способ отработки мощных пологих угольных пластов

Формула изобретения

1. Способ отработки мощных пологих угольных пластов, включающий разделение пласта на слои, их подготовку и отработку короткими очистными забоями сначала верхнего, с оставлением в нем целиков угля, а затем с некоторым отстаиванием нижнего слоя с выемкой оставленных целиков верхнего слоя, отличающийся тем, что при разработке мощных пластов, верхний слой столба отрабатывают полосами по простиранию в пределах блока, ограниченного опорными целиками с расстоянием между блоковыми целиками не более предельного значения длины устойчивой консоли обрушения кровли, которые вынимают при отработке нижнего слоя после их разрушения горным давлением.

2. Способ отработки мощных пластов по п.1, отличающийся тем, что при отработке нижнего слоя сначала вынимают уголь, разрушенный и раздавленный под действием сил горного давления из опорных целиков с использованием низконапорных гидромониторных струй, обладающих дистанционностью безлюдной выемки, а затем подготавливают и вынимают надработанную и разгруженную часть нижнего слоя между погашенными целиками механогидравлическими комбайнами.

3. Способ отработки мощных пластов по п.1, отличающийся тем, что при отработке опорных целиков в нижнем слое их разделяют по продольной оси на две части, причем каждую отрабатывают из смежного с ней разгруженного и надработанного выемочного блока, а подготовительные выработки нижнего слоя проводят за границей опорных целиков.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к угольной, и может быть использовано при отработке мощных угольных пластов пологого падения.

Известен способ разработки мощных пологих пластов при гидравлической добыче угля, принятый нами за прототип, включающий разделение пласта на два слоя, при этом выемку верхнего слоя производят узкими камерами, а затем с отставанием отрабатывают нижний слой и межкамерные целики верхнего слоя из выемочных штреков, ориентированных перпендикулярно направлению узких камер верхнего слоя, в которых одновременно с выемкой угля осуществляют сплошную перетяжку кровли пласта (А.С. СССР N 538135, М. Кл. E 21 C 41/04, Б.И. N 45, 1976).

Недостатками прототипа являются: сложность подготовки слоев, заключающаяся в том, что в верхнем слое проводят узкие камеры по восстанию пласта от подэтажного аккумулирующего штрека, пройденного у висячего бока пласта. Проходку осуществляют механогидравлическими комбайнами, для чего необходимы различные меры предосторожности, обеспечивающие удержание комбайна от сползания или скатывания, что резко снижает темпы проходки этих камер. Кроме того, движение пульпы по почве камер с большими углами падения небезопасно для обслуживающего персонала.

Отметим, что выполнение сплошного перекрытия кровли пласта из узких камер предопределяет пропилку сквозных щелей в межкамерных целиках и монтаж элементов перекрытия, а также последующее их анкерование, что в значительной степени увеличивает трудоемкость и энергоемкость процесса подготовки и отработки верхнего слоя пласта.

Задачами, решаемыми предлагаемым изобретением, являются: обеспечение безопасных условий эксплуатации, снижение трудоемкости и энергоемкости процессов подготовки и отработки верхнего слоя мощного пологого угольного пласта.

Задачи решаются тем, что при разработке мощных пологих пластов верхний слой столба отрабатывают полосами по простиранию в пределах блока, ограниченного блоковыми опорными целиками, с расстоянием между блоковыми целиками не более предельной устойчивой длины консоли обрушения кровли, которые вынимают при отработке нижнего слоя после их разрушения горным давлением, при этой отработке нижнего слоя сначала вынимают уголь, разрушенный и раздавленный под действием сил горного давления, из опорных целиков с использованием низконапорных гидромониторных струй, обладающих дистанционностью безлюдной выемки, а затем подготавливают и вынимают полосами по простиранию надработанную и разработанную часть нижнего слоя между погашенными целиками с помощью механогидравлических комбайнов.

