способ вскрытия, подготовки и отработки пологих угольных пластов в брахисинклинальных складках

Формула изобретения

СПОСОБ ВСКРЫТИЯ, ПОДГОТОВКИ И ОТРАБОТКИ ПОЛОГИХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ В БРАХИСИНКЛИНАЛЬНЫХ СКЛАДКАХ, включающий проведение парных магистральных выработок, парных наклонных выработок до самой низкой геодезической отметки уклонного поля, оформление на той же отметке водоотливной установки в конце наклонных выработок, проведение выемочных наклонных выработок, их сбойку в нижней части поля нарезной выработкой, размещение дренажных элементов в нарезной выработке, отработку пласта столбами по восстанию и выемку угля в столбах лавами, отличающийся тем, что проведение парных магистральных выработок осуществляют по угольному пласту вдоль поперечной оси брахисинклинали, проведением этих выработок делят уклонное поле на выемочные части, проведение наклонных выработок до самой низкой геодезической отметки производят вдоль поперечной оси брахисинклинали и сбивают их с парными магистральными выработками выемочными наклонными выработками, отработку пласта столбами по восстанию ведут вдоль продольной оси брахисинклинали от нарезной выработки, которую проходят параллельно парным наклонным выработкам, при этом размещение дренажных элементов осуществляют дополнительно в нижней части выемочной наклонной выработки первого отрабатываемого столба.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу и предназначено для вскрытия, подготовки и отработки обводненных пологих угольных пластов, залегающих в виде брахисинклинали.

Известен способ вскрытия и подготовки пологих угольных пластов, включающий разделение шахтного поля на блоки, проведение вертикальных главных центральных и блоковых стволов, квершлагов, магистральных полевых, пластовых и нарезных выработок для отработки блоков очистными забоями по восстанию, в котором в первую очередь вскрывают группу блоков, расположенных в створе по падению, одновременно не менее на двух горизонтальных, главными центральными стволами без последующей углубки и спаренными блоковыми стволами; одновременно подготавливают указанную группу блоков от верхней до нижней границы шахтного поля для дальнейшей одновременной разработки группы блоков от центра последних к их границам, причем полевые магистральные выработки проводят в период эксплуатации в разгруженной от горного давления зоне под выработанным пространством очистных забоев по мере отхода их к границам блоков [1].

Однако данный способ характеризуется относительно большими сроками строительства шахт, значительными затратами и невысокой эксплуатационной надежностью шахт, особенно при разработке сильно обводненных пологих угольных пластов уклонными полями.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ вскрытия и подготовки пологих угольных пластов, включающий проведение наклонных центральных и фланговых выработок, нарезных выработок при столбовой отработке уклонных полей лавами по восстанию и монтаж водоотливной установки, в котором наклонные центральные выработки проводят до самой низкой геодезической отметки подготавливаемого уклонного поля, а монтаж водоотливной установки осуществляют между этими выработками на той же геодезической отметке, при этом при проведении нарезных выработок, примыкающих к наклонным центральным выработкам, в них размещают дренажный элемент, а нарезные выработки проводят с уклоном в сторону водоотливной установки [2].

Недостатком данного способа является то, что не предусмотрена разработка обводненных угольных пластов, залегающих в виде брахисинклинали.

Целью изобретения является повышение эффективности разработки обводненных пластов полезных ископаемых, залегающих в виде брахисинклинали, и улучшение экологии за счет очистки загрязненной воды в шахтных условиях.

Цель достигается тем, что в способе вскрытия, подготовки и отработки пологих угольных пластов, включающем проведение парных магистральных выработок, проходку наклонных выработок до самой низкой геодезической отметки подготавливаемого уклонного поля обслуживания водоотливной установки, проведение выемочных наклонных выработок, соединяющих в нижней части поля нарезной выработкой, размещение в ней дренажных элементов и отработку пласта столбами по восстанию, парные магистральные выработки проводят по пласту полезного ископаемого вдоль поперечной оси брахисинклинали в месте раздела выемочного поля на части, обеспечивая в одной из них отработку пласта вдоль продольной оси брахисинклинали длинными столбами по восстанию, причем наклонные выработки для обслуживания водоотливной установки проводят до самой низкой геодезической отметки уклонного поля вдоль поперечной оси брахисинклинали и соединяют с парными магистральными выработками выемочными выработками, а отработку пласта ведут от нарезной выработки, проводимой параллельно наклонным выработкам, пройденным вдоль поперечной оси брахисинклинали, длинными столбами с дополнительным размещением дренажных элементов в нижней части выемочной выработки первого отрабатываемого столба.

