способ разработки мощных крутонаклонных угольных пожароопасных пластов с обрушением кровли

Формула изобретения

1. Способ разработки мощного крутонаклонного угольного пожароопасного пласта с обрушением кровли, включающий деление пласта на наклонные слои, отличающийся тем, что деление пласта производят на два наклонных слоя, разделяя их межслоевым защитным угольным целиком, при этом верхний слой мощностью 1,5-1,8 м отрабатывают подэтажами по простиранию пласта с опережением верхними подэтажами нижних, а нижний слой отрабатывают столбами по падению с применением передвижных щитовых крепей типа "СК", при этом отработку наклонных слоев ведут поблочно с возведением между блоками воздухонепроницаемых перемычек.

2. Способ разработки по п.1, отличающийся тем, что нижний слой, отрабатываемый столбами по падению, разделяют на два или несколько щитовых столбов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу, а конкретно к технологии разработки мощных угольных пластов крутонаклонного залегания, склонных к самовозгоранию.

Известны различные способы разработки мощных угольных пластов наклонными слоями как с обрушением кровли, так и с закладкой выработанного пространства, как с возведением межслоевого перекрытия, так и с оставлением межслоевой угольной пачки (см., например, Горное дело - Энциклопедический справочник, М., Углетехиздат, 1958 г., с.238-245).

Одним из серьезных недостатков системы разработки наклонными слоями является ее высокая пожароопасность, являющаяся, как правило, следствием больших потерь угля в межслоевых пачках и низких скоростей при отработке выемочных участков. Поэтому при выборе способа разработки мощного крутонаклонного пласта необходимо стремиться к минимальному количеству наклонных слоев и более высокой производительности их забойного оборудования.

Известен способ слоевой разработки мощных пологих пластов полезных ископаемых, включающий выемку верхнего и нижнего слоев полезного ископаемого лавами с оставлением породного прослоя в выработанном пространстве и нарезку компенсационных щелей (см. А.с. СССР №1239332 по кл. МПК Е 21 С 41/04, 1986 г.).

Наиболее близким техническим решением к предлагаемой технологии является отработка мощного наклонного пласта двумя наклонными слоями и применением крепи или комплексов КТУ (см. "Горное дело" Терминологический словарь, М., Недра, 1990 г., с.550-551).

К недостаткам прототипа можно отнести такие недостатки: невысокая нагрузка на выемочный участок, большая трудоемкость по возведению гибкого металлического перекрытия в верхнем монтажном слое, большие потери угля в межслоевой толще, что повышает степень самовозгорания угля на выемочном участке.

Цель изобретения - отработка мощных крутонаклонных угольных пожароопасных пластов без самовозгорания угольного пласта на выемочном участке.

Поставленная цель достигается тем, что мощный крутонаклонный угольный пласт, склонный к самовозгоранию, отрабатывают двумя наклонными слоями, причем верхний слой мощностью 1,5-1,8 м отрабатывают столбами по простиранию с разделением на подэтажи в пределах выемочного блока, а нижний слой на ширину блока отрабатывают полосами (столбами) по падению с применением передвижных щитовых крепей типа "СК" либо на ширину блока одним щитовым забоем, либо двумя щитовыми забоями в зависимости от горно-геологических условий участка пласта и от конструкции передвижной щитовой крепи.

Описание изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена профильная проекция фрагмента технологической схемы с изображением верхнего и нижнего наклонных слоев; на фиг.2 и фиг.3 приведены схемы отработки соответственно верхнего и нижнего слоев.

Крутонаклонный угольный пласт мощностью 9-11 м, склонный к самовозгоранию, подготавливается основным штреком 1, пройденным с квершлага (не показан на чертеже), и вентиляционными 2 и 3. Выемочный участок пласта разделен на блоки 4 длиной, определяемой степенью самовозгораемости угля и технологическими параметрами принятой системы разработки. На границах каждого выемочного блока 4 проводятся наклонные выработки 5, расположенные в верхнем слое пласта. Каждый выемочный блок 4 отрабатывается двумя наклонными слоями: верхним 6 и нижним 7. Верхний слой 6 мощностью 1,5-1,8 м отрабатывается подэтажами по простиранию - лавами со стоечной деревянной крепью. Нижний слой 7 отрабатывается двумя или более столбами по падению с применением щитовой крепи типа "СК".

При подготовке выемочного участка по пласту в верхнем слое на уровне откаточного горизонта проводится параллельный штрек 8, который соединяется наклонными ортами 9 с основным штреком 1. Верхний слой 6 разделяется на 2-3 подэтажа (лавы) наклонной длиной 25-35 м.

Подготовка и отработка выемочного участка ведется от дальней его границы поблочно, начиная с верхнего слоя 6. Между верхним слоем 6 и нижним слоем 7 оставляется защитный целик 10 толщиной 2,5-3,0 м, который препятствует проникновению обрушенных пород в призабойное пространство щитовой крепи типа "СК". При выемке угля в верхнем слое 6 подэтажные целики между лавами, а при выемке угля в нижнем слое 7 межщитовые целики обрабатываются антипирогенными составами. Антипирогенные вещества вводятся также в защитный угольный целик 10. По мере отработки очередного забоя возводятся воздухонепроницаемые перемычки в выработках, расположенных по простиранию пласта. При этом ширина столба по падению в нижнем слое 7 равна длине подэтажей по простиранию верхнего слоя 6.

Параметры выемочных блоков принимаются в зависимости от скорости их отработки и времени инкубационного периода самовозгорания угольного пласта, что служит одним из решающих факторов безаварийной отработки выемочных блоков.

Оставляемый между наклонными слоями 6 и 7 угольный целик 10 для защиты от проникновения под щитовую крепь обрушенных пород тоже является положительным фактором для успешной отработки угольного пласта. Вместе с тем обрушенные породы верхнего слоя 6, расположенные над угольным защитным целиком 10, создают благоприятные условия для равномерного распределения горного давления на щитовую крепь.

И, наконец, комбинация предлагаемых технологических приемов позволяет повысить нагрузку на выемочный участок, повысить скорость отработки выемочных блоков и избежать возникновения эндогенных пожаров при разработке мощных угольных пластов - этого бича подземной технологии разработки угольных месторождений с пожароопасными пластами.