способ комбинированной разработки угольного месторождения

Формула изобретения

Способ комбинированной разработки угольного месторождения, включающий ведение вскрышных работ и выемку пластов, выходящих под наносы, карьером с образованием уступов, выбуривание пласта по технологии глубокой разработки угольных пластов, проведение по пласту наклонных вскрывающих выработок, подготовку выемочных столбов между наклонными выработками и подземную выемку угля средствами комплексной механизации, отличающийся тем, что выбуривание пласта осуществляют с уступа карьера, ширину уступа карьера, с которого ведут выбуривание пласта, принимают с учетом размещения на нем оборудования комплекса глубокой разработки пластов и организации транспорта горной массы из открытых работ, по всей длине рабочий борт карьера делят на панели, наклонные вскрывающие выработки проводят по границам каждой панели комплексом глубокой разработки, выбуривание пласта по технологии глубокой разработки осуществляют между вскрывающими наклонными выработками панели, подготовку выемочного столба ведут по мере выбуривания пласта в зоне отработанных комплексом глубокой разработки запасов, причем выемочный столб ориентируют под небольшим наклоном в сторону главных наклонных вскрывающих выработок, а расстояние между выработками, проводимыми комплексом глубокой разработки пластов, принимают в три-четыре раза больше регламентной.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к горному делу, в частности к комбинированной, открыто-подземной разработке угольных пластов, и может быть использовано при добыче угля из пологих пластов.

Известен способ комбинированной добычи угля, включающий выемку угля открытым способом в карьере, проведение оконтуривающих выработок с борта карьера, монтаж механизированного комплекса на почве карьера и выемку угля подземным способом средствами комплексной механизации [1]. Недостатком способа является то, что при заглублении механизированного комплекса в угольный массив резко ухудшаются условия проветривания очистного забоя, а также повышенная сложность организации работ по вводу механизированного комплекса в угольный массив.

Наиболее близким аналогом, принятым в качестве прототипа, является способ комбинированной добычи угля, включающий ведение вскрышных работ и выемку пластов, выходящих под наносы, карьером с образованием уступов; выбуривание пласта по технологии глубокой разработки угольных пластов (КГРП); деление шахтного поля на панели проведением на их границах по пласту наклонных вскрывающих выработок, подготовку выемочных столбов между наклонными выработками и подземную выемку угля средствами комплексной механизации [2]. Недостатками прототипа являются:

- повышенные потери угля в недрах из-за необходимости оставлять целики между выработками, проводимыми комплексом глубокой разработки пластов, и барьерный целик между работами КГРП и ближайшим выемочным столбом;

- слабая интенсификация освоения угольного месторождения, связанная с последовательным переходом от открытой разработки к открыто-подземной и далее к подземной.

Эти недостатки снижают эффективность освоения угольного месторождения.

Целью изобретения является повышение эффективности освоения угольного месторождения за счет повышения интенсивности ведения горных работ путем комбинирования способов разработки, перехода от открытой добычи угля к открыто-подземной, а от нее - к подземной и совмещения их во времени.

Поставленная цель достигается тем, что в способе комбинированной разработки угольного месторождения, включающем ведение вскрышных работ и выемку пластов, выходящих под наносы, карьером с образованием уступов; выбуривание пласта по технологии глубокой разработки угольных пластов; проведение по пласту наклонных вскрывающих выработок; подготовку выемочных столбов между наклонными выработками и подземную выемку угля средствами комплексной механизации, выбуривание пласта осуществляют с уступа карьера, ширину уступа карьера, с которого ведут выбуривание пласта, принимают с учетом размещения на нем оборудования комплекса глубокой разработки пластов и организации транспорта горной массы из открытых работ; по всей длине рабочий борт карьера делят на панели, наклонные вскрывающие выработки проводят по границам каждой панели комплексом глубокой разработки; выбуривание пласта по технологии глубокой разработки осуществляют между вскрывающими наклонными выработками панели; подготовку выемочного столба ведут по мере выбуривания пласта в зоне отработанных комплексом глубокой разработки запасов, причем выемочный столб ориентируют под небольшим наклоном в сторону главных наклонных вскрывающих выработок, а расстояние между выработками, проводимыми комплексом глубокой разработки пластов, принимают в три-четыре раза больше регламентной.

