способ подготовки к первичной посадке труднообрушаемой кровли

Формула изобретения

Способ подготовки к первичной посадке труднообрушаемой кровли, включающий проведение конвейерного и вентиляционного штреков, проходку монтажной камеры у границы выемочного столба с установкой в ней механизированного комплекса и растепление многолетне-мерзлых пород кровли тепловым воздействием, отличающийся тем, что в конвейерном и вентиляционном штреках на расстоянии от границы выемочного столба, равном ожидаемому первичному шагу обрушения кровли, ведут подрывку пород кровли с увеличением сечения выработок не менее чем в 1,5 раза, растопляют породы кровли подогретым локальным калорифером воздухом, а отбитые породы размещают в раскоске шириной Н, определяемой из выражения

где S_n- сечение подрываемых пород кровли, м²;

m - мощность пласта, м;

f_p - коэффициент разрыхления пород;

f_З- коэффициент заполнения раскоски.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для подготовки к первичной посадке многолетне-мерзлых пород кровли.

Известен способ подготовки и управления первичной посадкой кровли, включающий проведение конвейерного и вентиляционного штреков, проходку монтажной камеры и отработку выемочного столба механизированным комплексом, бурение из выработок скважин в породы кровли и подачу в них тепла. [1] (Прототип.)

Недостатками известного способа являются:

- сложность подачи в скважины теплоносителя (горячей воды или пара);

- трудность приготовления теплоносителя в выработках;

- незначительный ореол оттаявших пород вокруг скважин.

Технической задачей являлось создание вдоль горных выработок на участке первичного обрушения кровли продольных зон освобожденных и растепленных пород, исключающих защемление обрушаемой плиты кровли.

Предлагаемый способ отличается тем, что в конвейерном и вентиляционном штреках на расстоянии от границы выемочного столба, равном ожидаемому первичному шагу обрушения кровли, ведут подрывку пород кровли с увеличением сечения выработок не менее чем в 1,5 раза, растопляют породы кровли подогретым локальным калорифером воздухом, а отбитые породы размещают в раскоске шириной Н, определяемой из выражения:

где: S_n - сечение подрываемых пород кровли, м²;

m - мощность пласта, м;

f_p - коэффициент разрыхления пород;

f_з - коэффициент заполнения раскоски.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, как то, что в конвейерном и вентиляционном штреках ведут подрывку пород кровли, позволяет нарушить целостность породной плиты вдоль этих выработок.

Другой существенный признак о том, что во время подрывки пород кровли сечение выработок увеличивают не менее чем в 1,5 раза, обеспечивает значительное обнажение труднообрушаемых пород и создает предпосылки для лучшего растепления многолетне-мерзлого массива.

Существенный признак о том, что породы кровли растепляют подогретым воздухом от локального калорифера, дает возможность значительно повышать температуру шахтного воздуха, что повышает скорость протаивания пород.

Существенный признак о том, что отбитые породы размещают в раскоске, позволяет избежать выдачи пород на поверхность.

Следующий существенный признак о том, что ширину раскоски определяют из выражения:

обеспечивает выполнение раскоски, достаточной для размещения в ней всей отбитой породы.

Предлагаемый способ поясняется чертежами, где на фиг.1 показан в плане участок выемочного столба, подготавливаемого к первичной посадке кровли, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Условные обозначения, принятые на чертежах:

1 - выемочный столб; 2 - конвейерный штрек; 3 - вентиляционный штрек; 4 - раскоска; 5 - локальный калорифер; 6 - ореол протаивания; 7 - монтажная камера; 8 - очистной комплекс.

Способ выполняют следующим образом.

При оконтуривании выемочного столба 1 конвейерным штреком 2 и вентиляционным штреком 3 на расстоянии от границы выемочного столба 1, равном ожидаемому первичному шагу обрушения кровли, ведут подрывку кровли в конвейерном 2 и вентиляционном 3 штреках, а отбитые породы размещают в раскосках 4. Ширину раскосок 4 (Н) определяют из выражения:

где: S_n - сечение подрываемых пород кровли, м²;

m - мощность пласта, м;

f_p - коэффициент разрыхления пород;

f_з - коэффициент заполнения раскоски.

При этом сечение конвейерного 2 и вентиляционного 3 штреков увеличивают не менее чем в 1,5 раза, а у начала подрывки устанавливают локальные калориферы 5. Увеличение сечения выработок позволяет снизить скорость движения теплого воздуха и улучшить условия растепления мерзлых пород кровли для создания ореола протаивания 6 в массиве. У границы выемочного столба 1 проводят монтажную камеру 7, в которой монтируют очистной комплекс 8, а затем ведут очистные работы. Времени, затрачиваемого на проведение конвейерного 2 и вентиляционного 3 штреков, проведение монтажной камеры 7, монтажа очистного комплекса 8 и начала очистной выемки, достаточно для создания необходимого ореола протаивания 6.

Таким образом, указанная подготовка к первичной посадке трудноообрушаемых многолетне-мерзлых пород, позволяет значительно уменьшить шаг первичного обрушения, что снизит нагрузки на механизированную крепь и позволит избежать воздушных ударов в выработках шахты.

Преимуществами данного способа являются:

- создание в кровле вдоль оконтуривающих выработок нарушенной зоны и ореола протаявших пород, что значительно уменьшает шаг первичной посадки кровли;

- улучшается безопасность для горнорабочих;

- исключаются поломки механизированной крепи.

Источники информации

1. Технологические схемы очистных и подготовительных работ для шахт области многолетней мерзлоты, учитывающие применение систем и средств регулирования теплового режима. М., изд. ИГД им. А.А.Скочинского, - 1987. - С.11-12.