способ комбинированной открыто-подземной разработки свиты пологих угольных пластов

Формула изобретения

1. Способ комбинированной открыто-подземной разработки свиты пологих угольных пластов, включающий, при наличии карьера в верхней части месторождения, проведение наклонного съезда, бурение вертикального ствола и вертикальных вентиляционных скважин, отличающийся тем, что свиту пологих угольных пластов, лежащую ниже карьера, вскрывают группой выработок, при этом проходят вертикальные центрально-сдвоенные стволы со дна карьера, с места, ближайшего к нерабочему борту карьера, на небольшую глубину, затем от околоствольного двора проходят капитальные квершлаги до верхнего пласта свиты, после чего для проветривания бремсберговых полей с поверхности земли бурят центрально-отнесенные вентиляционные скважины в пустых породах вдоль наклонного нерабочего борта карьера до выхода нижнего пласта свиты под дно карьера, а для проветривания уклонных полей бурят с поверхности фланговые вертикальные вентиляционные скважины до выхода нижнего пласта на уровень капитальных квершлагов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на уровне капитальных квершлагов проходят фланговые вентиляционные квершлаги от фланговых вентиляционных скважин до верхнего пласта свиты, а в крыльях уклонного поля на каждом пласте проходят граничные вентиляционные сбойки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к угольной промышленности, а точнее к открытой и подземной добыче угля и охране окружающей среды.

Известен способ комбинированной отработки свиты пологих угольных пластов, при котором вскрытие производится разрезными горизонтальными траншеями [1]. Недостатком аналога способа является лишь частичное участие в комбинированной отработке вскрышной траншеи.

Наиболее близким техническим решением способа является комбинированная открыто-подземная разработка залежи полезного ископаемого, при которой под рабочим бортом карьера и его дном заранее проходится наклонный вскрывающий съезд, используемый для доставки полезного ископаемого на поверхность, а также бурятся стволы и вертикальные вентиляционные скважины для подземной разработки залежи [2]. Недостатками прототипа способа являются наличие длинного наклонного съезда (а точнее наклонного ствола), который будет подвержен большой деформации при эксплуатации, и большие затраты на вскрытие.

В основу изобретения поставлена задача создания способа открыто-подземной добычи, при котором свита пологих угольных пластов была бы вскрыта в подземной части наиболее эффективно с использованием имеющегося карьера в верхней части месторождения.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе комбинированной открыто-подземной разработки свиты пологих угольных пластов, включающем при наличии карьера в верхней части месторождения проведение наклонного съезда, бурение вертикального ствола и вертикальных вентиляционных скважин, свиту пологих пластов, лежащих ниже карьера, вскрывают группой выработок, при этом проходят вертикальные центрально-сдвоенные стволы со дна карьера, с места, ближайшего к нерабочему борту карьера, на небольшую глубину, затем от околоствольного двора проходят капитальные квершлаги до верхнего пласта свиты, после чего для проветривания бремсберговых полей с поверхности земли бурят центрально-отнесенные вентиляционные скважины в пустых породах вдоль наклонного нерабочего борта карьера до выхода нижнего пласта свиты под дно карьера, а для проветривания уклонных полей бурят с поверхности фланговые вертикальные вентиляционные скважины до выхода нижнего пласта на уровень капитальных квершлагов.

Сущность изобретения заключается также в том, что на уровне капитальных квершлагов проходят фланговые вентиляционные квершлаги от фланговых вентиляционных скважин до верхнего пласта свиты, а в крыльях уклонного поля на каждом пласте проходят граничные вентиляционные сбойки.

В результате проходка со дна карьера около его нерабочего борта при вскрытии нижележащей части месторождения центрально-сдвоенных вертикальных стволов на небольшую глубину позволяет уменьшить капитальные затраты на проведение вертикальных стволов и подъем по ним.

Проведение капитальных квершлагов от околоствольного двора центрально-сдвоенных стволов до верхнего пласта свиты позволяет использовать их для доставки угля к стволам, подвода и отвода воздуха с обоих полей.

Проведение вентиляционных скважин, пробуренных с поверхности до нижнего пласта свиты в породах почвы нерабочего борта карьера под углом его наклона и центрально-отнесенных в бремсберговых полях пластов свиты, а также проведение фланговых вентиляционных скважин, пробуренных с поверхности до нижнего пласта свиты на уровне капитальных квершлагов, позволяют эффективно вывести исходящие струи из бремсберговых полей непосредственно и из уклонных полей с помощью фланговых вентиляционных квершлагов, находящихся на одном уровне с капитальными квершлагами.

В целом применение комбинированной открыто-подземной последовательной разработки свиты пологих угольных пластов со вскрытием нижележащей свиты пластов группой выработок позволяет рационально использовать проведенную на выходе свиты открытую добычу и эффективно отрабатывать нижележащую часть угольного месторождения, содержащую бремсберговые и уклонные поля.

Предложение поясняется чертежами.

