PL205624B1 - Sposób zmniejszania naprężeń w caliźnie złoża przy zrobach podczas prowadzenia podziemnej eksploatacji złóż minerałów użytecznych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób zmniejszania zwiększonych naprężeń w caliźnie złoża, występujących na skrzydle frontu wybierania przylegającym do zrobów, podczas prowadzenia podziemnej eksploatacji pokładowych i pseudopokładowych złóż minerałów użytecznych, znajdujący zastosowanie zwłaszcza do eksploatacji złóż rud miedzi o małej miąższości prowadzonej systemami zabierkowymi lub ubierkowymi.

Znane są sposoby prowadzenia eksploatacji systemami ubierkowym i zabierkowymi, w których wyrobiska poeksploatacyjne likwiduje się poprzez częściowe lub całkowite wypełnienie podsadzką suchą. Zastosowanie systemów zabierkowych i ubierkowych jest szczególnie korzystne przy eksploatacji złoża cienkiego, gdy konieczne jest selektywne urabianie calizn. Jednak w porównaniu do powszechnie stosowanych w polskim górnictwie miedzi systemów filarowo-komorowych w przypadku systemów ubierkowych i zabierkowych nie jest możliwe stosowanie szeregu wypracowanych metod ograniczania zagrożenia tąpaniami. W warunkach dużego zagrożenia tąpaniami szczególnie ważne jest unikanie sytuacji, gdy wyrobiska, w których odbywa się ruch maszyn i ludzi, sąsiadują z caliznami znajdującymi się w stanie sprężystym, które poddane są znacznym obciążeniom wynikającym z sumowania się ciśnień pierwotnych i ciśnienia eksploatacyjnego. W przypadku systemów ubierkowych i zabierkowych praktycznie jedyną metodą ograniczenia ciśnienia eksploatacyjnego jest wypełnienie zrobów materiałem o jak najmniejszej ściśliwości w celu ograniczenia deformacji warstw nadkładu. Jednak nawet w wypadku skutecznego zmniejszenia deformacji stropu nad zrobami wybieranego pola poprzez wypełnienie zrobów znaną metodą nie eliminuje się dodatkowych naprężeń na skrzydle przylegającym do starych zrobów, wynikających z ich oddziaływania na naroże calizny. W przypadku prowadzenia eksploatacji znanymi systemami filarowo-komorowymi stosowane jest odchylenie linii frontu eksploatacyjnego, przebiegającej przez czoła skrajnych komór, w celu uzyskania przez nią kąta rozwartego z linią starych zrobów. W przypadku systemów zabierkowych lub ubierkowych również możliwe jest prowadzenie ustępliwie kolejnych zabierek lub ubierek w części pola przylegającej do zrobów. Jednak w takim przypadku szczególnie duże naprężenia pojawią się w narożu calizny przy wyrobisku wybierkowym i ociosie wyrobiska wydzielającego filar od strony starych zrobów. Naprężenia te mogą być przyczyną tąpnięcia.

Istotą rozwiązania według wynalazku jest sposób, który polega na tym, że karb powstający przy narożu calizny jest likwidowany przez odpowiednie ukształtowanie linii frontu eksploatacyjnego przy starych zrobach. W części frontu poddawanej dodatkowym naprężeniom osie wyrobisk wybierkowych odchylane są względem siebie a ich postęp koordynowany w taki sposób, że czoła urabianych calizn są równoległe do łuku krzywej, której kształt dobierany jest tak, aby zmniejszyć występujące naprężenia. Uzyskiwana w ten sposób linia frontu eksploatacyjnego jest prostoliniowa w skrzydle przylegającym do calizny i w jego centrum zaś w części przylegającej do starych zrobów płynnie przechodzi w kształ t zbliż ony do łuku. Calizny urabiane zabierkami w części frontu przylegają cej do starych zrobów mogą pozostawać w stanie sprężystym, co ułatwia rozdzielcze ich urabianie. W związku z ukośnym przebiegiem urabianych calizn do osi wyrobisk wydzielających ubierki można dobierać ich długość do lokalnych warunków geologiczno-górniczych, przy czym generalnie ich długość może być większa niż na pozostałej części frontu eksploatacyjnego. W przypadku prowadzenia eksploatacji ubierkami w ten sposób, że otwory strzałowe, służące urobieniu calizn, wiercone są z wyrobisk wydzielających ubierki, wzrost długości czoła ubierki może spowodować brak możliwości urobienia skał na całej jej długości, ze względu na techniczne możliwości odwiercenia dostatecznie długich otworów strzałowych. W takim wypadku możliwe jest zmniejszenie długości ubierki poprzez zmniejszenie odległości pomiędzy wyrobiskami wydzielającymi ubierki.

