PL149579B1 - Sposób zabezpieczania wyrobisk korytarzowych przed obciążeniami dynamicznymi i statycznymi - Google Patents

Description

OPIS PATENTOWY

149 579

Patent dodatkowy do patentu nrZgłoszono: 86 02 05 /P. 257834/ pierwszeństwo Ci* TeiNIA Uoędu Paletowego

URZĄD

PATENTOWY

PRL

Int. Cl.⁴ E21F 17/00 E21D 9/00

Zgłoszenie ogłoszono: 87 1 o 05 Opis patentowy opublikowano: 1990 06 30

Twórcy wynalazku: Andrzej Rejowski, Andrzej Czarski, Antoni Gołaszewski, Józef Kamiński, Antoni Mastej, Jan Pęcherski

Uprawniony z patentu: Przedsiębiorstwo Eksploatacji Wę^la Północ

Kopalnia Węgla Kamiennego Rozbark, Bytom /Polska/

SPOSÓB ZABEZPIECZANIA WYROBISK KORYTARZOWYCH PRZED OBCIĄŻENIAMI DYNAMICZNYMI I STATYCZNYMI

Przedmiotem wynalazku jest sposób zabezpieczania górniczych wyrobisk korytarzowych przed wpływami skoncentrowanych obciążeń dynamicznych i statycznych.

Wyrobiska górnicze, a zwłaszcza wyrobiska korytarzowe zarówno podczas ich drążenia jak i eksploatacji narażone są na skoncentrowane obciążenia dynamiczne i statyczne. Koncentracja tych obciążeń jest uzależniona od usytuowania wyrobiska korytarzowego względem wyrobisk eksploatacyjnych oraz względem różnego rodzaju zaburzeń i deformacji górotworu. Ponadto na większość obciążeń dynamicznych dość duży wpływ mają skały otaczające wyrobisko korytarzowe zdolne do kumulowania energii sprężystej. .

Znane dotychczas sposoby zabezpieczania wyrobisk korytarzowych przed obciążeniami dynamicznymi polegały głównie na zagęszczaniu obudowy lub stosowaniu obudowy o zwiększonych parametrach wytrzymałościowych, stosowaniu podciągów i dodatkowych rozpór oraz kotwi względnie dodatkowej obudowy wzmacniającej. Sposoby te jakkolwiek przeciwstawiały się wzmożonym obciążeniom górotworu nie dawały pozytywnych rezultatów, a przy tym znacznie utrudniały wyrobisku spełnianie jego podstawowych funkcji; Znany jest również sposób rozwiercania calizny ociosów i spągu wyrobiska korytarzowego polegający na wierceniu otworów o średnicy około 100 mm w obu ociosach. Otwory te o długości od 15 do 30 m były usytuowane równolegle do spągu w odległości około 1,5 m od tego spągu i były rozmieszczane w odstępach od 2 do 10 m na całej długości odcinka, na którym spodziewane było występowanie skoncentrowanych obciążeń dynamicznych. Sposób ten ma tę wadę, że nie nadaje się do stosowania w polach metanowych oraz w miejscach zalegania pokładów węgla skłonnych do samozapalenia. Poza tym sposób ten był dość kłopotliwy i pracochłonny i dlatego między innymi po okresie próbnym nie znalazł on szerszego, praktycznego zastosowania w przemyśle.

Wymienionych wad i niedogodności nie ma sposób zabezpieczania wyrobisk korytarzowych przed obciążeniami dynamicznymi i statycznymi będący przedmiotem niniejszego wynalazku. Istota tego

