способ поддержания сопряжений лавы с оконтуривающими выемочный столб выработками в зонах легкообрушаемой кровли

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОДДЕРЖАНИЯ СОПРЯЖЕНИЙ ЛАВЫ С ОКОНТУРИВАЮЩИМИ ВЫЕМОЧНЫЙ СТОЛБ ВЫРАБОТКАМИ В ЗОНАХ ЛЕГКООБРУШАЕМОЙ КРОВЛИ, включающий бурение скважин в массиве угля у кровли пласта, опережающее выемку угля, введение в скважины элементов опережающей крепи, подкрепление последней забойной крепью по мере выемки угля, отличающийся тем, что бурение скважин в массиве угля осуществляют в его краевую часть диагонально по отношению к линии очистного забоя, а подкрепление элементов опережающей крепи забойной крепью начинают с опережающих концов каждого продольного элемента поочередно по мере выемки угля в очистном забое.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при отработке выемочного столба с опережающими нишами обнаженную кровлю в нишах дополнительно перекрывают затяжками, размещенными в пазах указанных продольных элементов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке угольных пластов с неустойчивой кровлей, склонной к вывалообразованиям.

Существующие средства крепления обеспечивают поддержание кровли только после ее обнажения. При залегании в непосредственной кровле весьма слабых, трещиноватых пород, обрушение происходит вслед за выемкой угля. В этих условиях необходимо применять опережающую крепь.

Известен способ крепления лавы в зонах легкообрушаемых пород кровли, включающий бурение шпуров перпендикулярно линии забоя на контакте уголь-порода, установку штанг в шпуры, укладку бруса параллельно линии забоя на каждую пару секций крепи и укладку свободных концов штанг на брусья [1] По известному способу секции каждой пары крепи перемещают поочередно, а штанги устанавливают с опережением не менее, чем на две полосы выемки, при этом каждый последующий ряд штанг устанавливают в промежутках между предыдущими. Однако известный способ имеет следующие недостатки: многооперационность совершаемых работ по возведению опережающего крепления; невозможность совместить работы по добыче угля в очистном забое с работами по возведению опережающего крепления.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ опережающего крепления очистной выработки, который заключается в бурении скважин в массиве угля у кровли пласта, опережающее выемку угля, введение в скважины элементов опережающей крепи с последующим подкреплением ее забойной крепью по мере выемки угля, при этом, скважины бурят параллельно линии очистного забоя в пределах каждой вынимаемой комбайном полосы, а элементы опережающей крепи натягивают и закрепляют на верхнем и нижнем штреках.

Существенным недостатком известного способа является ограниченность его применения. Он может быть использован при отработке только маломощных пластов, мощность которых должна быть несколько меньше высоты оконтуривающих пластовых выработок. При равных размерах мощности пласта и высоты пластовой выработки пробурить скважину на контакте уголь порода без дополнительных материальных и трудовых затрат не представляется возможным. Кроме того, для реализации известного способа необходимо применение специального бурового оборудования.

Сущность предлагаемого способа поддержания сопряжений лавы с оконтуривающими выемочный столб выработками в зонах легкообрушаемой кровли заключается в бурении скважин большого диаметра в краевую часть угольного массива диагонально по направлению к линии очистного забоя, в введении в скважины опережающих продольных элементов бесстоечной крепи, а также в подкреплении последних забойной крепью, которое в отличие от известного осуществляют с опережающих концов каждого продольного элемента поочередно по мере выемки угля в очистном забое.

Другое отличие предлагаемого способа заключается в том, что при отработке выемочного столба с опережающими нишами обнаженную кровлю в последних дополнительно перекрывают затяжками, которые размещают в пазах указанных продольных элементов.

На фиг.1 приведена общая схема способа по поддержанию сопряжения лавы с оконтуривающей выемочный столб выработкой; на фиг.2 разрез по Б-Б на фиг.1; на фиг. 3 разрез по С-С на фиг.1; на фиг.4 отработки выемочного столба с опережающими нишами.

