способ разработки мощных пластов слоями с закладкой

Формула изобретения

СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ ПЛАСТОВ СЛОЯМИ С ЗАКЛАДКОЙ, включающий вскрытие и подготовку выемочного поля вентиляционными и откаточными штреками, участковыми кваршлагами, пройденными к скатам, слоевую выемку угля полосами по простиранию, установку стоек и подачу закладочной смеси в выработанное пространство каждой полосы, отличающийся тем, что перед установкой стоек между почвой и потолочиной в призабойном пространстве их размещают в гофрированных рукавах с опорными кольцами на обоих торцах рукавов и ограничительными элементами на торцах со стороны неотработанного угольного массива, а при выемке очередного слоя с обнажением торцов рукавов с ограничительными элементами удаляют указанные элементы и извлекают из гофрированных рукавов стойки для последующего их использования.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке мощных угольных пластов как пологого, так и крутого падения наклонными и горизонтальными слоями в восходящем или нисходящем порядке с любыми видами закладочного материала.

Известны способы разработки мощных пластов наклонными слоями как в восходящем, так и в нисходящем порядке с выемкой их полосами по простиранию с закладкой выработанного пространства, включающие вскрытие и подготовку выемочного поля вентиляционными и откаточными штреками, участковыми квершлагами, пройденными к скатам, разделение этажа на подэтажи выемочными штреками, выемку угля полосами по простиранию, крепление призабойного пространства индивидуальными деревянными или металлическими полыми стойками и подачу закладки в выработанное пространство каждой полосы (ленты, заходки) конвейером или по трубопроводу [1]

Недостатком данных способов является оставление крепежного материала (стоек) в выработанном пространстве закладываемой полосы (заходки) из-за трудности и невозможности (опасности) его извлечения, что приводит к большому раcходу леса и металла.

Известен также способ разработки мощных крутых пластов горизонтальными слоями в нисходящем порядке с выемкой их полосами по простиранию с твердеющей закладкой, включающий вскрытие и подготовку выемочного поля квершлагом, откаточным и вентиляционным штреками и, скатом, соединяющим штреки, выемку угля комбайном полосами по простиранию, крепление деревянными стойками и подачу литой закладки в изолированное выработанное пространство каждой полосы по трубопроводу [2]

Недостатком данного способа является то, что контрольные деревянные или металлические стойки также оставляются в выработанном пространстве закладываемой полосы, которая изолируется перемычками и в нее подается литая закладочная смесь по трубопроводу. Указанные стойки оставляются из-за необходимости сохранения изолированного выработанного пространства перед подачей в него закладочной смеси, чтобы не происходило вывалов и куполов из потолочины или кровли выработанного пространства пласта и в дальнейшем после набора прочности закладочной смеси обеспечивалось уравновешенное состояние вмещающих пород и поддерживаемого закладочного массива.

Цель изобретения полное извлечение деревянных и металлических стоек из закладочного массива и возможности их многократного использования при одновременном повышении прочности закладочного массива и уменьшении его расслоения под воздействием сил горного давления.

Поставленная цель достигается тем, что в известных способах разработки мощных пластов слоями, включающих вскрытие и подготовку выемочного поля вентиляционными и откаточными штреками, участковыми квершлагами, пройденными к скатам, слоевую выемку угля полосами по простиранию, крепление призабойного пространства стойками и подачу закладочной смеси в выработанное пространство каждой полосы, перед установкой стоек между почвой и потолочиной в призабойном пространстве их размещают в гофрированных рукавах, снабженных опорными кольцами и ограничительными элементами на торцах рукавов со стороны невынутого угольного массива, а при отработке очередного слоя удаляют ограничительные элементы, вынимают из указанных рукавов стойки для последующего их использования.

Совокупность указанных отличительных признаков в ряду существенных аналогичных решений неизвестна. Эти признаки обуславливают новые положительные свойства предложенного способа, заключающиеся в том, что при его использовании достигается возможность полного извлечения деревянных или металлических полых стоек из закладочного массива и возможности их многократного использования при одновременном повышении прочности закладочного массива и уменьшении его расслоения под воздействием сил горного давления.

На фиг. 1 показана схема выемки мощных пластов горизонтальными слоями в нисходящем порядке с выемкой их полосами по простиранию с твердеющей закладкой; на фиг. 2 схема выемки мощных пластов наклонными слоями в нисходящем порядке с отработкой их полосами по простиранию с закладкой выработанного пространства; на фиг.3 схема выемки мощных пластов наклонными слоями в восходящем порядке с отработкой их полосами по простиранию с закладкой выработанного пространства.

Предлагаемый способ разработки мощных пластов слоями осуществляют следующим образом.

После того как провели вскрытие и подготовку выемочного поля вентиляционными и откаточными штреками, участковыми квершлагами, пройденными к скатам, слоевую выемку угля ведут полосами по простиранию при креплении призабойного пространства стойками 1 и затем подачу закладочной смеси 2 в выработанное пространство каждой полосы (слоя) 3.