Zaletą sposobu według wynalazku jest to, że zmniejsza, w porównaniu do znanego sposobu, zagrożenie tąpaniami w wyniku zmniejszenia ciśnienia eksploatacyjnego w narożu urabianej calizny. Pozwala na zastosowanie zabierkowych lub ubierkowych systemów eksploatacji w warunkach pola o rozwinię tej eksploatacji i wysokiego zagrożenia tąpaniami. Zastosowanie tych systemów prowadzi zaś do zwiększenia efektywności eksploatacji, zwłaszcza złoża o małej miąższości, w stosunku do znanego systemu filarowo-komorowego powszechnie stosowanego w polskim górnictwie rud miedzi.

Sposób według wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładzie zastosowania na rysunku przedstawiającym eksploatację systemem filarowo-ubierkowym w polu wybierania, na którego prawym skrzydle występuje rozległy obszar starych zrobów 4 i strefa upodatniona 7 wokół wyrobisk przygotowawczych, zaś za postępem frontu eksploatacyjnego tworzone są zroby własne 3.

PL 205 624 B1

W przykł adzie zastosowania, przedstawiono część pola eksploatacyjnego przylegają c ą do starych zrobów 4. Eksploatacja prowadzona jest systemem filarowo ubierkowym, w którym filary, wybierane ubierkami 2, wydzielane są komorami 5 o niewielkim wybiegu i wysokości większej od miąższości złoża. W ubierkach wybierane jest tylko złoże, a przestrzeń wybrana wypełniana jest podsadzką suchą, tj. skałą płonną z rozdzielczego urabiania w przodkach komór 5. W procesie podsadzania zrobów wygradzane są wyrobiska 6 komunikacyjne, transportowe i wentylacyjne, dla utrzymania ruchu w polu eksploatacyjnym. W celu zmniejszenia naprężeń w narożu calizny przylegającym do starych zrobów 4 cztery skrajne ubierki mają odchylone czoła w ten sposób, że są styczne do linii krzywej. Na rysunku linia frontu zobrazowana jest linią 1.

Na skrzydle frontu eksploatacyjnego, od strony starych zrobów 4, odległości między komorami 5, wydzielającymi ubierki 2, mogą być różne w zależności od założonego (wymaganego) kąta odchylenia frontu eksploatacyjnego, który dobiera się indywidualnie, w zależności od lokalnych warunków geologiczno-górniczych, co powoduje, że długość ubierek 2 może być różna, zwłaszcza w odniesieniu do pozostałej części frontu eksploatacyjnego.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób zmniejszania naprężeń w caliźnie złoża występujących na skrzydle frontu wybierania przylegającym do zrobów sąsiedniego pola wybierkowego, w przypadku prowadzenia eksploatacji złóż minerałów użytecznych, zwłaszcza złóż rud miedzi o małej miąższości, systemami filarowoubierkowymi lub filarowo-zabierkowymi, w których urabiane calizny nie przechodzą w stan wytrzymałości pozniszczeniowej, zaś wyrobiska wybierkowe likwiduje się znanym sposobem, znamienny tym, że w części frontu eksploatacyjnego od strony starych zrobów (4) osie ubierek (2) są styczne do łuku którego krzywiznę i cięciwę dobiera się tak, aby zmniejszyć naprężenia występujące w narożu calizny, stosownie do miąższości złoża i parametrów wytrzymałościowych skał furty eksploatacyjnej.
2. 2. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że wzajemne odległości pomiędzy komorami (5) wydzielającymi ubierki (2) dobierane są w taki sposób, aby zachować stałą długość czoła ubierki (2).