Способ поясняется схемами комбинированной разработки угольных пластов. На фиг.1 показана схема вскрытия и отработки свиты угольных пластов для комбинированной добычи угля; на фиг.2 - то же, вид в плане.

Способ может быть реализован следующим образом. Свиту угольных пластов 1, 2, 3, 4 в границах горного отвода угольного карьера подготавливают к выемке удалением пород вскрыши с образованием уступов 5, 6, 7, 8 для организации транспорта угля и вскрыши. По всей длине рабочий борт карьера делят на панели. На уступе, связанном с выходом угольного пласта рабочей мощности, например уступ 7 и пласт 2, формируют промплощадку 9, на которой монтируют оборудование комплекса глубокой разработки пластов 10 (КГРП), при этом ширину этого уступа принимают с учетом организации транспорта горной массы из открытых работ.

Комплексом 10 сначала у одной границы панели выбуривают две-три наклонные выработки, которые затем продлевают, расширяют и крепят шахтной крепью, сооружая тем самым главные уклоны 11. Затем у другой границы панели выбуривают две наклонные выработки и аналогичным образом сооружают фланговые уклоны 12. Потом в пространстве между главными и фланговыми уклонами ведут работы по выемке угля из наклонных выработок 13, проводимых у почвы пласта и ориентированных по линии его падения. При этом расстояние между наклонными выработками принимают равным трех-четырех кратному расстоянию, обусловленному технологическими параметрами применения КГРП. Глубину наклонных выработок 13 принимают в соответствии с техническими характеристиками КГРП.

По мере ведения очистных работ комплексом КГРП, начиная от главных уклонов в сторону фланговых, проводят подготовительные выработки, нарезая, таким образом, выемочный столб 14, причем подготовительные выработки проводят под небольшим углом в сторону главных уклонов для организации водоотведения из выемочного столба.

После окончания очистных работ комплексом 10 в границах панели эти работы переносят в соседнюю панель аналогичным образом, а в данной, после окончания подготовительных работ в выемочном столбе 14, начинают подземные очистные работы, используя при этом высокопроизводительный очистной механизированный комплекс. Очистным механизированным комплексом полностью вынимается уголь из выемочного столба 14. Последующие работы по добыче угля в данной панели осуществляют подземным способом в длинных выемочных столбах 15, 16, 17 с использованием средств комплексной механизации.

За счет выемки угля комплексом глубокой разработки пластов и значительного совмещения с ней подготовительных подземных работ осуществляется интенсивный переход от открытой к подземной добыче угля; при этом извлекается уголь из целика между карьером и шахтой.

За счет проведения наклонных выработок, выбуриваемыми КГРП, у почвы пласта и увеличения расстояний между ними, увеличивается устойчивость не только междукамерных целиков, но и самих некрепленых выработок. Это, в свою очередь, способствует улучшению проветривания и водоотведения в выемочном столбе.

За счет расширения, углубления и крепления уже пройденных крайних наклонных выработок разрабатываемой панели снижаются капитальные затраты на формирование главных и фланговых уклонов, улучшаются условия их проветривания и организация работ.

За счет использования части наклонных выработок в качестве уклонов организуется бремсберговая схема проветривания последующих выемочных столбов, улучшающая условия их разработки.

За счет комбинирования открытой, открыто-подземной и подземной разработки и их совмещения во времени достигается повышение не только полноты извлечения угля, но и интенсивности освоения месторождения.

Перечисленные обстоятельства, на наш взгляд, свидетельствуют о повышении эффективности освоения угольного месторождения, а это и есть цель изобретения.

Источники информации

1. Способ изоляции монтажной площадки при отработке угольного пласта с поверхности. Патент РФ № 1751334, опубл. 30.07.1992, бюл. № 28 (аналог).

2. Способ комбинированной разработки пологих пластов угольных месторождений. Патент РФ № 2312218, опубл. 10.12.2007, бюл. № 34 (прототип).