способ охраны участковых подготовительных выработок

Формула изобретения

Способ охраны участковых подготовительных выработок при разработке угольных пластов механизированными комплексами, включающий проведение подготовительных выработок, оконтуривающих столбы полезного ископаемого, затем ослабление пласта полезного ископаемого в боках выработки со стороны нетронутого массива от выработки осуществляют путем бурения в нем скважин на глубину, больше глубины распространения в массив области интенсивного разрушения пласта полезного ископаемого в краевой зоне, отличающийся тем, что ослабление массива полезного ископаемого в боках выработки осуществляют путем бурения скважин одновременно с проходкой подготовительной выработки, при этом глубину ослабления пласта полезного ископаемого со стороны выработанного пространства от выработки и со стороны массива принимают больше глубины распространения в массив области интенсивного разрушения пласта полезного ископаемого в краевой зоне, при этом скважины располагают в шахматном порядке по мощности вынимаемого пласта диаметром, равным 1/2 мощности вынимаемого пласта, а в скважины устанавливают мягкие оболочки и подают в них сжатый воздух, распирая их в стенках скважин, а при отработке столба обратным ходом мягкие оболочки извлекают впереди линии очистного забоя в конвейерную и вентиляционную выработки, а за крепью очистного забоя на сопряжении лавы с конвейерной выработкой укладывают на почву пласта П-образные опоры, размещают в них пневмобаллоны и подают в них сжатый воздух, распирая опоры и пневмобаллоны между кровлей и почвой пласта, а после опускания пород под действием горного давления и соприкосновения стенок П-образных опор с почвой пласта пневмобаллоны разгружают и извлекают в конвейерную выработку.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для охраны подготовительных выработок.

Известен способ крепления кровли, включающий последовательную установку разгрузочных пневмокостров из нескольких баллонов в призабойном пространстве на границе с выемочным штреком, с завальной стороны за крепью лавы вслед за передвижкой последней, наполнение их сжатым воздухом и их извлечение, причем перед установкой пневмокостров впереди крайних секций крепи лавы вынимается ниша, которая закрепляется консольными верхняками с опиранием их на гидростойки и перекрытия крайних секций крепи лавы, после передвижки крепи лавы часть гидростоек удаляют, при установке пневмокостров на их средние баллоны одевают хомуты, под пневмокостры вкладывают отрезки гибкой ленты, составляя один ее конец со стороны выемочного штрека и охватывая средней частью ленты со стороны штрека средний баллон с хомутом, а с противоположной стороны - нижний и верхний баллоны, и заводят другой конец ленты между верхним баллоном и верхняками, при этом разгрузку пневмобаллонов осуществляют частичным выпуском воздуха из баллонов, а извлекают пневмокостры за хомуты и средние части лент (А.С.1470959, Кл. Е21С 41/04, Е21Д 23/00, БИ №13, 1989).

Недостатком указанного способа является установка одних только пневмобаллонов, что не создает значительной жесткости для консоли обрушающихся пород, что приводит к повышению затрат на поддержание подготовительных выработок.

Известен способ охраны подготовительных выработок при разработке угольных пластов длинными столбами с использованием конвейерной выработки одного столба в качестве вентиляционной для смежного столба, включающий размещение дух рядов пневмобаллонов вслед за проходом очистного забоя и после отработки выемочного столба и стабилизации смещения горных пород извлечение одного ряда пневмобаллонов, примыкающего к массиву угля смежного выемочного столба, и по мере отработки смежного столба вслед за проходом очистного забоя извлечение второго ряда пневмобаллонов из указанной выработки и погашение ее (А.С.619652, Кл. Е21С 41/04, БИ №30, 1978).

Недостатком указанного способа является установка одних только пневмобаллонов, что не создает значительной жесткости для консоли обрушающихся пород, что приводит к повышению затрат на поддержание подготовительных выработок.

