способ подготовки угольных пластов

Формула изобретения

1. Способ подготовки угольных пластов, включающий последовательное проведение в выемочных участках по меньшей мере вентиляционного и конвейерного уклонов с формированием предохранительных целиков по обе стороны уклонов и выполнение сбоек между ними, отличающийся тем, что предохранительные целики формируют в виде закладочных полос, для чего в подготавливаемом выемочном участке параллельно боковой стенке конвейерного или вентиляционного уклона, пройденного в вышележащем выемочном участке, проходят по падению пласта наклонную выработку в виде заходки, а в процессе проведения заходки параллельно боковой стенке соответственно вентиляционного или конвейерного уклона производят закладку ранее пройденной заходки, затем между закладочными полосами и неотработанным массивом угля и в промежутке между проводимыми вентиляционным и конвейерным уклонами параллельно их боковым сторонам проводят дополнительные заходки с последующей их закладкой, после чего проводят конвейерный и вентиляционный уклоны в подготавливаемом нижележащем выемочном участке.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно формируют угольные целики между выемочными участками, в которых проводят конвейерные и вентиляционные штреки для отработки указанных участков.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области горного дела, конкретно, к подготовке пологих угольных пластов с формированием вскрываемых выемочных выработок, проводимых по падению, в предохранительных (искусственных) целиках из закладочных материалов.

Известен способ подготовки угольных пластов при их отработке лавами, включающий проведение вентиляционного и конвейерного штреков с формированием предохранительных целиков по обе стороны штреков и выполнения сбоек между ними [1]

Недостатком этого способа является то, что при подготовке угольных пластов с формированием вентиляционных и конвейерных выработок необходима большая плотность крепления анкерами пород кровли (потолочины штреков), так как эти выработки должны быть сохранены по мере подвигания очистного забоя, то есть возникает трудность в сохранении рабочего состояния штреков из-за оставления в их боковых стенках угольного массива, который со временем высыпается под воздействием горного давления, что ведет к значительному уменьшению поперечного сечения штреков в результате конвергенции боковых пород пласта.

Известен также способ подготовки угольных пластов, включающий последовательное проведение в выемочных участках по меньшей мере вентиляционного и конвейерного уклонов с формированием предохранительных целиков по обе стороны уклонов и выполнения сбоек между ними [2]

Недостатком этого способа является невозможность эффективного сохранения рабочего состояния вскрываемых выемочных выработок конвейерного и вентиляционного уклонов из-за оставления в их боковых стенках угольного массива, который со временем высыпается под воздействием горного давления, что ведет к значительному уменьшению поперечного сечения уклонов в результате конвергенции боковых пород пласта.

Цель изобретения эффективное сохранение рабочего состояния вскрываемых выемочных выработок конвейерного и вентиляционного уклонов путем предварительного формирования их боковых сторон из предохранительных целиков, создаваемых посредством проведения наклонных выработок в виде заходок на рациональную длину выемочного участка (подэтажа) по падению пласта из условия минимальной плотности крепления и срока существования закладываемой заходки.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе подготовки угольных пластов, включающим последовательное проведение в выемочных участках, по меньшей мере, вентиляционного и конвейерного уклонов с формированием предохранительных целиков по обе стороны уклонов и выполнение сбоек между ними, предохранительные целики формируют в виде закладочных полос, для чего в подготавливаемом выемочном участке параллельно боковой стенке конвейерного или вентиляционного уклона, пройденного в вышележащем выемочном участке, проходят по падению пласта наклонную выработку в виде заходки, а в процессе проведения заходки параллельно боковой стенке соответственно вентиляционного или конвейерного уклона производят закладку ранее пройденной заходки, затем между закладочными полосами и неотработанным массивом угля и в промежутке между проводимыми вентиляционным и конвейерным уклонами параллельно их боковым сторонам проводят дополнительные заходки с последующей их закладкой, после чего проводят конвейерный и вентиляционные уклона в подготавливаемом нижележащем выемочном участке, при этом дополнительно формируют угольные целики между выемочными участками, в которых проводят конвейерные и вентиляционные штреки для отработки указанных участков.

