способ разработки пластов сложного строения с прослоями пустых пород

Формула изобретения

Способ разработки пластов сложного строения с прослоями пустых пород, включающий селективную выемку заходками полезного ископаемого, вприсечку к выработанному пространству, а управление кровлей осуществляют выкладкой бутовой полосы в выработанном пространстве, образуемом при проведении заходок вначале из прослоев пустых пород, получаемых при разработке рядом расположенной заходки, затем на эту же полосу укладывают слой пустых пород с последующей заходки, после чего операции по селективной выемке двух последующих заходок и выкладку поочередно одного слоя пустых пород на другой, примыкающий к ранее созданной бутовой полосе, повторяют, после возведения бутовой полосы на ней устанавливают пневмобаллоны и подают в них сжатый воздух, распирая пневмобаллоны между кровлей и породными опорами, а с боков пневмобаллонов на породные опоры укладывают деревянные опоры, высоту которых принимают больше высоты пневмобаллона в сложенном состоянии, затем в точках соприкосновения кровли с деревянными опорами, пневмобаллоны снимают с породных опор, отличающийся тем, что выемку осуществляют со штреков двумя заходками одновременно навстречу друг другу, при подходе забоев навстречу друг другу на величину, равную двойной величине корпуса выемочной машины, один из забоев разворачивают в сторону массива полезного ископаемого на величину заходки, а при выходе этого забоя в створ с другим забоем второй забой разворачивают в сторону массива полезного ископаемого на величину заходки, после выхода выемочных машин на штреки выемку двумя заходками одновременно навстречу друг другу повторяют.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при подземной разработке пологих пластов с селективной выемкой полезного ископаемого.

Известны способы разработки пологих пластов полезных ископаемых с неустойчивыми породами кровли, включающие отработку пласта полезного ископаемого камерами (короткими очистными забоями), установку в камерах крепи, оставление между камерами опорных и податливых целиков полезного ископаемого (авт.свид. №1270334, кл. Е21С 41/04).

Недостатками данных способов являются низкая производительность и высокая трудоемкость очистных работ, высокая себестоимость и большие потери полезного ископаемого в целиках.

Известны способы разработки пологих пластов полезных ископаемых с неустойчивыми породами кровли, включающие отработку пласта полезного ископаемого камерами, установку в камерах крепи и оставление междукамерных целиков полезного ископаемого (Ю.Ф.Васючков. Горное дело. М., «Недра», 1990, стр.284-286).

Недостатками данных способов являются низкая производительность и высокая трудоемкость очистных работ и большие (40-50% и более) потери полезного ископаемого в целиках.

Известен способ (А.С. №941583, М.кл. Е21С 41/04) разработки пологих пластов полезных ископаемых с неустойчивыми породами кровли, включающий отработку пласта полезного ископаемого камерами, оставление междукамерных целиков полезного ископаемого, возведение в камерах породных полос и отработку междукамерных целиков вторичными камерами. Недостатками данного способа являются низкая производительность очистных работ и большие эксплуатационные потери полезного ископаемого в междукамерных деликах. Указанные недостатки связаны главным образом с относительно небольшой шириной камер, составляющей 3-5 м, не позволяющей эффективно использовать современное высокопроизводительное очистное оборудование и средства доставки полезного ископаемого.

Известен способ разработки пластов сложного строения с прослоями пустым пород (А.С. №909178, М.кл. Е21С 41/04, Б.И. №8, 1982), включающий селективную выемку полезного ископаемого панелями управление кровлей и размещение отбитого породного прослоя в выработанном пространстве, при этом панель по ширине разделяют на две части, при этом часть панели, смежную с ранее отработанной, разрабатывают длинным забоем с полным обрушением кровли, а часть панели, смежную с нетронутым массивом, разрабатывают камерой-лавой с оставлением целиков, причем выемку полезного ископаемого и размещение отбитого породного прослоя в камере-лаве ведут с опережением по отношению к части панели, отрабатываемой длинным забоем, на величину, превышающую зону влияния опорного давления отстающей части панели, а длину камер-лавы принимают, исходя из условия размещения в ней пустой породы, но не меньше зоны влияния опорного давления отстающей части панели.