Заявляемый способ отличается от прототипа тем, что парные магистральные выработки проводят по пласту полезного ископаемого вдоль поперечной оси брахисинклинали в месте раздела выемочного поля на части, обеспечивая в одной из них отработку пласта вдоль продольной оси брахисинклинали длинными столбами по восстанию, причем наклонные выработки для обслуживания водоотливной установки проводят до самой низкой геодезической отметки уклонного поля вдоль поперечной оси брахисинклинали и соединяют с парными магистральными выработками выемочными выработками, а отработку пласта ведут от нарезной выработки, проводимой параллельно наклонным выработкам, пройденным вдоль поперечной оси брахисинклинали, длинными столбами с дополнительным размещением дренажных элементов в нижней части выемочной выработки первого отрабатываемого столба.

Таким образом, заявляемый способ вскрытия, подготовки и отработки пологих угольных пластов соответствует критерию "Новизна".

Предлагаемое техническое решение соответствует критерию "Существенные отличия", так как признаков, введенных в формулу изобретения, ни в патентной, ни в научно-технических источниках не обнаружены.

На чертеже изображена схема осуществления предлагаемого способа.

На чертеже приняты обозначения: 1, 2 - парные магистральные выработки, конвейерный и вспомогательный, пройдены по пласту угля вдоль поперечной оси 3 брахисинклинали в месте раздела выемочного поля на части А и Б с углами заложения выемочных выработок 4 и 5 по падению пласта не более 12^о в уклонном поле Б и с углом пласта более 12^о в части А выемочного поля; 6, 7 - наклонные выработки для обслуживания водоотливной установки 8, пройдены до самой низкой геодезической отметки уклонного поля вдоль поперечной оси 3 брахисинклинали; 9 - горизонты, определяющие гипсометрию пласта; 10 - выемочные столбы, оконтуренные выемочными выработками 4, 5; 11 - нарезные выработки, пройденные параллельно наклонным выработкам 6, 7, во время ведения очистных работ используются в качестве монтажных камер; 12 - дренажный элемент, размещенный в нижней части нарезной выработки и нижней части выемочной выработки первого отрабатываемого столба; 13 - продольная ось брахисинклинали. _п,_в - угол падения пласта, соответственно по падению и восстанию.

Способ осуществляют следующим образом.

При разработке обводненных угольных пластов, залегающих в виде брахисинклинали, парные магистральные выработки, конвейерный 1 и вспомогательный 2, проводят по пласту полезного ископаемого вдоль поперечной оси 3 брахисинклинали в месте раздела выемочного поля на части А и Б, обеспечивая в одной из них, например в части поля Б, отработку пласта вдоль продольной оси 13 брахисинклинали длинными столбами 10 по восстановлению. Наклонные выработки 6, 7 для обслуживания водоотливной установки 8 проводят до самой низкой геодезической отметки уклонного поля вдоль поперечной оси 3 брахисинклинали и соединяют с парными магистральными выработками 1, 2, выемочными выработками 4, 5. Отработку пласта ведут от нарезной выработки 11, проводимой параллельно наклонным выработкам 6, 7, пройденным вдоль поперечной оси 3 брахисинклинали, длинными столбами с дополнительным размещением дренажных элементов 12 в нижней части выемочной выработки первого отрабатываемого столба.

Реализация предложенного способа позволит значительно повысить безопасность ведения очистных работ и нагрузку на выемочное поле.

Экономический эффект от реализации предложения определяется по фактору увеличения производительности труда в 1,7 раза за счет снижения аварийных ситуаций, связанных с ликвидацией притока воды в рабочее пространство очистных забоев.

Экономический эффект определяется из выражения

Э_г= AC1- = 1000000 42 1- = 1,66 млн.руб/год/ где Э_г = 1,66 млн.руб/год - годовой экономический эффект от реализации предложения;

А = 1000000 т/год - добыча угля за год;

С_б = 42 руб - базовая себестоимость одной тонны добываемого угля. Для примера принята себестоимость одной тонны на шахте "Нагорная" концерна "Кузнецкуголь";

P = 1,7 раз - увеличение производительности труда при использовании предложения на шахте "Нагорная".