Перед установкой стоек 1 между почвой 4 и потолочиной 5 в призабойном пространстве вынимаемой полосы 3 стойки 1 помещают в арматурные гофрированные рукава 6, после чего стойки 1 совместно с указанными рукавами 6 устанавливают (расклинивают) между почвой 4 и потолочиной 5 призабойного пространства. Арматурный гофрированный рукав 6 при установке стойки 1 смещают вдоль стойки 1 для возможности расклинивания ее между потолочиной 5 и почвой 4. При этом в зависимости от того ведется разработка пласта слоями (полосами) снизу вверх или сверху вниз смещение арматурного гофрированного рукава 6 производят соответственно либо у нижнего, либо у верхнего участка стойки 1. При отработке пласта наклонными слоями в нисходящем порядке между опорным кольцом 7, расположенным у почвы, и стойкой 1 устанавливают (ограничительный элемент) фиксатор 8, выполненный, например, в виде пластины, стержня и т.д. и совместно с арматурным гофрированным рукавом 6 устанавливают на почве 4, затем смещают, например, усилием горнорабочего за верхнее опорное кольцо, арматурный гофрированный рукав 6, освобождая верхний участок стойки у кровли (потолочины) для нанесения удара другим горнорабочим по стойке 1 и ее расклинивания. При отработке пласта слоями в нисходящем порядке возможна установка стоек 1 совместно с рукавами 6 без использования фиксатора 8 в виде пластины.

При отработке пласта наклонными слоями в восходящем порядке наоборот освобождают нижний участок стойки 1 у почвы 4, а перед установкой ее со стороны верхней части стойки 1 ставят (ограничительный элемент) крышку 9 над опорным кольцом 7.

После установки (расклинивания) стойки 1 горнорабочий отпускает (прекращает держать) опорное кольцо 7, которое вместе с арматурным гофрированным рукавом 6 мгновенно под воздействием собственных внутренних сил упругости этого рукава раздвигается и распирается между почвой 4 и потолочиной 5 вынимаемой полосы в призабойном пространстве. При этом опорные кольца 7 каждого арматурного гофрированного рукава плотно прижимаются к опорным поверхностям почвы и потолочины, например, за счет выполнения их с поролоновыми кольцевыми прокладками 10 или выполнения их из упругоэластичной резины, которые прижимаются к неровностям опорной поверхности почвы 4 и потолочины 5 и не позволяют проникать литой твердеющей закладочной смеси в полость 11 арматурного гофрированного рукава 1, в которой размещена деревянная или металлическая полая стойка. Рукава 6 могут быть выполнены, например из прорезины с упругожестким каркасом, чтобы противостоять усилиям от давления литой закладочной смеси.

После слоевой выемки пласта полосами по простиранию или падению, крепления их стойками 1 совместно с арматурными гофрированными рукавами 6, подачи закладочной смеси в изолированное посредством закладочных перемычек (стенок) выработанное пространство каждой полосы и набора нормативной прочности закладочной смеси осуществляется отработка очередного слоя 12, в призабойном пространстве которого стойки 1 могут свободно выпадать из гофрированных рукавов 6 при отработке пласта слоями в нисходящем порядке или вынимают их принудительно, вытаскивая перед этим (ограничительный элемент) фиксатор 8, из арматурных гофрированных рукавов 6, оставляемых в закладочном массиве 13 предыдущего отработанного слоя.

При отработке пласта слоями в восходящем порядке при выемке очередного верхнего слоя в призабойном пространстве ограничительный элемент крышку 9 удаляют (снимают) с опорного кольца 7 гофрированного арматурного рукава 6 и вынимают стойку 1 для последующего ее использования.

При этом следует отметить, что устройство для осуществления предлагаемого способа состоит из арматурного гофрированного рукава 6 с опорными кольцами 7 на его торцах (концах), внутри которого размещена стойка 1 и из ограничительных элементов, один из которых выполнен в виде фиксатора 8, например, гибкой пластины с тросиком который оставляется внутри полости 11 рукава 6, а другой выполнен в виде крышки 9, установленной над опорным кольцом 7.

Следует отметить, что при выемке мощных пластов горизонтальными и наклонными слоями в нисходящем порядке применяются ограничительные элементы в виде фиксатора 8, который служит для предупреждения свободного падения стоек при их подработке очередным нижележащим слоем, а при выемке мощных пластов наклонными слоями в восходящем порядке используются ограничительные элементы в виде крышки 9, которые опираются в потолочину 5 призабойного пространства и служат для обеспечения герметизации полости рукавов 6 от проникновения и попадания угольного штыба в полость 11 гофрированных рукавов 6, как при установке указанного выше устройства в призабойном пространстве, так и при выемке очередного слоя и тем самым создаются условия для свободного извлечения стоек 1 из гофрированных рукавов.

Для универсальности предлагаемое устройство может применяться при разработке мощных пологих и крутых пластов горизонтальными и наклонными слоями в нисходящем и восходящем порядке с одним ограничительным элементом в виде крышки 9, которая может опираться или в потолочину 5, или в почву 4 вынимаемого слоя в зависимости от порядка выемки пласта.

При этом оставляемые в закладочном массиве отработанного слоя арматурные гофрированные рукава обеспечивают повышение прочности закладочного массива и уменьшение его расслоения под воздействием сил горного давления вследствие повышения площади контактирования рукавов посредством выполнения рукавов с выпукло-вогнутой поверхностью, внутренняя основа которых имеет упруго жесткую арматуру (каркас), а также повышение безопасности при ведении очистных работ.

Предлагаемый способ разработки мощных пластов слоями позволяет снизить расход крепежных материалов (деревянных или металлических полых стоек), осуществлять многократное использование крепежных материалов и одновременное повышение прочности закладочного массива и уменьшение его расслоения под воздействием сил горного давления.