Недостатками данного способа являются большие эксплуатационные потери полезного ископаемого в междукамерных целиках и невысокая эффективность управления кровлей.

Известен способ разработки пластов сложного строения с прослоями пустых пород (патент №2276265, М.кл. Е21С 41/16), взятый в качестве прототипа, включающий селективную выемку заходками полезного ископаемого, управление кровлей и размещение отбитого породного прослоя в выработанном пространстве, согласно изобретению заходки проходят вприсечку к выработанному пространству, а управление кровлей осуществляют выкладкой бутовой полосы в выработанном пространстве, образуемом при проведении заходок вначале из прослоев пустых пород, получаемых при разработке рядом расположенной заходки, а затем на эту же полосу укладывают слой пустых пород с последующей заходки, после чего операции по селективной выемке двух последующих заходок и выкладку поочередно одного слоя пустых пород на другой, примыкающий к ранее созданной бутовой полосе, повторяют, после возведения породной полосы на ней устанавливают пневмобаллоны и подают в них сжатый воздух, распирая пневмобаллоны между кровлей и бутовой полосой, а между пневмобаллонами на бутовую полосу укладывают деревянные опоры, высоту которых принимают больше высоты пневмобаллона в сложенном состоянии, затем в точках соприкосновения кровли с деревянными опорами пневмобаллоны снимают с бутовой полосы, при этом ширину бутовых полос и расстояние между ними принимают равными ширине двух заходок, а высоту h _бп бутовой полосы выбирают из соотношения:

h _бп=2m_пк_р, (м)

где m_п - суммарная мощность прослойков пустой породы в общей мощности пласта, м,

к _р - коэффициент разрыхления пород.

Недостатками данного способа являются невысокая нагрузка на камер-лаву

Техническим результатом, достигаемым при использовании заявляемого способа, является повышение нагрузки на камер-лаву.

Технический результат достигается тем, что в способе разработки пластов сложного строения с прослоями пустых пород, включающем селективную выемку заходками полезного ископаемого, вприсечку к выработанному пространству, а управление кровлей осуществляют выкладкой бутовой полосы в выработанном пространстве, образуемом при проведении заходок вначале из прослоев пустых пород, получаемых при разработке рядом расположенной заходки, а затем на эту же полосу укладывают слой пустых пород с последующей заходки, после чего операции по селективной выемке двух последующих заходок и выкладку поочередно одного слоя пустых пород на другой, примыкающий к ранее созданной бутовой полосе, повторяют, а после возведения бутовой полосы на ней устанавливают пневмобаллоны и подают в них сжатый воздух, распирая пневмобаллоны между кровлей и породными опорами, а с боков пневмобаллонов на породные опоры укладывают деревянные опоры, высоту которых принимают больше высоты пневмобаллона в сложенном состоянии, затем в точках соприкосновения кровли с деревянными опорами пневмобаллоны снимают с породных опор, согласно изобретению выемку осуществляют со штреков двумя заходками одновременно навстречу друг другу, а при подходе забоев навстречу друг другу на величину, равную двойной величине корпуса выемочной машины, один из забоев разворачивают в сторону массива полезного ископаемого на величину заходки, а при выходе этого забоя в створ с другим забоем второй забой разворачивают в сторону массива полезного ископаемого на величину заходки, а после выхода выемочных машин на штреки выемку двумя заходками одновременно навстречу друг другу повторяют.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема выемки полезного ископаемого длинными очистными забоями I заходки до подхода выемочных машин навстречу друг другу на расстояние, равное двойной величине корпуса выемочной машины, на фиг.2 показана схема выемки полезного ископаемого длинными очистными забоями при нахождении выемочных машин в створе относительно друг друга с расположением бутовых полос в плане, на фиг.3 показана схема выемки полезного ископаемого длинными очистными забоями II заходки с расположением бутовых полос в плане, на фиг.4 - разрез по линии А-А, на фиг.5 - разрез по линии Б-Б.

