Способ разработки мощного крутого угольного пласта наклонными слоями

 

Изобретение относится к горной промети . Цель изобретения - снижение затрат на проведение выработок при двухслоевой отработке пласта. На первой стадии отрабатывают верхний наклонный слой (НС) с твердеющей закладкой выработанного пространства . При этом по мере выемки верхнего НС в массиве твердеющей закладки формируют полости на контакте со вторым НС. На второй стадии осуществляют гидравлическую отбойку из сформированных полостей второго НС. 13 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 С 41/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4600550/03 (22) 02.11.88 (46) 15.01.92. Бюл. ¹ 2 (71) Институт горного дела им. А,А.Скочинского (72) В. В. P ы жко в (53) 622.275(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1390358, кл. Е 21 С 41/18, 1986. (54) СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МОЩНОГО

КРУТОГО УГОЛЬНОГО ПЛАСТА НАКЛОННЫМИ СЛОЯМИ

Изобретение относится к угольной промышленности и может быть использовано для разработки мощных крутых пластов наклонными слоями с выемкой угля при помощи гидромеханизации и заполнением выработанного пространства твердеющей и обычной закладкой.

Известен способ разработки мощных крутых угольных пластов с гидромеханизацией и твердеющей закладкой под охраняемыми обьектами.

Однако в данном способе требуется

100% применения твердеющей закладки.

Для того чтобы предотвратить обрушение кровли, необходимо часто устанавливать перемычки в подэтажном штреке и выжидать время для набора прочности боковой стенки, Известен также способ разработки полезного ископаемого гидромеханизацией полосами по падению (восстанию).

Однако в данном способе направленность проведения скважин в полосе по восстанию практически неосуществимо на. ЯЛ„„1705569 А1 (57) Изобретение относится к горной промсти. Цель изобретения — снижение затрат на проведение выработок при двухслоевой отработке пласта. На первой стадии отрабатывают верхний наклонный слой (НС) с твердеющей закладкой выработанного пространства. При этом по мере выемки верхнего НС в массиве твердеющей закладки формируют полости на контакте со вторым

НС. На второй стадии осуществляют гидравлическую отбойку из сформированных полостей второго НС. 13 ил. высоту этажа. Причина тому нарушенность пласта, различные физико-механические свойства пачек угля. Бурение таких скважин проводят гидромониторами типа АГС или буровыми станками. Поэтому дополнительно проводят промежуточные штреки.

Цель изобретения — уменьшение проведения выработок, интенсификация разработки, воэможность работы под охраняемыми обьектами.

Поставленная цель достигается тем, что выемку второго слоя производят под защитой искусственной кровли в полосах из полостей, сформированных на контакте между массивами твердеющей закладки и угля.

На фиг.1 показана технологическая схема выемки 1-го наклонного слоя у кровли пласта: на фиг,2 — сечение А — А на фиг,1: на фиг.3 — сечение Б — Б на фиг.1; на фиг.4— схема закрепления пневмобаллона в полосе перед подачей закладки; на фиг.5 — вид В на фиг.4; на фиг.б — схема расположения гидромонитора в полости; на фиг.7 — схема маневра комбайна в другое крыло выемочного

1705569 поля; на фиг.8 — схема перегона комбайна в другое крыло выемочного поля; на фиг.9— схема отбойки угля во втором наклонном слое, на фиг,10 — технологическая схема выемки 2-го наклонного слоя; на фиг.11 — сечение Г-Г на фиг. 10; ча фиг.12 — сечение Д вЂ” Д на фиг.10; на фиг.13 — сечение Š— Е на фиг,10.

Способ осуществляют следующим образом.

Выемочное поле длиной 1000 м вскрывают из полевых штреков центральным 1 и фланговыми 2 квершлангами на вентиляционном горизонте. а на откаточном горизонте — квершлангом 3. Квершланги 1 и 3 соединяют центральным скатом 4, по сторонам которого проводят углеспускные скваж ны 5.

