способ разработки мощных крутых угольных пластов

Формула изобретения

СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ КРУТЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ, включающий проведение основных транспортного и вентиляционного штреков, соединенных между собой наклонной транспортной выработкой, и проведение от нее промежуточных квершлагов и слоевых ортов к каждому отрабатываемому в восходящем порядке слою путем проведения в нем выемочных штреков и последующую их закладку, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности отработки блока, до начала его эксплуатации создают ниже вентиляционного горизонта опорные полосы из литого твердеющего материала на полную мощность пласта с интервалом между ними, равным величине зоны концентрации горного давления, при этом межопорную полосу угля отрабатывают в последнюю очередь.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при отработке мощных крутых угольных пластов.

Известен способ разработки мощных крутых угольных пластов горизонтальными слоями с закладкой в восходящем порядке, включающий подготовку выемочного поля с промежуточных квершлагов, проводимых от групповых штреков. Между вентиляционным и откачным горизонтами проводят печи-скаты у висячего и лежащего боков пласта, а в породах лежачего бока пласта проводят закладочный скат. Очистные забои открывают из разрезного орта и ведут буровзрывным способом на забойный конвейер и далее уголь по конвейеру слоевого штрека направляется в углеспускной скат. Закладку осуществляют гидравлическим способом.

Известен способ разработки мощных крутых угольных пластов, включающий проведение вентиляционного и транспортного штреков в породах почвы пласта, соединенных между собой наклонной транспортной выработкой, с которой в направлении пласта проводятcя слоевые промежуточные квершлаги, переходящие в слоевые орты, от которых впоследствии проводятся механогидравлическим комбайном слоевые штреки. Слоевые штреки проводятся в определенной очередности, после чего заполняются литой твердеющей закладкой [2].

Недостатком указанных способов разработки угольных пластов является то, что при подвигании горных работ в межэтажному целику на расстоянии 20-40 м от него в очистном забое начинают возникать вывалы потолочины, обрушение обнаженной кровли и почвы в связи с возникновением зоны концентрации горного давления в верхней части отрабатываемого блока. В результате доработка выемочного блока производится со значительными трудностями, со снижением технико-экономических показателей и увеличением потерь угля в недрах.

Цель изобретения - повышение эффективности отработки блока за счет повышения несущей способности его верхней части.

Указанная цель достигается тем, что до начала отработки блока возводят ниже вентиляционного горизонта опорные полосы из литого твердеющего материала на полную мощность пласта с интервалом между ними, равным величине зоны концентрации горного давления. Межопорную полосу угля отрабатывают в последнюю очередь. В этом случае будет создан блок-мост из литой твердеющей закладки, который способен воспринимать на себя всю возникающую при отработке блока нагрузку и предохранить верхнюю часть отработанного угольного блока от разрушения. Целесообразно выполнение опорных полос из литой твердеющей закладки осуществить на границах (верхней и нижней) зоны концентрации горного давления, т.е. на расстоянии 20-40 м друг от друга, в зависимости от конкретных горно-технических условий залегания пласта. Создание такого блок-моста позволит надежно предотвратить перепуск подземных пожаров из ранее отработанных блоков пласта.

На фиг.1 представлена схема вскрытия и подготовки мощного крутого пласта; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг.2.

Сущность способа разработки мощных крутых угольных пластов заключается в следующем.

На транспортном горизонте блока проводят основной транспортный штрек 1 по породе почвы пласта либо по пласту-спутнику с уклоном 0,05-0,07, обеспечивающим функционирование самотечного гидротранспорта угля. Вентиляционный штрек 2 выполняется либо полевым, либо по пласту-спутнику. С обоих штреков на пласт проводятся блоковые промежуточные вершлаги 3 и сбиваются между собой в границах пласта фланговыми скатами 4. Для обеспечения возможности перевода механогидравлического комбайна из одного слоя на другой, а также с целью вентиляции и доставки необходимых материалов в забои основные транспортные и вентиляционные штреки сбиваются между собой наклонной транспортной выработкой 5 с углом ее наклона до 20^о, из условия предельно допустимого угла передвижения существующих самоходных выемок комбайнов.

