способ управления горным давлением у границы шахтного поля в краевой части мульды сдвижения

Формула изобретения

Способ управления горным давлением у границы шахтного поля в краевой части мульды сдвижения, включающий проходку панельных штреков и ленточных очистных камер с формированием плавной или ступенчатой зоны смягчения, отличающийся тем, что выемку руды ведут чередующимися длинными и короткими камерами, при этом в случае расположения выемочного штрека перпендикулярно границе шахтного поля длину коротких камер увеличивают по мере приближения их месторасположения к границе краевой части мульды сдвижения с зоной полной подработки, а в случае расположения выемочного штрека параллельно границе шахтного поля короткие камеры проходят до границы ступенчатой зоны смягчения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для использования при разработке пологих калийных пластов камерами с величиной извлечения руды, приводящей к разрушению междукамерных целиков как в зоне полной подработки, так и в краевой части мульды движения.

Горные работы на калийных рудниках осложняются наличием водоносных горизонтов, которые находятся над водозащитной толщей соляных пород, налегающей на разрабатываемый пласт. Для предотвращения появления трещин в водозащитной толще после разрушения междукамерных целиков в краевой части мульды сдвижения формируется зона смягчения. Расстояние между выемочными и вентиляционными штреками, равное длине очистной камеры, определяется исходя из минимальной себестоимости добычи руды; при этом учитываются затраты как на подготовительные, так и на очистные работы. В связи с тем что стоимость проходки подготовительных выработок значительно больше, чем проходки очистных, а также из-за необходимости увязки во времени и пространстве выполнения подготовительных и очистных работ, длина очистной камеры получается больше предельной величины, при которой комбайновый комплекс (комбайн, самоходный вагон и бункер-перегружатель) достигает наибольшей производительности. Падение производительности комбайнового комплекса обусловлено большими простоями комбайна в ожидании самоходного вагона (Зависимость производительности комбайновых комплексов от параметров и уровня использования входящих в них машин на рудниках объединения "Уралкалий". Папулов Л.М. Мелехин В.Н. "Разработка соляных месторождений". Межвузовский сб. научных трудов. Пермский университет, 1978, с. 85-88).

Изобретение направлено на решение проблемы повышения производительности комбайнового комплекса при формировании зоны смягчения.

Известен способ формирования зоны смягчения при выемке руды с последующей закладкой очистных камер (а.с. СССР N 626208 кл. E 21 C 41/06). Однако он не решает проблемы повышения производительности комбайновых комплексов и, кроме того, при его использовании повышается себестоимость добычи руды из-за расходов, связанных с выполнением закладочных работ.

Известен также способ формирования зоны смягчения, в котором регулирование конечных оседаний земной поверхности осуществляется на податливых целиках (Механика горных пород при разработке месторождений природных солей. Труды ВНИИН, вып. 67, Л. 1974, с. 98). В практике ведения горных работ на рудниках Верхнекамского месторождения калийных солей при использовании этого способа изменение коэффициента извлечения руды из пласта выполняют ступенями. Этот способ также не решает проблемы повышения производительности комбайновых комплексов. Причем при его использовании повышаются потери руды в междукамерных целиках из-за увеличения их ширины по мере приближения их месторасположения к границе шахтного поля.

Цель изобретения уменьшение потерь руды в междукамерных целиках и увеличение производительности комбайновых комплексов.

Цель достигается тем, что в известном способе управления горным давлением у границ шахтного поля, включающем проходку панельных штреков и ленточных очистных камер с формированием плавной или ступенчатой зоны смягчения, выемку руды ведут чередующимися длинными и короткими камерами; при этом в случае расположения выемочного штрека перпендикулярно границе шахтного их месторасположения к границе краевой части мульды сдвижения с зоной полной подработки, а в случае расположения выемочного штрека параллельно границе шахтного поля короткие камеры проходят до границы ступенчатой зоны смягчения.

Предлагаемый способ управления горным давлением поясняется вертикальным сечением разрабатываемого пласта параллельно границе шахтного поля (фиг. 1) и горизонтальным сечением по панельным выработки разрабатываемого пласта (фиг.2.3). При этом на фиг. 2 представлена схема формирования зоны смягчения при расположении панельного выемочного штрека перпендикулярно границе шахтного поля, а на фиг. 3 схема формирования зоны смягчения при расположении панельного выемочного штрека параллельно границе шахтного поля.

На графических изображениях показаны: граница шахтного поля 1, панельный выемочный штрек 2, вентиляционный панельный штрек 3, длинные очистные камеры 4, короткие очистные камеры 5, граница ступени зоны смягчения 6, граница между зонами с разным уровнем извлечения руды из пласта 7, граница между краевой частью мульды сдвижения и зоной полной подработки 8, разрушенные междукамерные целики в зоне повышенного извлечения 9, разрушенные междукамерные целики в зоне пониженного извлечения 10, свод обрушенных пород 11, целики в кровле пласта 12, отслоения от краевой части целиков 13.

Благодаря постепенному увеличению длины коротких камер 7 (фиг.2) по мере приближения от границы шахтного поля 1 к зоне полной подработки 8 коэффициент руды из пласта увеличивается. Таким образом, подготавливается потенциальная возможность обеспечения плавного прогиба ВЗТ после разрушения междукамерных целиков. При этом вначале разрушатся более узкие целики 9 до границы 7 с повышенным извлечением, а затем целики 10, находящиеся в зоне более низкого извлечения.

Такая последовательность разрушения создает условия для формирования над узкими ленточными целиками протяженного свода с заполненной разрушенными кусками пород кровли полостью 11. Находящийся в кровле между сводами массив горных пород представляет собой ленточные целики с трапецеидальной формой поперечного сечения. После разрушения у этих целиков краевых частей 13 горное давление перераспределится на их центральную часть 12, которая после потери у нее несущей способности перейдет в запредельное состояние. При этом уплотнение разрушенного массива пород кровли в зонах с пониженным извлечением будет протекать более интенсивно, чем в зоне с повышенным извлечением, что приведет к выравниванию оседаний земной поверхности на участках шахтного поля с одинаковым удалением от границы шахтного поля.

При расположении выемочного штрека 2 параллельно границе шахтного поля 1 (фиг. 3) за пределами границы забоя коротких камер 5 формируется зона с пониженным извлечением. Благодаря ее наличию и обеспечивается плавность прогиба ВЗТ.