На фиг.1 показана схема вскрытия свиты пологих угольных пластов, находящейся ниже карьера; на фиг.2 - дан план горных работ по пластам свиты (условно их три: m₁, m₂ и m₃); на фиг.3 - горизонтальный разрез свиты на уровне капитальных квершлагов, А-А; на фиг.4 - план горных работ по пластам для уклонных полей.

На фиг.1 показаны карьер 1; свита пологих угольных пластов: 2 пласт m₁, 3 пласт m₂ и 4 пласт m₃; вскрывающий вертикальный ствол 5; околоствольный двор 6; центрально-отнесенная наклонная вентиляционная скважина 7 и капитальный квершлаг 8.

На фиг.2 показаны бремсберг 9, ходок 10, лавы 11 и 12 правого и левого крыльев шахтного поля, откаточные этажные (или ярусные) штреки 13 и 14 крыльев поля, вентиляционные штреки 15 и 16. Указанные на фиг.2 выработки аналогичны во всех бремсберговых полях пластов свиты.

На фиг.3 показаны вентиляционные фланговые скважины крыльев 17 и 18 для уклонного поля, фланговые вентиляционные квершлаги 19 и 20 свиты уклонного поля.

На фиг.4 показаны уклон с ходком 21, лавы 22 и 23 крыльев; откаточные этажные (или ярусные) штреки 24 и 25; вентиляционные этажные (или ярусные) штреки 26 и 27 за лавами на границе с выработанными пространствами, подающие дополнительные струи воздуха в лавы этажные (или ярусные) штреки 28 и 29, подающие дополнительные струи воздуха граничные сбойки этажные (или ярусные) штреки 30 и 31 за лавами на границах с выработанным пространством, граничные вентиляционные сбойки 32 и 33.

На фиг.2 и 4 под обозначением 34 показаны технологические оставляемые целики угля.

Способ осуществляется следующим образом.

На дне карьера 1 на границе с нерабочим боротом карьера проходят вскрывающие вертикальные стволы 5 и околоствольный двор 6 для подземной выемки свиты пластов m₁, m₂ и m₃, лежащих ниже карьера по падению, а затем бурят центрально-отнесенные вентиляционные скважины 7 в породах нерабочего борта карьера под его углом наклона для вывода исходящих струй воздуха из бремсбергового поля и проходят капитальные квершлага 8. После этого начинают отработку бремсберговых полей свиты. На каждом из пластов в бремсберговом поле проходят бремсберги 9 с ходком 10, нарезают лавы 11 и 12 в каждом крыле и ведут их отработку при наличии транспортных этажных (или ярусных) штреков 13 и 14, а также вентиляционных этажных (или ярусных) штреков 15 и 16. Уголь по бремсбергу 9 доставляется к капитальному квершлагу 8 и затем к околоствольному двору 6 и стволу 5. Исходящие струи воздуха уходят по вентиляционным этажным (или ярусным) штрекам 15 и 16 к центрально-отнесенным вентиляционным скважинам 7.

Для подготовки уклонных полей бурят фланговые вентиляционные скважины 17 и 18 с поверхности к нижнему пласту свиты на уровне капитальных квершлагов и проходят фланговые вентиляционные квершлаги 19 и 20 на границах месторождения параллельно капитальным квершлагам. Затем для отработки уклонных полей на каждом пласте нарезают лавы 22 и 23 и ведут очистные работы при наличии транспортных этажных (или ярусных) штреков 24 и 25, а также подающие дополнительные струи воздуха этажных (или ярусных) штреков 28 и 29. Выходящие из лав струи воздуха идут по оставленным за лавами вентиляционным этажным (или ярусным) штрекам 26 и 27, а затем воздух идет по граничным сбойкам 32 и 33 к фланговым вентиляционным скважинам 17 и 18. Оставляемые за лавами выработки 31 и 32 на данном этаже служат для подачи воздуха в наращиваемые граничные сбойки 32 и 33 за счет бывших разрезных печей лав. Впоследствии в нижележащем этаже (ярусе) выработки 31, 32 становятся подающими дополнительные струи воздуха и вентиляционными.

Преимуществами предлагаемого способа комбинированной открыто-подземной разработки свиты пологих угольных пластов являются значительное снижение затрат на вскрытие нижней части месторождения за счет небольшой глубины вскрывающих центрально-сдвоенных стволов и проходки от них капитальных квершлагов, делящих нижнюю часть месторождения на бремсберговые и уклонные поля; обеспечение эффективного проветривания полей за счет бурения центрально-отнесенных вентиляционных скважин в бремсберговом поле и фланговых вентиляционных скважин в уклонном поле, а также проходки фланговых вентиляционных квершлагов.

Источники информации

1. Лось И.Н. Научные основы комбинированной разработки угольных месторождений Севера.- Новосибирск: Наука, Сибирск. отд-е, 1991.-С.102-103.

2. Рыльникова М.В. Комплексное освоение рудных месторождений комбинированным способом.- Магнитогорск: Изд-во МГТУ, 1998.-С.48.