Совокупность указанных отличительных признаков в ряду известных аналогичных решений неизвестна. Эти признаки обуславливают новые положительные свойства заявленного способа, заключающиеся в том, что при его использовании достигается эффективное сохранение рабочего состояния вскрываемых выемочных выработок конвейерного и вентиляционного уклонов путем предварительного формирования предохранительных целиков из закладочных полос, создаваемых посредством проведения по падению пласта наклонных выработок в виде заходок на рациональную длину выемочного участка по падению пласта из условия минимальных плотности крепления и срока существования закладываемой заходки.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана схема проведения со сбойки заходки по падению пласта в нижележащем выемочном участке параллельно боковой стенке конвейерного уклона, пройденного в вышележащем выемочном участке; на фиг. 2 показана схема проведения со сбойки заходки по падению пласта в нижележащем выемочном участке параллельно боковой стенке вентиляционного уклона, пройденного в вышележащем выемочном участке и закладка заходки, пройденной ранее, для создания закладочной полосы; на фиг. 3 показана схема проведения между закладочной полосой и неотработанным массивом угля дополнительной заходки параллельно конвейерному уклону, пройденному в вышележащем выемочном участке, и закладка заходки, пройденной ранее; на фиг. 4 показана схема проведения в промежутке между вентиляционным и конвейерным уклонами параллельно их боковым сторонам дополнительной заходки и закладка заходки, пройденной ранее; на фиг. 5 показана схема проведения между закладочной полосой и неотработанным массивом угля дополнительной заходки параллельно вентиляционному уклону, пройденному в вышележащем выемочном участке, и закладка заходки, пройденной ранее; на фиг. 6 показана схема проведения конвейерного уклона в подготавливаемом нижележащем выемочном участке и закладка заходки, пройденной ранее; на фиг. 7 показана схема проведения вентиляционного уклона в подготавливаемом нижележащем выемочном участке; на фиг. 8 показана схема соединения сбойкой конвейерного и вентиляционного уклонов в нижележащем выемочном участке и формирование с боковых сторон уклонов предохранительных целиков из закладочных полос; на фиг. 9 разрез I I на фиг. 1; на фиг. 10 разрез II II на фиг. 8.

Предлагаемый способ подготовки угольных пластов с формированием предохранительных целиков из закладочных полос осуществляют следующим образом.

До отработки выемочного поля пологого пласта угля начинается подготовка к его выемке с последовательного проведения, по меньшей мере, конвейерного 1 и вентиляционного 2 уклонов в центре этого поля на всю его длину по падению пласта, разделяющих поле на два крыла. Отработка каждого крыла выемочного поля пологого пласта угля ведется в нисходящем порядке выемочными участками

подэтажами 3. Подготовка выемочных участков 3 производится вдоль проводимых конвейерного 1 и вентиляционного 2 уклонов. Для чего в начале параллельно боковой стенке конвейерного 1 уклона, пройденного в вышележащем выемочном участке подэтаже 3, проходят со сбойки 4 (фиг. 1) по падению пласта наклонную выработку в виде заходки 5 для предохранительного целика на рациональную длину подготавливаемого нижележащего выемочного участка из условия минимальных плотности крепления и срока существования закладываемой заходки 5. Затем параллельно боковой стенке вентиляционного уклона 2, пройденного в вышележащем выемочном участке 3, проходят со сбойки 4 (фиг. 2) по падению пласта наклонную выработку в виде заходки 6 для предохранительного целика на ту же рациональную длину нижележащего выемочного участка, а в процессе проведения этой заходки 6 производят закладку ранее пройденной заходки 5 для создания закладочной полосы 7, из которой формируют предохранительный целик.