Наклонную выработку проводят либо в породах, либо по пласту-спутнику. Наклонная транспортная выработка выполняется в виде ломаной (изогнутой) линии по следующим причинам. Из опыта применения литой твердеющей закладки на шахте "Коксовая" (Кузбасс) известно, что ее растекание по почве выработок, пройденных с уклоном 0,05-0,07, происходит на расстояние порядке 150-200 м, т. е. длина крыла блока должна быть не более 150-200 м, чтобы гарантировать полноту заполнения выемочного штрека литой твердеющей закладкой, а следовательно, полная длина очистного блока по простиранию не должна превышать 300-400 м.

Учитывая указанные граничные условия по длине блока и углу наклона транспортной выработки (до 20^о) и принимая высоту блока 100-150 м, выполнить наклонную выработку, не выходя за указанные пределы, можно только зигзагообразной (ломаной) с наклонной транспортной выработки 5 на пласт по породе проводится слоевой промежуточный вершлаг 6 с уклоном 0,05-0,07, который по пласту переходит в слоевой орт 16, также пройденный с уклоном 0,05-0,07.

Перед отработкой угольного блока осуществляют следующие операции по созданию в верхней его части двух опорных полос, для чего: ниже межэтажного целика от наклонной транспортной выработки 5 в сторону пласта проходят два промежуточных вершлага 17 на расстоянии 25-40 м друг от друга, которые по пласту переходят в два слоевых орта 18. От обеих слоевых орт механогидравлическим комбайном проходят слоевые штреки арочной формы с уклоном 0,05-0,07 в сторону фланговых скатов, т.е. в обе стороны от слоевых штреков. Штреки проходят в определенной последовательности, а именно: после проходки штрека в одном крыле комбайн перегоняется к слоевому орту и начинает проходку штрека в другом крыле, т.е. в противоположном направлении, а в выработанное пространство отработанного штрека направляется литая твердеющая закладка. Крепление штреков осуществляется деревянными или полимерными анкерами с химическим закреплением. Доставка угля из забоя осуществляется безнапорным гидротранспортом, а проветривание - вентилятором местного проветривания. После полной отработки обоих слоев на всю мощность пласта и закладки выработанного пространства литой твердеющей закладкой приступают к отработке угольного блока.

Угольный блок отрабатывается слоями 7 в восходящем порядке, каждый из которых в зависимости от мощности пласта отрабатывается двумя и более слоевыми штреками 8. Выемка угля в слоевых штреках производится механогидравлическим комбайном 9, например К-56 МГ. Выемочные слоевые штреки проводятся с уклоном 0,05-0,07 от слоевого орта 16 до флангового ската 4, при этом сечение выемочного штрека - арочное. Крепление штрека осуществляется деревянными или полимерными анкерами с химическим закреплением. Проветривание выемочного слоевого штрека при проходке осуществляется вентилятором местного проветривания.

Выдача угля из забоя осуществляется безнапорным гидротранспортом. Надежность его функционирования обеспечивается уклоном выемочных штреков равных 0,05-0,07. Применение безнапорного гидротранспорта позволяет упразднить ленточные или скребковые конвейеры, их монтаж и демонтаж.

После того, как слоевой выемочный штрек 10 будет сбит со скатом 4, производят перегон комбайна на слоевой орт 16 и от него начинают проходку слоевого выемочного штрека 11 в противоположную сторону и далее по схеме, изображенной на фиг.2, позиции 12, 13, 14, 15. Одновременно в устье слоевого штрека 10 со слоевым ортом 16 и на пересечении этого штрека с фланговым скатом устанавливаются перемычки и через фланговый скат с вентиляционного штрека начинают подавать в штрек литую твердеющую закладку. Заполнение штрека производится в высоком темпе с таким расчетом, чтобы к моменту проходки штрека 12 закладочный массив штрека 10 должен набрать достаточную прочность. После проходки штрека 15 комбайн выводится по орту 16 и промежуточному квершлагу 6 на наклонную транспортную выработку 5 и перегоняют на следующий вышележащий слоевой промквершлаг и далее по слоевому орту комбайн выводится на вышележащий слой. Затем сооружается перемычка на слоевом промежуточном квершлаге и заполняется литой твердеющей закладкой слоевой выемочный штрек 15 и слоевой орт. Таким образом заканчивается отработка одного из выемочных слоев и цикл работ повторяется.

Предлагаемое техническое решение позволяет отработать угольный блок в полном объеме с наименьшими потерями и с высокими технико-экономическими показателями.