способ разработки пологих пластов угля

Формула изобретения

Способ разработки пологих пластов угля, включающий вскрытие и подготовку выемочного поля уклонами, деление выемочного поля на подэтажи проведением от уклонов вентиляционных и выемочных штреков, выполнение между ними сбоек, выемку угля заходками с выемочного штрека, начиная от границ поля, заполнение их литой смесью, отличающийся тем, что вентиляционные и выемочные штреки проводят спаренно с формированием межштрекового целика, заходки отрабатывают по падению пласта с формированием между ними угольных целиков, равных ширине заходок, после набора прочности литой смеси в соседних заходках отрабатывают угольные целики, а после выемки угля на участке между сбойками производят заполнение литой смесью вентиляционного и выемочного штреков до сбойки и выемки межштрекового угольного целика с заполнением литой смесью его выработанного пространства.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при выемке пологих пластов с углами падения 0-15^o при управлении кровлей литой твердеющей закладкой.

Известен способ разработки пологих пластов угля камерно-столбовой системой, включающий вскрытие и подготовку выемочного поля вентиляционными и откаточными штреками между которыми проводят бремсберг (уклон), с которого проходят камеры (штреки), которыми нарезают междукамерные столбы, отрабатываемые обратным порядком полностью (прямолинейным забоем) или заходками [1]

Недостатками данного способа являются управление кровли обрушением - подрабатывание сближенных пластов и земной поверхности, увеличение потерь угля за счет оставления целиков, что ведет к повышенной склонности углей к самовозгоранию и к небезопасному ведению горных работ, связанных со снижением их эффективности.

Известен также способ разработки пологих пластов угля [2] включающий вскрытие и подготовку выемочного поля полевыми откаточными и вентиляционными штреками, проведение в центре участка выемочного поля уклонов конвейерного и вспомогательного, делящие участок на два крыла, разделение и отработку каждого крыла подэтажами по падению с помощью выемочного и конвейерного штреков, проводимыми с уклонов и соединяемые сбойками, зарубку заходок на границе крыла с выемочного штрека и настилку скребкового конвейера на конвейерном уклоне. После выемки этой заходки по восстанию пласта проходческий комбайн и самоходный вагон перегоняют к месту выемки следующей заходки через 30-40 м по простиранию, а в отработанной заходке производится подготовка к закладке и подача литой закладки за перемычку. По окончании выемки второй заходки производят выемку третьей и последующих заходок через 30-40 м по простиранию до конвейерного уклона. После набора закладочным массивом нормативной прочности в первой заходке ведут выемку заходки вприсечку с ней и так далее. Проветривание первых заходок в крыле осуществляют с помощью ВМП. Остальные заходки, проводимые вприсечку, проветриваются за счет общешахтной депрессии через вентиляционный канал, образуемый в предыдущей заходке в закладочном массиве. Транспортировка угля из заходок производится самоходным вагоном до конвейерного штрека. Крепление штреков и заходок осуществляют анкерами. Подготовка к закладке заходки включает перенесение в нее крепи для вентиляционного канала из предыдущей заходки и установление перемычек по ее концам. Литая твердеющая смесь подается с поверхностного закладочного комплекса по трубам вдоль вентиляционного штрека до закладываемой заходки за ее перемычку, далее по почве заходки самотеком. После отработки крыла выемочный штрек и сбойки закладываются, а конвейерный используется как вентиляционный при отработке нижележащего подэтажа.

Недостатком данного способа является повышенная трудоемкость ведения очистных работ, связанная с установлением большого количества перемычек в заходке как со стороны вентиляционного, так и со стороны выемочного штреков, при этом нижние перемычки со стороны выемочных штреков необходимо усиливать, так как они должны испытывать большие давления наклонного столба закладочной смеси.

Другим недостатком данного способа является оставление угольных целиков в закладочном массиве между выемочным и конвейерным штреками, что ведет к эксплуатационным потерям угля, возможности его самовозгорания и повышению себестоимости 1 т добычи угля.

Цель изобретения повышение эффективности ведения очистных работ путем уменьшения их трудоемкости за счет сокращения количества устанавливаемых закладочных перемычек в два раза посредством ликвидации нижних закладочных перемычек и ликвидации угольных целиков между штреками.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе разработки пологих пластов угля, включающим вскрытие и подготовку выемочного поля уклонами, проведение с уклонов вентиляционных и выемочных штреков и соединение их сбойками, выемку угля в каждом участке заходками с выемочного штрека, начиная с границы крыла, заполнение их литой смесью и набор нормативной прочности литой смеси, заходки отрабатывают по падению пласта с оставлением между ними угольных целиков, равных ширине заходок, после набора прочности литой смеси в соседних заходках отрабатывают угольные целики, затем, после отработки выемочного участка, производят заполнение литой смесью вентиляционного и выемочного штреков до сбойки и выемку угольного целика между ними с последующим заполнением литой смесью его выработанного пространства.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема вскрытия, подготовки и отработки выемочного поля; на фиг.2 разрез I-I на фиг.1; на фиг.2 разрез II-II на фиг.1; на фиг.4 разрез III-III на фиг.1; на фиг.5 изображена схема выемки заходок, уклонов и штреков.

