способ открытоподземной разработки угольных пластов

Формула изобретения

Способ открытоподземной разработки угольных пластов, включающий подготовку фронта очистных работ путем вскрытия пласта, сооружение рабочей площадки по линии простирания на уровне почвы разрабатываемого пласта, монтаж на рабочей площадке комплекса глубокой разработки пласта, выемку угля путем проведения с рабочей площадки параллельных очистных камер, монтаж коробчатого многозвенного транспортера, по которому выдают уголь из очистной камеры на дневную поверхность, между очистными камерами оставляют поддерживающие целики угля, отличающийся тем, что при выемке угля постоянно контролируют концентрацию метана в очистной камере и при увеличении концентрации метана в очистной камере до предельно допустимого значения выемку угля прекращают, производят выдачу отбитого угля из коробчатого многозвенного транспортера на дневную поверхность, после чего осуществляют проветривание очистной камеры с использованием вентилятора путем подачи воздуха по коробчатому многозвенному транспортеру до снижения концентрации метана в очистной камере до значений, меньших 0,5 предельно допустимых значений, после чего работы по выемке угля возобновляют.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке пластов полезных ископаемых, главным образом - угольных.

Известен способ открыто-подземной разработки полезных ископаемых /Патент РФ №2224107/ МПК Е21С 41/00, опубл. 2004 г./, включающий выемку полезного ископаемого из бортов карьеров и траншей заходками с образованием выемочных камер и оставлением между ними ленточных предохранительных целиков с последующей закладкой выработанного пространства. Выработку ведут сериями от 3 до 10 выемочных камер в каждой серии. Толщина ленточных предохранительных целиков между камерами в каждой серии меньше, чем их толщина между сериями.

Существенными недостатками данного способа являются значительные затраты на его реализацию и повышенная опасность ведения горных работ по возгораниям и взрывам метана при отработке угольных пластов.

Известен способ выемки полезного ископаемого в погашаемых бортах /Патент РФ №2205955/ МПК Е21С 41/26, опубл. 2003 г./, включающий формирование рабочей площадки на уступе погашаемых бортах карьера, затем со сформированной рабочей площадки ведут извлечение полезного ископаемого с сохранением устойчивости погашаемого борта. Извлечение полезного ископаемого ведут посредством формирования глубоких выемочных камер комплексом глубокой разработки пласта с многозвенным транспортером. Устойчивость погашаемого борта карьера может быть сохранена путем оставления междукамерных целиков или путем закладки выработанного пространства выемочных камер вскрышными породами, извлеченными при погашении рабочей площадки.

Недостатком данного способа является повышенная опасность ведения горных работ по возгораниям и взрывам метана при отработке угольных пластов.

Известен способ открыто-подземной разработки свиты пологих угольных пластов, принятый за прототип /Патент РФ №2285121/ МПК Е21С 41/00, опубл. 2006 г./, включающий в себя сооружение рабочей площадки по линии простирания пласта на уровне почвы разрабатываемого пласта, монтаж на рабочей площадке комплекса глубокой разработки пласта и выемку угля в стороне от рабочей площадки путем проведения параллельных очистных камер прямоугольного сечения с оставлением между камерами поддерживающих целиков угля.

Недостатком данного способа является повышенная опасность ведения горных работ по возгораниям и взрывам метана при отработке угольных пластов.

Техническим результатом заявляемого способа является устранение недостатка прототипа, а именно повышение безопасности ведения горных работ при отработке угольных пластов.

Технический результат достигается тем, что в способе открыто-подземной разработки угольных пластов осуществляют подготовку фронта очистных работ путем вскрытия пласта, сооружение рабочей площадки по линии простирания на уровне почвы разрабатываемого пласта, монтаж на рабочей площадке комплекса глубокой разработки пласта, выемку угля путем проведения с рабочей площадки параллельных очистных камер, монтаж коробчатого многозвенного транспортера, по которому выдают уголь из очистной камеры на дневную поверхность, между очистными камерами оставляют поддерживающие целики угля, согласно изобретению при выемке угля постоянно контролируют концентрацию метана в очистной камере и при увеличении концентрации метана в очистной камере до предельно допустимого значения выемку угля прекращают, производят выдачу отбитого угля из коробчатого многозвенного транспортера на дневную поверхность, после чего осуществляют проветривание очистной камеры с использованием вентилятора путем подачи воздуха по коробчатому многозвенному транспортеру до снижения концентрации метана в очистной камере до значений, меньших 0,5 предельно допустимых значений, после чего работы по выемке угля возобновляют.