Способ поддержания сопряжения лавы с оконтуривающими выемочный столб выработками в зонах легкообрушаемой кровли осуществляется следующим образом.

Из конвейерного штрека 1 в краевую часть угольного массива 2 на контакте уголь-порода диагонально по направлению к линии очистного забоя 3 бурят скважины 4 большого диаметра, вводят в них деревянные верхняки 5, образующие в массиве угля бесстоечное крепление. Бурение скважин осуществляют на протяжении не менее длины крепи сопряжения 6. Подкреплять деревянные верхняки 5 забойной крепью 7 начинают с опережающих концов 8 каждого верхняка 5 поочередно по мере выемки угля в очистном забое. При этом опережающий конец 8 каждого верхняка 5 будет опираться на забойную крепь 7, а противоположный его конец на массив угля, образуя тем самым надежное крепление легкообрушаемой кровли сопряжения лавы с оконтуривающей выработкой 1.

Для предотвращения подрабатывания указанного крепления 5 рабочим органом очистного комбайна при выемке угля при подходе комбайна в зону сопряжения со штреком 1 верхний шнек комбайна несколько опускают, оставляя тем самым нетронутым подкровельную пачку угля мощностью не более диаметра опережающего крепления. При отработке выемочного столба с опережающими нишами 9 обнаженную кровлю в нишах дополнительно перекрывают затяжками 10, которые размещают в пазах 11 указанных верхняков 5. В этом случае в силу необходимости опережающие концы 8 вводимых в скважины деревянных верхняков 5 подкрепляют металлическими стойками трения, которые по мере выемки угля убирают и переносят под вновь обнаженные концы верхняков 5.

П р и м е р. Способ поддержания сопряжения лавы с оконтуривающими выемочный столб выработками в зонах легкообрушаемой кровли опробован для отработки пласта Андреевского шахтоуправления "Сибирское" п.о. "Северокузбассуголь". Пласт Андреевский имеет мощность 1,6-1,7 м при угле падения 10-11^о. В кровле пласта залегают легкообрушаемые породы. Конвейерный штрек закреплен рамной крепью: стойки деревянные, верхняки металлические из спец. профиля СВП-22, l 3200 м. Прогоны на сопряжении также из спецпрофиля l 4500 м подкреплены стойками трения 13ТКУ30. С завальной стороны штрек поддерживается двухрядной деревянной крепью.

Для поддержания сопряжения лавы с конвейерным штреком в краевую часть угольного массива под углом 50^о по направлению к линии очистного забоя бурят ряд скважин диаметром 150 мм на глубину 3 м. Скважины бурят вдоль борта штрека у кровли пласта (на контакте уголь порода) на протяжении 10 м через 1,0 м. В пробуренные полости вводят деревянные верхняки длиной 3 м из рудостойки диаметром 140 мм или из бруса 100х100 мм. И по мере выемки угля в очистном забое производят подкрепление опережающих концов указанных верхняков забойной крепью, обеспечивая тем самым надежное поддержание сопряжений лавы с конвейерным штреком в зонах легкообрушаемой кровли.

При отработке выемочного столба с опережающими нишами снабженную кровлю в нишах дополнительно перетягивают деревянными затяжками, которые размещают в пазах указанных верхняков. Для чего до ввода верхняков в скважины в них вразбежку через 200 мм выбирают пазы на глубину, равную толщине затяжки и шириной 200 мм.

Применение предлагаемого способа поддержания сопряжений лавы с оконтуривающими пластовыми выработками позволит обеспечить опережающее крепление сопряжений лавы с пластовыми выработками, что исключит обрушение весьма слабых, трещиноватых пород, залегающих в непосредственной кровле после их обнажения. Осуществление способа не требует применения специального бурового оборудования. Бурение скважин у кровли пласта возможно ручными электросверлами, оснащенными специальными резцами, а в качестве опережающего крепления возможно использование обычной рудничной стойки длиной 3 м (в случае узкой оконтуривающей выработки в качестве опережающего крепления можно использовать составные верхняки).