Предполагаемый способ разработки пологих пластов угля осуществляют следующим образом.

Отработка выемочного поля полого пласта угля, например, в охранном целике его начинается в центре этого поля с формирования уклонов конвейерного 1 и вентиляционного 2, разделяющих поле на два крыла. Отработка каждого крыла выемочного поля пологого пласта в охранном целике ведется в нисходящем порядке подэтажами длиной 25-100 м, зависящей от устойчивости боковых пород и угля.

Выемка каждого подэтажа с проведением в обе стороны от конвейерного 1 и вентиляционного 2 уклонов вентиляционного 3 и выемочного 4 штреков, которые соединяются сбойками 5, проводимыми на расстоянии друг от друга, равным длине выемочного участка. Вентиляционный 3 и выемочный 4 штреки проводятся с оставлением между ними угольного целика шириной 3,5-4 м.

Проведение штреков 3, 4 и уклонов 1, 2 производится короткозабойным оборудованием, включающим проходческий комбайн 6 и самоходную вагонетку 7 с наращиванием конвейера 8 по выемочному штреку 4.

После проведения штреков 3 и 4 до границ каждого крыла выемочного поля пологого пласта в охранном целике начинается в обратном порядке выемка угля в подэтаже заходками 9 на граничном выемочном участке длиной примерно 40-50 м. Соединительные сбойки 5 проводят, примерно, на расстоянии друг от друга, равном длине выемочного участка.

Выемка заходки 9 осуществляется из выемочного штрека 4 вниз по падению пласта, что дает возможность устанавливать после проведения заходки 9 и перегона из нее проходческого комбайна 6 и самоходной вагонетки 7 только одну изоляционную перемычку 10 в устье этой заходки. Длина проводимых заходок выбирается в пределах 25-100 м в зависимости от устойчивости боковых пород и угля. Заходки 9 вынимаются шириной 3,5-4 м, их крепление не производится и они вынимаются последовательно с оставлением между ними угольных целиков, равных ширине заходок 9. После окончания выемки заходки 9 и перегона из нее короткозабойного оборудования, приступают к выемке следующей, а в отработанную заходку 9, после возведения в устье ее изоляционной перемычки 10, подается за эту перемычку литая закладочная смесь.

Таким образом, вначале вынимают граничный выемочный участок заходки 9 по падению пласта с заполнением их выработанного пространства литой твердеющей смесью и оставлением между ними угольных целиков, равных ширине заходок, затем отрабатывают эти угольные целики также заходками 9 с заполнением их выработанного пространства литой твердеющей смесью.

После отработки выемочного участка длиной 40-50 м производят заполнение вентиляционного 3 и выемочного 4 штреков до сбойки 5 литой твердеющей смесью, которая набирает прочность через 2-3 суток. После набора прочности закладкой производят выемку угольного целика между вентиляционным 3 и выемочным 4 штреками с последующим заполнением литой твердеющей смесью его выработанного пространства.

Выемка заходок 9 производится так же короткозабойным оборудованием, что и при выемке уклонов и штреков. Проветривание всех забоев осуществляется с помощью вентиляторов местного проветривания 11. Транспортировка угля из заходок производится самоходным вагоном до конвейера.

Крепление вентиляционного 3 и выемочного 4 штреков осуществляется 3-4 анкерами через 1-2 м по простиранию.

Подача литой твердеющей смеси (закладки) в уклоны, штреки и заходки осуществляется по закладочному трубопроводу 12 (показан пунктирной линией), проложенному со стороны вентиляционного уклона 2 по вентиляционному штреку 3 до устья отработанных выработок за изоляционную перемычку. В выработках литая смесь растекается на длину до 80 м, при угле более 1^o на большее расстояние без расслоения.

Область применения технологии пласты мощностью более 2 м. При мощности пласта более 3,5 м отработку ведут в два и более слоев в нисходящем порядке.

Предлагаемый способ выемки пологих пластов угля позволяет отрабатывать запасы, законсервированные в охранных целиках, в пожароопасных пластах, приводит к полной ликвидации потерь угля и резко повышает безопасность и эффективность ведения горных работ

Источники информации:

1. Краткий справочник горного инженера угольной шахты. Под общ. ред. А. С. Бурчакова и Ф.Ф.Кузюкова, 3-е изд. перераб. и доп. М. Недра, 1982, с.71-72.

2. Торф Ю. Д. Федоров К.Ф. Короткозабойная технология выемки угольных пластов /"Горная механика и технология добычи угля": Науч. сообщ./ Ин-т гор. дела им.А.А.Скочинского. М. 1989, с.248-252.