Известен способ охраны подготовительных выработок при разработке угольных пластов длинными столбами с использованием конвейерной выработки одного столба в качестве вентиляционной для смежного столба, взятый в качестве прототипа, при котором в конвейерной выработке вслед за проходом очистного забоя размещают пневмобаллоны, а после стабилизации смещения горных пород пневмобаллоны извлекают: при этом одновременно с проведением конвейерной выработки на всей ее длине проводят берму на шаг заходки с укладкой в нее пневмобаллонов с зазором между ними и подачей в них сжатого воздуха, при этом рамы крепи конвейерной выработки устанавливают в створе с зазорами между пневмобаллонами, а при отработке выемочного столба в обратном направлении ближний к механизированной крепи очистного забоя пневмобаллон разгружают и извлекают в конвейерную выработку, а за крепью очистного забоя укладывают на почву пласта П-образные опоры, размещают в них пневмобаллоны и подают в них сжатый воздух, распирая опоры между кровлей и почвой пласта, а после смещения опор под действием горного давления и соприкосновения стенок П-образных опор с почвой пласта пневмобаллоны разгружают и извлекают в конвейерную выработку, при этом расстояние между рамами крепи конвейерной выработки выбирают из соотношения:

L=d+b+2t, м,

где d - толщина стоек крепи конвейерной выработки, м;

b - ширина пневмобаллона, м;

t - толщина стенок П-образных опор, м.

(См. патент 2188949, кл. Е21D 11/00).

Недостатком указанного способа является то, что после разгрузки ближнего к механизированной крепи пневмобаллона создается обнаженное пространство, что может привести к вывалообразованиям пород кровли и даже завалам лав.

Известен способ охраны участковых подготовительных выработок, взятый в качестве прототипа, включающий проведение участковых подготовительных выработок, оконтуривающих столбы полезного ископаемого, крепление участковых подготовительных выработок, отработку пласта полезного ископаемого лавами без оставления целиков полезного ископаемого между столбами и возведение в выработанном пространстве за лавами искусственных сооружений для охраны повторно используемых участковых подготовительных выработок, в котором с неснижаемым опережением забоя лавы производят ослабление пласта полезного ископаемого в боках выработки путем создания в нем щели, при этом податливость пласта повышают до величин, не превышающих податливости искусственных сооружений, а глубину ослабления пласта полезного ископаемого со стороны нетронутого массива от выработки принимают больше глубины распространения в массив области интенсивного разрушения пласта полезного ископаемого в краевой зоне, прилегающей к выработанному пространству, а глубину ослабления пласта полезного ископаемого со стороны выработанного пространства от выработки принимают равной ширине искусственного сооружения, причем ослабление пласта полезного ископаемого при залегании в кровле выработки слабых пород производят с неснижаемым опережением забоя лавы, превышающим ширину зоны опорного давления, возникающего впереди лавы, а высоту щели принимают меньше податливости искусственного сооружения, возводимого за лавой для охраны повторно используемых подготовительных выработок (см. патент RU 2134786 С1, Е21С 41/18).

Недостатком указанного способа является то, что ослабление пласта полезного ископаемого осуществляют после проведения подготовительных выработок, что приводит к разрушению пласта полезного ископаемого, появлению трещин в породах кровли на участках, примыкающих к подготовительной выработке еще до отработки выемочного столба обратным ходом, а в последующем может привести к вывалообразованиям на указанных участках, что будет отрицательно сказываться на состоянии подготовительных выработок.

Техническим результатом является повышение эффективности охраны подготовительных выработок и снижение затрат на их поддержание при их повторном использовании.