Сущность заявляемого способа открыто-подземной разработки угольных пластов поясняется чертежами.

На фиг.1 изображена схема (вид в плане), иллюстрирующая подачу свежего воздуха в очистную камеру с использованием вентилятора по многозвенному транспортеру комплекса глубокой разработки пластов.

На фиг.2 приведена секция транспортно-толкающего коробчатого многозвенного транспортера комплекса глубокой разработки пластов.

На фиг.1 и 2 обозначено: 1 - рабочая площадка; 2 - угольный пласт; 3 - коробчатый многозвенный транспортер; 4 - поддерживающие целики угля; 5 - очистные камеры; 6 - комплекс глубокой разработки пластов (КГРП); 7 - вентилятор; 8 - выемочный комбайн; 9 - горизонтальный шнековый конвейер.

Способ осуществляют следующим образом. Подготавливают фронт очистных работ путем вскрытия угольного пласта 2 (фиг.1). Сооружают рабочую площадку 1 по линии простирания на уровне почвы разрабатываемого угольного пласта 2 и проводят монтаж на рабочей площадке 1 комплекса глубокой разработки пласта 6. Выемку угольного пласта 2 производят путем проведения с рабочей площадки 1 очистных камер 5. Между очистными камерами 5 оставляют поддерживающие целики 4. Выемку угля осуществляют комбайном 8. При выемке угля постоянно контролируют концентрацию метана в очистной камере 5. Отбитый уголь подают на горизонтальный шнековый конвейер 9, содержащий два горизонтальных шнека, расположенных внутри транспортно-толкающего коробчатого многозвенного транспортера 3 комплекса глубокой разработки пластов 6. Горизонтальные шнеки перемещают отбитый уголь на рабочую площадку 1. При увеличении концентрации метана в очистной камере 5 до предельно допустимого значения, при превышении которого возможны возгорание или взрыв метана, выемку угля комбайном прекращают. Затем производят выдачу отбитого угля из коробчатого многозвенного транспортера 3 на дневную поверхность, после чего осуществляют проветривание очистной камеры 5 с использованием вентилятора 7 путем подачи воздуха по коробчатому многозвенному транспортеру 3. Трубопровод вентилятора, по которому осуществляют подачу воздуха, вставляют в концевую секцию транспортно-толкающего коробчатого многозвенного транспортера 3. При этом для циркуляции воздуха в направлении очистного забоя концевая секция транспортно-толкающего многозвенного транспортера 3 оборудуется заслонкой. Подачу воздуха продолжают до момента снижения концентрации метана в очистной камере 5 до значений, меньших 0,5 предельно допустимого значения концентрации метана, затем подача воздуха в очистную камеру 5 прекращается, и работы по выемке угля возобновляют.

При использовании заявляемого способа обеспечивают безопасные условия для ведения работ в очистных камерах по факторам "возгорание или взрыв метана". Очистные камеры являются тупиковыми выработками, проветривание которых за счет естественной циркуляции воздуха в очистной камере невозможно. Заявляемый способ позволяет осуществлять проветривание очистной камеры при превышении предельно допустимой концентрации метана в камере без извлечения добычного оборудования из нее и продолжать очистные работы при сохранении безопасного уровня их ведения. При использовании известных способов при увеличении концентрации метана в очистной камере до предельно допустимого значения выемку угля в очистной камере прекращают и из-за отсутствия проветривания в очистной камере оборудование извлекают на поверхность, после чего работы по выемке угля в очистной камере не возобновляют.

Параметры, знание которых необходимо при реализации заявляемого способа (определение концентрации метана в очистной камере, определение количества подаваемого воздуха), определяют с помощью датчиков контроля концентрации метана, установленных на очистном оборудовании или путем использования известных методик шахтных, лабораторных или аналитических исследований с учетом конкретных горно-геологических и горнотехнических условий разработки угольных пластов.

Использование заявляемого способа позволяет повысить уровень безопасности ведения очистных работ и повысить производительность труда на 10-15%.

Областью рационального использования заявляемого способа являются пласты угля мощностью до 5 м с углами залегания 0-32°.