149 579

149 579 sposobu polega na tworzeniu strefy spękań wokół wyrobiska korytarzowego, usytuowanej w pewnej odległości od jego ociosów. W tym celu na obwodzie wyrobiska korytarzowego w odstępach nie większych niż 1,5 m wierci się otwory strzałowe usytuowane prostopadle do osi podłużnej tego wyrobiska. W otworach tych, o długości większej od szerokości wyrobiska, umieszcza się korzystnie trzy ładunki materiału wybuchowego rozmieszczone tak, aby jeden z nich był umieszczony na kąńcu otworu, a pozostałe oddzielone przybitką zajmowały nie więcej niż połowę długości. tego· otworu, fcoza tym środkowy ładunek wykonuje się większy od pozostałych i uzbraja w zapalnik elektryczny o zwłoce wyprzedzającej o jeden stopień zapalniki elektryczne ładunków skrajnych. Dobre rezultaty w niszczeniu struktury skał uzyskuje się również przez równoległe usytuowanie trzech otworów strzałowych, z których jeden dłuższy ma trzy rozłożone ładunki materiału wybuchowego, a dwa krótsze, skrajne otwory mają tylko po jednym ładunku materiału wybuchowego usytuowanym naprzeciw środkowego ładunku w otworze dłuższym. Otwory strzałowe mogą być też rozmieszczone na obwodzie wyrobiska korytarzowego wachlarzowo. W tym przypadku umieszcza się w każdym z nich po jednym ładunku, przy czym otwór środkowy ma ładunek większy od ładunków pozostałych otworów. V niektórych przypadkach, zależnych od struktury i zalegania skał, korzystnie jest niszczyć ich strukturę za pomocą rozłożonych ładunków materiału wybuchowego tak, aby ładunek usytuowany na końcu otworu strzałowego był najsłabszy, a każdy kolejny ładunek w kierunku osi podłużnej wyrobiska był coraz silniejszy, faki sposób zabezpieczania wyrobisk korytarzowych uniemożliwia przenoszenie się obciążeń dynamicznych i statycznych na obudowę tych wyrobisk co bardzo znacznie zwiększa bezpieczeństwo i pewność ich pracy w miejscach zagrożonych tąpaniami. Zaletą sposobu zabezpieczania wyrobisk według wynalazku jest możliwość jego stosowania w każdym wyrobisku korytarzowym bez względu na warunki geologiczno-górnicze. Dodatkową zaletą tego sposobu jest łatwość jego stosowania przy niewielkim nakładzie pracy i zaangażowaniu środków technicznych.

Przedmiot wynalazku jest dokładniej wyjaśniony na załączonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia sposób rozmieszczenia otworów strzałowych i ładunków materiału wybuchowego na obwodzie wyrobiska korytarzowego, fig. 2 - rozmieszczenie otworów strzałowych i ładunków materia łu wybuchowego w ociosach wyrobiska, fig. 3 - wachlarzowe rozmieszczenie otworów wybuchowych, a fig. 4 - inny sposób rozmieszczenia ładunków materiału wybuchowego w otworach strzałowych.

Jak uwidoczniono na fig. 1 na całym obwodzie wyrobiska korytarzowego, lub z jednej tylko strony, wierci się otwory strzałowe rozmieszczone w odstępach nie większych niż 1,5 m. Otwory te wierci się prostopadle do osi podłużnej wyrobiska na długość nie mniejszą od szerokości tego wyrobiska. Następnie w każdym otworze umieszcza się rozłożone ładunki materiału wybuchowego, korzystnie w ilości trzech, oddzielone od siebie przybitką. Ładunek materiału wybuchowego umieszczony w środku wykonuje się większy od ładunków skrajnych i uzbraja w zapalnik elektryczny o zwłoce wyprzedzającej o jeden stopień pozostałe ładunki. Wskutek czego podczas odpalania ładunków jako pierwszy zdetonuje ładunek środkowy, a potem jednocześnie oba ładunki skrajne niszcząc strukturę skał na odcinku w przybliżeniu równym połowie szerokości wyrobiska korytarzowego. Tak wytworzona strefa zniszczeń struktury skał obejmować będzie wokół wyrobisko w odległości nie mniejszej niż połowa jego szerokości i skutecznie przejmować będzie wszystkie obciążenia nie dopuszczając je do obudowy wyrobiska. Natomiast strefa niezniszczonych skał pozostająca bezpośrednio zą obudową chroni wyrobisko przed zasypywaniem go gruzowiskiem skalnym.

W przypadku występowania wzmożonych naprężeń na jednym z ociosów wyrobiska korytarzowego korzystnie jest w tym przypadku w ociosie wiercić otwory strzałowe rozmieszczone tak, jak to uwidoczniono na fig. 2. W tym celu w ociosie wierci się po trzy równoległe otwory strzałowe rozmieszczone w odległości około 0,8 m od siebie i w odległości nie mniejszej niż szerokość wyrobiska od następnych trzech otworów strzałowych. Środkowy otwór każdej trójki ma większą długość od pozostałych dwóch otworów, przy czym w otworze tym umieszcza się rozłożony ładunek materiału wybuchowego, korzystnie w ilości trzech ładunków, z których środkowy jest większy od dwóch pozostałych ładunków. Skrajne otwory strzałowe mają długość sięgającą środkowego ładunku materiału wybuchowego w otworze środkowym, a ich ładunki materiału wybuchowego i zapalniki elektryczne są takie same jak ładunku środkowego w otworze środkowym. Wskutek tego