Затем между закладочной полосой 7 и неотработанным массивом угля левого крыла 8 подготавливаемого нижнего выемочного участка параллельно боковой стороне конвейерного 1 уклона, пройденного в вышележащем выемочном участке 3, проводят со сбойки 4 дополнительную заходку 9, на ту же рациональную длину нижележащего выемочного участка (фиг. 3), а в процессе ее проведения осуществляют накладку ранее пройденной заходки 6 для создания закладочной полосы 10. После проведения заходки 9 со сбойки 4 по падению пласта в промежутке между вентиляционным 2 и конвейерным 1 уклонами параллельно их боковым сторонам проводят дополнительную заходку 11 (фиг. 4) на ту же рациональную длину нижележащего выемочного участка, а в процессе ее проведения производят закладку ранее пройденной дополнительной заходки 9 для создания закладочной полосы 12. После чего между закладочной полосой 10 и неотработанным массивом угля правого крыла 13 подготавливаемого нижнего выемочного участка параллельно боковой стороне вентиляционного уклона 2, пройденного в вышележащем выемочном участке 3, проходят со сбойки 4 дополнительную заходку 14 (фиг. 5) на ту же рациональную длину нижележащего выемочного участка, а во время ее проведения производят закладку ранее пройденной дополнительной заходки 11 для создания закладочной полосы 15. Затем со сбойки 4 проводят конвейерный уклон 1 в подготавливаемом нижележащем выемочном участке (фиг. 6), а в течении этого времени одновременно производят закладку ранее пройденной дополнительной заходки 14 для создания закладочной полосы 16. Вслед за этим со сбойки 4 проходят по падению пласта вентиляционный уклон 2 в подготавливаемом нижележащем выемочном участке (фиг. 7), а затем в подготавливаемом нижележащем выемочном участке вентиляционный уклон 2 соединяют с конвейерным уклоном 1 сбойкой 17. На этом последовательность работ, связанных с подготовкой выемочного участка, вдоль проводимых уклонов заканчивается.

Отметим, что из закладочных полос 7, 10, 12, 15, 16 формируют предохранительные целики с боковых сторон конвейерного 1 и вентиляционного 2 уклонов подготавливаемом нижележащем выемочном участке. При этом оставляют вдоль проводимых конвейерного 1 и вентиляционного 2 уклонов в их боковых стенках между вышележащим 3 и подготавливаемом нижележащим выемочными участками угольные целики 18, через которые проходят конвейерный и вентиляционный штреки (на чертеже не показаны) для отработки крыльев подготавливаемого выемочного участка, то есть дополнительно формируют угольные целики 18 между выемочными участками, в которых проводят конвейерные и вентиляционные штреки для отработки указанных участков.

Проведение заходок и уклонов на пологих пластах 0-15^o производиться короткозабойным оборудованием, включающим проходческий комбайн и самоходную вагонетку с наращиванием конвейера по конвейерному уклону.

После проведения любой заходки по падению пласта и перегона из нее проходческого комбайна и самоходной вагонетки в устье этой заходки устанавливается изоляционная перемычка 19. Длина проводимых заходок выбирается в пределах 25-100 м, то есть на рациональную длину выемочного участка по падению пласта из условия минимальных плотности крепления и срока существования закладываемой заходки. Заходки вынимаются шириной 3,5 4 м и их крепление не производится. После окончания выемки заходки и перегона из нее короткозабойного оборудования, приступают к выемке следующей, а в отработанную заходку, после возведения в устье ее изоляционной перемычки 19, подается за эту перемычку литая закладочная смесь. После набора прочности закладкой в отработанной заходке, производят выемку смежной с ней заходки.

Проветривание всех забоев при выемке заходок и уклонов осуществляется с помощью вентиляторов местного проветривания. Транспортировка угля из заходок и уклонов производится самоходным вагоном до конвейера или путем его наращивания.

Крепление конвейерного 1 и вентиляционного 2 уклонов производится в зависимости от устойчивости кровли пласта.

Подача литой твердеющей смеси (закладки) в заходки осуществляется по закладочному трубопроводу, проложенному по вентиляционному уклону, сбойке и до устья отработанной заходки за изоляционную перемычку. В заходке литая смесь растекается самотеком. При горизонтальном расположении выработки литая смесь растекается на длину до 80 м, при угле наклона выработки более 1^o на большее расстояние без расслоения.

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

Предлагаемый способ подготовки угольных пластов с предохранительными целиками обеспечивает эффективное сохранение рабочего состояния вскрываемых выемочных выработок конвейерного и вентиляционного уклонов путем предварительного формирования их боковых сторон из предохранительных целиков в виде закладочных полос, создаваемых посредством проведения наклонных выработок в виде заходок на рациональную длину выемочного участка по падению пласта из условия минимальных плотности крепления и срока существования закладываемых заходок и позволяет отрабатывать запасы угля, законсервированные в предохранительных целиках под охраняемыми объектами, в пожароопасных пластах, что приводит к полной ликвидации потерь угля и резко повышает безопасность и эффективность ведения горных работ.