способ подготовки пластовых месторождений к прямому порядку отработки при камерно-столбовой системе разработки

Формула изобретения

Способ подготовки пластовых месторождений к прямому порядку отработки при камерно-столбовой системе разработки, включающий проходку воздухоподающих и вентиляционных выработок, подачу свежего воздуха в очистную камеру, удаление исходящей струи воздуха по вентиляционному стволу, отличающийся тем, что воздухоподающий и главный вентиляционный штреки проходят вдоль противоположных границ шахтного поля с опережением фронта очистных работ на длину, кратную расстоянию между осями очистных камер, при этом очистные камеры проходят длиной, равной ширине шахтного поля, и располагают их между воздухоподающим и вентиляционными штреками, подачу свежего воздуха осуществляют через штольню, расположенную впереди фронта очистных работ, а удаляют исходящую струю воздуха по вспомогательному вентиляционному штреку.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для отработки пластовых месторождений, например калийных.

Известен способ отработки пластов камерно-столбовой системой, включающий проведение параллельных выработок по простиранию пласта, подготовку выемочных целиков, при этом для проветривания выемочного поля подают свежий воздух с последующим отведением исходящей струи, выемочное поле подготавливают двумя блоками, соединенными между собой на фланге сбойками, при этом свежую струю воздуха подают по выработкам одного блока, а исходящую струю отводят по выработкам другого блока, причем при выемке целиков в блоке, по выработкам которого отводят исходящую струю, в выработки, из которых производят выемку целиков, дополнительно с помощью вентиляторов местного проветривания подают свежий воздух (пат. 2229598 РФ, МПК⁷: Е21С 41/18. Е21F 1/00, заявл. 11.07.2003, опубл. 27.05.2004).

Указанный способ имеет следующие недостатки: большой объем горно-подготовительных работ, неэффективная схема проветривания.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является панельный способ подготовки шахтного поля, включающий нарезку нескольких панелей проходкой воздухоподающих и вентиляционных панельных штреков, между которыми располагаются камеры длиной, соответствующей ширине панели. Свежий воздух подается по вертикальному воздухоподающему стволу, исходящая струя удаляется по вертикальному вентиляционному стволу. (Реконструкция вентиляционной сети гипсовой шахты ОАО «Гипс КНАУФ». / А.Е.Красноштейн, В.В.Минин, А.С.Южанин, Л.А.Третьяков и др.// Горн. журн. - 2003. - № 3. - С.24-26.)

Недостатком этого способа являются разбивка шахтного поля на панели, что ведет к деконцентрации горных работ, формированию разветвленной вентиляционной сети, усложняющей управление воздушными потоками и росту утечек воздуха, увеличивает количество подготовительных выработок и удельный объем горнопроходческих работ на одну тонну подготавливаемых запасов, обуславливает необходимость проходки подготовительных выработок на всю длину панели до начала очистных работ, что увеличивает срок подготовки запасов к отработке.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении концентрации горных работ, значительном снижении объемов горно-подготовительных работ, а также в сокращении утечек воздуха через выработанное пространство.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе подготовки пластовых месторождений к прямому порядку отработки при камерно-столбовой системе разработки, включающем проходку воздухоподающих и вентиляционных выработок, подачу свежего воздуха в очистную камеру, удаление исходящей струи воздуха по вентиляционному стволу, воздухоподающий и главный вентиляционный штреки проходят вдоль противоположных границ шахтного поля с опережением фронта очистных работ на длину, кратную расстоянию между осями очистных камер, при этом очистные камеры проходят длиной, равной ширине шахтного поля, и располагают их между воздухоподающим и вентиляционными штреками, подачу свежего воздуха осуществляют через штольню, расположенную впереди фронта очистных работ, а удаляют исходящую струю воздуха по вспомогательному вентиляционному штреку.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена общая схема подготовки пластовых месторождений к прямому порядку отработки при камерно-столбовой системе разработки, где 1 - граница шахтного поля, 2 - воздухоподающий штрек, 3 - главный вентиляционный штрек, 4 - вспомогательный вентиляционный штрек, 5 - очистная камера, 6 - штольня, 7 - рассечки, 8 - свежая струя воздуха, 9 - исходящая струя воздуха, 10 - глухая вентиляционная перемычка.

Способ осуществляется следующим образом.

Для подготовки шахтного поля к прямому порядку отработки вдоль противоположных границ шахтного поля 1 проходят подготовительные выработки: воздухоподающий штрек 2, главный вентиляционный 3 и вспомогательный вентиляционный 4 штреки. Воздухоподающий и вентиляционные штреки сбивают очистной камерой 5. Пройденные подготовительные выработки опережают фронт очистных работ, располагающийся вдоль очистной камеры, на длину, кратную расстоянию между осями очистных камер, в связи с тем, что камеры используются для транспортировки горной массы от проходки подготовительных выработок.