Способ осуществляется следующим образом: селективную выемку пластов горючих сланцев сложного строения осуществляют со штреков двумя заходками одновременно навстречу друг другу в направлении от транспортного 2 к вентиляционному 1 штреку и в направлении от вентиляционного 1 к транспортному 2 штреку заходками (I, II, III, IV, V, VI), по длине l_оз очистного забоя (фиг.1). (Ширина заходки l_з при выемке пласта горючих сланцев составляет примерно 1,8 м.) При выемке заходки I (фиг.1) сланец транспортируют на транспортный штрек 2, а из известняка, получаемого при этом, образуют бутовую полосу 5, со смещением ее в сторону выработанного пространства на величину, равную 0,5 ширины заходки, при этом ширина бутовой полосы 5 равна ширине заходки l_з. При подходе забоев (выемочных машин) 3 и 4 навстречу друг другу на величину, равную двойной величине корпуса выемочной машины, один из забоев (выемочную машину 4) разворачивают в сторону массива полезного ископаемого на величину заходки, а при выходе этого забоя в створ с другим забоем (выемочной машиной 3) (фиг.2) второй забой разворачивают в сторону массива полезного ископаемого на величину заходки, а после выхода выемочных машин 3 и 4 на штреки выемку двумя заходками одновременно навстречу друг другу повторяют.

После выемки заходки I по всей длине очистного забоя l_оз приступают к выемке очередной заходки II, при этом сланец транспортируют на транспортный штрек 2, а известняк размещают вплотную к ранее образованной бутовой полосе 5. После выемки заходки II (фиг.3) приступают к выемке заходки III, при этом сланец транспортируют на транспортный штрек 2, а слой пустых пород (известняк) на ранее образованную бутовую полосу 5, образуя при этом бутовую полосу шириной b, равную двум заходкам 2l_з. На бутовую полосу 5 укладывают пневмобаллоны 6. В пневмобаллоны подают сжатый воздух, распирая их между кровлей и породными опорами, а по бокам пневмобаллонов укладывают деревянные опоры 7. Установить деревянные опоры достаточно плотно между бутовой полосой и кровлей затруднительно, поэтому опоры устанавливают с некоторым минимальным зазором (фиг 5). (В качестве деревянных опор (прокладок) могут быть использованы, например, брусья, рудничные стойки, шпалы, доски и др.) Высоту деревянных опор, (прокладок) h (фиг.5), принимают больше высоты пневмобаллонов в сложенном состоянии (воздух из пневмобаллона выпущен). С удалением очистного забоя от установленных пневмобаллонов опускание пород кровли происходит с различной интенсивностью. В непосредственной близости от очистного забоя скорость опускания пород кровли имеет максимальные значения. По мере удаления от забоя скорости уменьшаются, и на определенном расстоянии l_пр., зависящем от горно-геологических условий отработки пласта, стабилизируются (т.е. в дальнейшем существенно не изменяются) или становятся практически равными нулю. Кровля опустилась на величину (фиг.1, фиг.4). Здесь происходит соприкосновение кровли с деревянными опорами, после чего пневмобаллоны разгружают и снимают с породных опор. Разгрузка пневмобаллонов заключается в выпуске из них воздуха. Разгруженный пневмобаллон переносят к линии очистного забоя.

После чего операции по выемке очередных заходок (IV, V, VI) (фиг.1), выкладке бутовых полос из прослоев пустых пород, установке пневмобаллонов и деревянных опор между ними, разгрузке и снятию пневмобаллонов в точках соприкосновения кровли с деревянными опорами повторяют, при этом ширину b породных опор принимают равной ширине l_з двух заходок, т.е. b=2l_з а расстояние между ними - равными ширине одной заходки.

Использование заявляемого способа при отработке пласта сложного строения позволит повысить нагрузку на очистной забой.