149 579 podczas odpalania najpierw zostają zdetonowane: ładunek środkowy otworu środkowego i oba ładunki otworów skrajnych, a potem pozostałe ładunki otworu środkowego. Daje to dość dobry efekt strefowego niszczenia struktury skał, a tym samym dekoncentracji naprężeń górotworu w sąsiedztwie wyrobiska korytarzowego.

W niektórych przypadkach zależnych od sposobu zalegania skał i ich struktury oraz od panujących wokół wyrobiska korytarzowego warunków geologiczno-górniczych korzystnie jest wykonywać strefę soękań wokół tego wyrobiska w postaci pierścienia o grubości zmieniającej się wzdłuż obwodu wyrobiska. Taką właśnie strefę uzyskuje się wskutek rozmieszczenia otworów . strzałowych i ładunków materiału wybuchowego tak, jak to uwidoczniono na fig. 3 i 4. W tym celu na obwodzie wyrobiska korytarzowego wierci się po trzy prostopadłe otwory strzałowe usytuowane wachlarzowo. Otwory te o długości większej od szerokości wyrobiska mają jednakową długość, przy czym w otworze środkowym umieszcza się ładunek materiału wybuchowego większy od ładunków w otworach skrajnych i zapalnik elektryczny o zwłoce wyprzedzającej o jeden stopień pozostałe ładunki. Po odpaleniu ładunków w bezpośrednim ich sąsiedztwie powstaje strefa zniszczonej struktury skał o większych rozmiarach, która maleje w miarę oddalania się od otworów strzałowych. Podobny efekt można uzyskać jeżeli w pojedynczym otworze strzałowym umieści się rozłożony ładunek materiału wybuchowego, przy czym wielkość ładunków w otworze powinna być wzrastająca w jednym kierunku. Ponadto wszystkie ładunki odpala się od największego do najmniejszego .

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób zabezpieczania górniczych wyrobisk korytarzowych przed obciążeniami dynamicznymi i statycznymi,* znamienny tym, że wokół wyrobiska w odległości nie mniejszej niż połowa jego szerokości tworzy się strefę spękań o szerokości równej co najmniej szerokości tego wyrobiska za pomocą otworów strzałowych o długości nie mniejszej niż szerokość wyrobiska rozmieszczonych na obwodzie w odstępach nie większych niż 1,5 m od siebie, wierconych prostopadle do jego osi podłużnej, przy czym na końcu każdego otworu umieszcza się rozłożony ładunek materiału wybuchowego, korzystnie trzy, z których ładunek środkowy jest większj' i ma zapalnik elektryczny o zwłoce wyprzedzającej o jeden stopień zapalniki pozostałych ładunków materiału wybuchowego. .
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, źew ociosie wyrobiska wierci się po trzy równoległe otwory rozmieszczone w odległości około 0,8 m od siebie i w odległości nie mniejszej niż szerokość wyrobiska od następnych trzech otworów, z których otwór środkowy ma większą długość i w otworze tym umieszcza się rozłożony ładunek materiału wybuchowego, a otwory skrajne wierci się tak, aby ich końce sięgały ładunku środkowego, przy czym ładunek środkowy i ładunki w otworach skrajnych są większe od pozostałych ładunków i są uzbrojone w zapalniki elektryczne o zwłoce wyprzedzającej o jeden stopień zapalniki pozostałych ładunków materiału wybuchowego.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, zna. mienny tym, że otwory strzałowe na obwodzie wyrobiska wierci się wachlarzowo po trzy i na końcu każdego z nich umieszcza się ładunek materiału wybuchowego w środkowym otworze większy, a w otworach skrajnych mniejsze, przy czym ładunek środkowy uzbraja się w zapalnik elektryczny o zwłoce wyprzedzającej o jeden stopień zapalniki ładunków pozostałych.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, źew otworach strzałowych rozmieszczonych na obwodzie wyrobiska umieszcza się rozłożone ładunki materiału wybuchowego o różnej wielkości narastająco w jednym kierunku, które odpala się od największego do najmniejszego.

   149 579

   Fiq,2

   149 579

   Fig.8