли. Поэтому лава 22 РУ была оборудована устройством по патенту РБ 1234,позволяющим за 3-5 рабочих циклов обнаруживать участок повышенного горного давления. Аппаратура контроля горного давления состоит из датчика горного давления (устанавливается в лаве на одной из забойных гидростоек), блока обработки сигналов(устанавливается на поверхности в диспетчерской рудника). Связь между датчиком в лаве и блоком на поверхности осуществляется по 3-х проводному кабелю. На расстоянии 35 м от линии остановки верхней лавы этого выемочного столба аппаратура зафиксировала участок повышенного горного давления, при этом лава была остановлена. Через 5 часов кровля разгрузилась (обрушилась), а давление снизилось, что было зафиксировано приборами контроля, после чего лава приступила к обычной работе. В дальнейшем были зафиксированы еще два участка повышенного горного давления, которые были преодолены аналогичным образом. При осуществлении предлагаемого способа достигаются следующие положительные качества повышается безопасность работ снижаются затраты на противоударные мероприятия снижается стоимость гидромеханизированного комплекса за счет применения крепи с меньшей несущей способностью устраняются затраты на ликвидацию последствий опасных обрушений кровли. Источники информации 1. А.с. 1191582 СССР, МКИ 4 Е 21 С 41/04. Способ управления труднообрушаемой кровлей / И.М. Зубарев, Я.Д. Витебский, А.М. Мусин, Д.К. Атыгаев Всес. научн.-исслед. и проектн.констр. угольн. ин-т.3754614/22-03 Заявл. 19.06.84 Опубл. 15.11.1985 // Бюл.42. Открытия. Изобретения. - 1985. -42. - . 126. 2. А.с. 905463 СССР, МКИ 3 Е 21 С 41/04. Способ управления кровлей / Н.Ф. Кусов, О.А. Эдельштейн, Н.И. Щербак.2786625/22-02 Заявл. 23.04.79 Опубл. 15.02.82 // Бюл.6. Открытия. Изобретения. Промышленные образцы. Товарные знаки. - 1982. -6. - . 157. 3. А.с.1432220 СССР, МКИ 4 Е 21 С 41/04, Е 21 5/00. Способ предупреждения горных ударов и выбросов / В.Н. Бураков, Н.В. Кротов, И.М. Петухов, В.С. Сидоров, А.Н. Шабаров Всес. научн.-исслед. ин-т горн, геомех. и маркшейд. дела.4170807/2203 Заявл. 04.01.87 Опубл. 23.10.1988 // Бюл.39. Открытия. Изобретения. - 1988. -39. С. 113. 4. Пат.1234 1 , МПК Е 21 С 39/00. Способ оповещения об опасных обрушениях кровли в лавах и устройство для осуществления способа / Волков Б.А., Калугин П.А., Кириченко А.С, Сычевский В.А., Щербина В.И., Петровский Б.И. ПО Беларуськалий.1020 А Заявл. 20.11111.93 Опубл. 14.10.1996 // Бюл.42. Афцыйны бюлетэнь/Дзярж. пат. ведамства Рэсп. Беларусь. - 1996. -2. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3