Из воздухоподающего штрека 2 периодически, по мере развития горных работ, проходят штольни 6, сбивая их с поверхностью. Расстояние между штольнями выбирают исходя из максимально возможной длины проходки воздухоподающего штрека тупиковым забоем. Проходку всех выработок ведут буровзрывным способом. Отработку запасов шахтного поля осуществляют камерно-столбовой системой разработки.

Очистные работы ведут следующим образом.

Из камеры в направлении массива проходят рассечки 7 на длину, равную расстоянию между осями камер, а из рассечек в свою очередь проходят участки следующей камеры. После постепенного соединения проходимых участков друг с другом образуется очередная камера. При выемке полезного ископаемого остаются опорные целики, которые в плане имеют прямоугольную форму.

Свежий воздух 8 в шахту поступает по штольне 6 и воздухоподающему штреку 2, из которого направляется в очистную камеру 5 и движется вдоль неотработанного массива, проветривая забои. Исходящая струя воздуха 9 из камеры выводится на вспомогательный 4, а затем главный вентиляционный штрек 3, из которого по вентиляционному стволу удаляется на поверхность.

Для изоляции исходящей вентиляционной струи 9 в транспортных сбойках, образующихся при проходке вентиляционных штреков, сооружают глухие вентиляционные перемычки 10. Отбитое полезное ископаемое из очистной камеры транспортируется на поверхность через штольню 6.

Реализацию предлагаемого способа подготовки рассмотрим на примере Камско-Устьинского месторождения гипса.

Способ подготовки шахтного поля - пластовый. Ширина камер составляет 12 м, длина - от 900 до 1400 м. Ширина целика зависит от глубины разработки и составляет от 8 до 15 м. Камеры соединяют между собой рассечками шириной 11 м, которые проходятся в целиках. Вмещающие породы устойчивы, все выработки проходятся без крепления кровли.

Отработку пласта ведут на полную мощность буровзрывным способом, с применением шпурового метода. После взрывания выработки проветриваются. Очистные камеры проветриваются за счет общешахтной депрессии, тупиковые забои длиной свыше 10 м проветриваются вентиляторами местного проветривания типа ВМЭ-6.

Вентиляционные штреки проходят с опережением по отношению к рабочей камере на длину 66-88 м (двух-трехкратное расстояние между осями камер). Воздухоподающий штрек опережает фронт очистных работ на 352-440 м. Через такое же расстояние, по мере развития горных работ, проходятся штольни. Годовое подвигание фронта очистных работ составляет от 15 до 30 м в зависимости от длины камеры и применяемых параметров системы разработки. Рудник проветривается всасывающим способом. Свежий воздух поступает в рудник по штольням, а отработанный воздух выдается на поверхность через вертикальный ствол с помощью главной вентиляторной установки, оснащенной вентилятором ВОД-30. При включении в вентиляционную сеть рудника очередной штольни предыдущая исключается из сети посредством установки в ней глухой вентиляционной перемычки.

Использование предлагаемого технического решения позволяет повысить концентрацию горных работ, т.к. при новой схеме подготовки отработка запасов осуществляется одним фронтом очистных работ, перемещающимся по всей ширине шахтного поля, что позволяет разместить в одной камере большое количество рабочих и резервных забоев. При необходимости это позволяет также увеличить объем добычи в значительных пределах без проведения дополнительных подготовительных выработок. За счет широкого фронта работ значительно снижается скорость подвигания очистных забоев и в целом фронта горных работ, что, соответственно, сокращает удельные объемы подготовки на тонну добываемых запасов.

При реализации предлагаемого способа подготовки схема проветривания сводит к минимуму утечки воздуха через выработанное пространство, присущие прямому порядку отработки шахтного поля и устраняет необходимость строительства большого количества вентиляционных перемычек, она надежна по устойчивости воздушных потоков и хорошо управляема при регулировании воздухораспределения.

Кроме того, отпадает необходимость строительства и эксплуатации воздухоподающего вертикального ствола, что снижает величину капитальных и эксплуатационных затрат (затраты на проходку воздухоподающей штольни в несколько раз меньше).

Таким образом, использование предлагаемого технического решения позволяет в повысить концентрацию горных работ при значительном снижении объемов горно-подготовительных работ (поскольку все шахтное поле подготавливается только двумя группами горных выработок - воздухоподающими и вентиляционными, которые проходят вдоль границ шахтного поля), а также сократить утечки воздуха через выработанное пространство.