Технический результат достигается тем, что в способе охраны участковых подготовительных выработок при разработке угольных пластов механизированными комплексами, включающем проведение подготовительных выработок, оконтуривающих столбы полезного ископаемого, затем ослабление пласта полезного ископаемого в боках выработки со стороны нетронутого массива от выработки осуществляют путем бурения в нем скважин на глубину, больше глубины распространения в массив области интенсивного разрушения пласта полезного ископаемого в краевой зоне, отличающемся тем, что ослабление массива полезного ископаемого в боках выработки осуществляют путем бурения скважин одновременно с проходкой подготовительной выработки, при этом глубину ослабления пласта полезного ископаемого со стороны выработанного пространства от выработки и со стороны массива принимают больше глубины распространения в массив области интенсивного разрушения пласта полезного ископаемого в краевой зоне, при этом скважины располагают в шахматном порядке по мощности вынимаемого пласта диаметром, равным 1/2 мощности вынимаемого пласта, а в скважины устанавливают мягкие оболочки и подают в них сжатый воздух, распирая их в стенках скважин, а при отработке столба обратным ходом мягкие оболочки извлекают впереди линии очистного забоя в конвейерную и вентиляционную выработки, а за крепью очистного забоя на сопряжении лавы с конвейерной выработкой укладывают на почву пласта П-образные опоры, размещают в них пневмобаллоны и подают в них сжатый воздух, распирая опоры и пневмобаллоны между кровлей и почвой пласта, а после опускания пород под действием горного давления и соприкосновения стенок П-образных опор с почвой пласта пневмобаллоны разгружают и извлекают в конвейерную выработку.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид системы разработки длинными столбами по простиранию со схемой расположения скважин и опорных конструкций, на фиг.2 - разрез по линии А-А, на фиг.3 - разрез по линии Б-Б, на фиг.4 - разрез по линии В-В. На фиг.1 показаны: 1 - конвейерная выработка; 1' - подготовительная выработка в стадии проходки; 2 - скважины, расположенные по восстанию пласта; 3 - скважины, расположенные по падению пласта; 4 - мягкие оболочки; 5 - очистной забой; 6 - вентиляционная выработка; 7 - секции механизированной крепи; 8 - пневмобаллоны; 9 - П-образные опоры.

Сущность изобретения заключается в следующем.

При проходке подготовительной выработки 1' (фиг.1) в боках выработки по пласту полезного ископаемого осуществляют бурение скважин 2 (по восстанию) и 3 (по падению). В скважины устанавливают мягкие оболочки 4, в которые подают сжатый воздух, распирая их в стенках скважин. Бурение скважин осуществляют на величину (a) больше глубины распространения в массив области интенсивного разрушения пласта (с) полезного ископаемого в краевой зоне (фиг.2). При этом скважины бурят диаметром d 1/2 мощности вынимаемого пласта m (фиг.4). При отработке столба обратным ходом мягкие оболочки 4 впереди очистного забоя 5 разгружают и извлекают в конвейерную 1 и вентиляционную 6 подготовительные выработки, а за механизированной крепью 7 очистного забоя на сопряжении очистного забоя 5 и конвейерной выработки 1 укладывают на почву пласта П-образные опоры 9, размещают в них пневмобаллоны 8 (фиг.3), в которые подают сжатый воздух, распирая опоры, между кровлей и почвой пласта, а после смещения опор под действием горного давления и соприкосновения стенок П-образных опор с почвой пласта пневмобаллоны 8 разгружают и извлекают в конвейерную выработку 1.

По мере отработки выемочного столба осуществляют проведение подготовительной выработки (фиг.1) нижележащего яруса и операции по бурению скважин в боках выработки, установке в них мягких оболочек, извлечению их на вентиляционную и конвейерную выработки при подходе очистного забоя, размещению за механизированной крепью П-образных опор и пневмобаллонов в них, подаче сжатого воздуха в пневмобаллоны, извлечению пневмобаллонов на конвейерную выработку, после смещения опор под действием горного давления и соприкосновения стенок П-образных опор с почвой пласта повторяют.

Использование данного способа позволит более эффективно поддерживать подготовительные участковые выработки для их повторного использования.