Действительно, проходка подготовительных выработок по простиранию пласта в пределах блока, ограниченного блоковыми целиками, и последующая отработка подготовительных полос по простиранию механогидравлическими комбайнами обеспечивает необходимый уровень безопасности, т.к. выработки проходят с уклоном 0,03-0,05 с целью обеспечения самотечного гидротранспортирования пульпы по желобам, а упразднение сплошного перекрытия кровли снижает трудоемкость и энергоемкость процесса подготовки и отработки верхнего слоя пласта. Это достигается за счет оставления межблоковых опорных целиков с интервалом между ними не более предельной устойчивой длины консоли обрушения кровли, колеблющейся в пределах 30-50 м, зависящей от конкретных горно-геологических условий.

Сравнение предлагаемого решения с прототипом и аналогичными решениями, известными из существующего уровня техники, дает основание утверждать о его соответствии критериям "новизна" и "изобретательский уровень". Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 - принципиальная схема подготовки и отработки верхнего слоя пласта, разрез А-А фиг. 4; на фиг. 2 - принципиальная схема подготовки и отработки нижнего слоя пласта, разрез Б-Б фиг. 4; на фиг. 3 - узел "Г" фиг. 2, схема отработки межблоковых опорных целиков; на фиг. 4 - разрез В-В фиг. 2 поперечных разрезов отрабатываемого пласта.

Технология подготовки и отработки мощного пологого пласта заключается в следующем.

Угольный пласт (фиг. 4) условно разделяют на два слоя: верхний 1 и нижний 2, при этом мощность нижнего слоя превосходит мощность верхнего. Вначале осуществляют подготовку верхнего слоя, для чего пласт разделяют по простиранию на блоки, которые отделяются друг от друга межблоковыми опорными целиками 3 (см. фиг. 1,2). Далее в нижних границах выемочного столба в верхнем слое проходят аккумулирующий 4 и параллельный 5 транспортные штреки и в нижнем слое - соответственно 6 и 7. В верхних границах выемочного столба в обеих слоях проходят вентиляционные штреки 8 и 9. Вентиляционные и транспортные штреки соединяются в каждом блоке межблоковыми печами 10 (в верхнем слое) и 11 (в нижнем слое). От блоковых печей в слоях проходят подэтажные выемочные штреки 12 (в верхнем слое) и 13 (в нижнем слое) с уклоном, равным 0,05, для обеспечения гидротранспорта пульпы по желобам. В связи с проходкой параллельных подэтажных выемочных штреков между ними образуются выемочные полосы угля, ширина которых по падению определяется параметрами рабочего органа механогидравлического комбайна, а длина расстоянием между блоковыми опорными целиками.

Отработку блоков верхнего слоя осуществляют обратным ходом от блокового опорного целика к блоковой выемочной печи путем выемки полос угля механогидравлическими комбайнами с определенным отставанием нижерасположенных комбайнов по отношению к вышеустановленным комбайнам. Управление кровлей - полным обрушением, при этом межблоковые опорные целики в верхнем слое оставляют в выработанном пространстве для последующей отработки их из нижнего слоя.

Полосы нижнего слоя отрабатывают с определенным отставанием по отношению к очистным работам верхнего слоя по вышеприведенной технологии. Однако первоначально отрабатывают межблоковые опорные целики гидромониторами, при этом опорные целики условно разделяют по продольной оси на две полосы (части), при этом (фиг. 2,3, узел "Г") каждую полосу опорного целика отрабатывают из смежного с ней разгруженного и надработанного выемочного блока. Отработку целиков осуществляют на всю мощность пласта, т.е. с погашением целиков, оставленных в верхнем слое. Отбитый уголь удаляется из забоев безнапорным гидротранспортом по почве и желобам к обезвоживающим установкам.

Технология отработки мощных пологих угольных пластов обладает простотой, надежностью и высокой степенью безопасности ведения горных работ.