способ разработки мощного крутонаклонного угольного пласта

Формула изобретения

Способ разработки мощного крутонаклонного угольного пласта, включающий разделение пласта по мощности на два слоя, проведение углеспускных печей, проведение монтажной камеры, монтаж щитового перекрытия на почве верхнего слоя по линии падения пласта, последующую одновременную отработку слоев столбами по падению и управление горным давлением полным обрушением кровли, отличающийся тем, что управление горным давлением осуществляют путем возведения анкерной крепи в пространстве между очистным забоем и ограждением верхнего слоя, причем глубину заложения анкеров принимают больше, чем мощность непосредственной кровли, а их количество - исходя из требуемого времени задержки и допустимой порции обрушения пород кровли.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к горному делу, в частности к способам разработки крутонаклонных пластовых месторождений полезных ископаемых по щитовой системе разработки.

Известен способ разработки крутых угольных пластов, включающий проведение углеспускных печей, разделение пласта на наклонные слои, одновременную отработку слоев столбами по падению под щитовым перекрытием [1].

Недостатками способа являются: повышенный удельный объем проведения углеспускных печей, сложность управления щитовым перекрытием при углах залегания пласта 35...55 градусов, низкая производительность очистного забоя, повышенные эксплуатационные потери угля из-за необходимости оставлять межслоевой целик.

Наиболее близким к заявляемому способу является техническое решение, выбранное в качестве прототипа, включающее: проведение углеспускных печей, разделение пласта по мощности на два наклонных слоя, монтаж щитового перекрытия на почве верхнего слоя с организацией призабойных пространств верхнего и нижнего слоев, последующую одновременную механизированную отработку обоих слоев и отработку вертикального слоя по мере подвигания перекрытия по падению пласта [2].

Недостатком прототипа является то, что обрушение пород кровли за перекрытием осуществляется произвольно, по мере подвигания щита. При определенных горно-геологических условиях возможен прорыв пород кровли в призабойное пространство верхнего слоя (между перекрытием и линией забоя), что ведет к аварии забоя. Этот недостаток снижает эффективность и безопасность ведения очистных работ на крутонаклонных пластах.

Целью изобретения является повышение эффективности и безопасности отработки крутонаклонного угольного пласта.

Поставленная цель достигается тем, что в способе разработки мощного крутонаклонного угольного пласта, включающем разделение пласта по мощности на два слоя, проведение углеспускных печей, проведение монтажной камеры, монтаж щитового перекрытия на почве верхнего слоя по линии падения пласта, последующую одновременную отработку слоев столбами по падению и управление горным давлением полным обрушением кровли, управление горным давлением осуществляют путем возведения анкерной крепи в пространстве между очистным забоем и ограждением верхнего слоя, причем глубину заложения анкеров принимают больше, чем мощность непосредственной кровли, а их количество - исходя из требуемого времени задержки обрушения кровли.

Сущность изобретения поясняется схемой организации работы наклонных слоев и анкерного крепления кровли.

Заявляемый способ может быть осуществлен следующим образом. В выемочном блоке, подготовленном по щитовой системе разработки, одним из известных способов отрабатывают наклонный монтажный слой у кровли пласта, на его почве монтируют секционное щитовое перекрытие 1, которое делит пласт по мощности на два слоя, призабойное пространство 2 слоя у кровли пласта находится выше линии деления, а призабойное пространство 3 слоя у почвы пласта - ниже линии деления. Призабойные пространства 2 и 3 наклонных слоев под щитовым перекрытием 1 соединяют выемкой вертикального слоя 4 исполнительным органом 5 в створе с углеспускной печью 6, проведенной у почвы пласта. Верхний край перекрытия 1 шарнирно, с возможностью поворота вокруг оси, параллельной линии простирания пласта, связан с ограждением 7, которое связано с перекрытием 1 еще и гидродомкратами подачи 8. Нижний край перекрытия 1 жестко связан с ограждением 9 при помощи укосин 10. Ограждения 7 и 9 ориентированы по нормали к перекрытию 1, но ограждение 7 направлено в сторону почвы, а ограждение 9 - в сторону кровли пласта. Укосина 10 кинематически связана с Г-образным перекрытием 11, перемещающимся вдоль ограждения 9 за счет гидродомкратов 12, связывающих Г-образное перекрытие с щитовым перекрытием 1. Сверху перекрытие покрывают слоями деревянного бруса или накатника, а выработанное, закрепное пространство верхнего слоя заполняют породой, например принудительным обрушением пород кровли пласта.

Выемка угля осуществляется в обоих слоях одновременно, например, конвейеростругами 13 и 14, которые транспортируют отбитый ими уголь вдоль очистного забоя до углеспускной печи. После выбора хода домкратов исполнительного органа конвейеростругов осуществляют передвижку щита по почве верхнего слоя по линии падения пласта. Для этого сокращают длину домкратов подачи конвейеростругов, снимают распор с Г-образных перекрытий верхнего слоя 11, при необходимости включают домкраты передвижки 8. Затем производят следующий цикл очистных операций в обоих слоях. И так до ремонтной смены.

В ремонтную смену, кроме работ по техническому обслуживанию средств механизации ведения очистных работ, в верхнем слое осуществляют операции по управлению горным давлением. Для этого в кровлю пласта в пространстве между козырьками Г-образных секций и очистным забоем бурят шпуры 15 и устанавливают анкерную крепь глубокого заложения. Глубина заложения этих анкеров зависит от мощности непосредственной кровли. Возведением анкеров глубокого заложения связывают непосредственную кровлю пласта с основной. На следующие сутки эти операции повторяют в том же порядке.

В результате осуществления дополнительного крепления кровли анкерами глубокого заложения непосредственная кровля пласта будет обрушаться не сразу после прохода Г-образных перекрытий, а с некоторым запаздыванием и порционно. Это позволит исключить возможность прорыва пород кровли в рабочее пространство верхнего слоя, а это, в свою очередь, снизит простои забоя из-за его аварийности и повысит безопасность ведения очистных работ.

Источники информации

1. Чинакал, Н.А. и др. Щитовая система разработки. - Новосибирск: Наука, Сиб. отделение, 1972. - 216 с.

2. Патент РФ на изобретение №2069267 (Е21С 41/18), опубл. 1996, Бюл. №32 (прототип).