От центрального ската 4 при помощи комбайна 6 (например, К-56МГ) проводят по пласту выработки, которые затем закладывают литой твердеющей закладкой с целью образования межэтажного целика 7. При этом выработкам придают уклон i = 0,05 для транспорта угля и закладки, Под межэтажным целиком 7 у висячего бока пласта проводят выработку 8, в котоt. t1 на угольный массив через определенtl ые расстояния устанавливают полуцилиtfäðичеcкой формы пневмобаллоsftf 9 Расстояние между пневмобаллонами

9 устанагливают исходя из критериев: npof1 1н1влния за счет общешахтной депресf1pt1 выемке 10-го наклонного слоя и в,» л и угля в камерах во 2-м налонном

Пневмобаллоны 9 крепят при помощи д л .вчнных или полимерных анкеров 10 к по1ве выработки 8 и в сторону угольного глассива. чтобы они не сдвинулись при пото:е литой твердеющей закладки. На анкера гпобуренные в висячий бок пласта навинчиt.ëþT удлинители 11, а затем подают литую твердеющую закладку с таким расчетом.

1тобы верхняя часть пневмобаллонов 9

-...-.тллась tte залита, а в образовавшейся выплг1отке 8 было достаточное сечение для пролодл людеи и оборудования.

Пневмобаллон 9 состоит из плоской гиг1кой грани 12, соединенной с жесткой обой1мой 13 и гибкой оболочкой 14, между к.",-,орыбили находятся резиновые камеры 15, продольный и полукруглой формы, Между обоймой 13 и гранью 12 имеется простран: во через которое возможен проход вентиляционной струи и людей. В нижней части

1невк1обаллона 9 имеется распределительt "..е устройство для подвода воздуха в реэи1..,ьte каплеры 15, а также льда. Цикл работ ,ествляется в нисходящем порядке по..л : набора нормативной прочности заклад5

55 ки. От центрального ската 4 производят выемку полосы 16 мощностью 3 м при помощи комбайна 6, а транспорт угля осуществляется по желобам и углеспускным скважинам 5, Вентиляционную струю направляют через ближайший к груди забой пневмобаллон 9 и полость 17, образованную между угольным и закладочным массивом. При вскрытии флангового ската 18 в нем устанавливают крепь, а комбайн 6 возвращают к центральному скату 4, где при помощи орта19производят его маневр с целью перегона в другое крыло поля.

Полосу 16 готовят к закладке, для этого в пневмобаллонах 9 снимают давление и опускают на почву полосы 16 с таким расчетом, чтобы верхняя часть пневмобаллонов 9 осталась в полостях 17. Пневмобаллоны 9 крепят с помощью деревянных или полимерных анкеров 10 к почве полосы 16 и создают в пневмобаллонах 9 давление сжатым воздухом. На анкера, KQTopbtM крепят висячий бок пласта, навинчивают удлинители 11.

Одновременно с перегоном комбайна 6 в другое крыло поля возводят перемычки у скатов 4 и 18, наращивают выпускные патрубки закладочных труб в полостях 17 с выводом их в полосу 16.

Затем производят подачу закладки tl полосу 16, в которой твердеющии массив п ри— шивается" анкерами и удлинителя",ли 1 f к висячему боку.

Для лучшего перегона комбаина 6 в другое крыло поля полосы 16 относительно крыльев поля смещают на половину высоты полосы 16. Поочередно работая в крыльях поля вынимают 1-ый наклонный слой у висячего бока пласта на всю высоту этажа.

По окончании выемки первого наклонного слоя, второй наклонный слой оконтурен фланговыми скатами 18. на вентиляционном горизонте — выработкой 8, а на откаточном горизонте — аккумулирующей выработкой 20, которой придан уK/lDI0,05. Кроме того, сформированы полости 17 на всю высоту этажа, которые имеют выходы на выработки 8 и 20.

В принципе такой порядок расположения полостей 17 на контакте искусственной кровли и угольного массива по всей высоте этажа позволит вынимать оставшуюся часть пласта различными способами: вибрационным, с помощью ПАВ и др. В течение всего периода отработки может происходить дегазация пласта, так как поверхность угля в полостях 17 открыта.

При выемке второго слоя предпочтен 1е дано гидромеханизации с целью соблюдения одного с Первым наклонным слоем вида

1705569 технологии выемки и доставки полезного ископаемого.

Выемку второго наклонного слоя мощностью 6-9 м производят в полосах при помощи гидромонитора. Причем для интенсификации выемки угля в камерах 22 устанавливают по два гидромонитора 21, которые отбивают уголь скрещиваемыми струями. Направление выемки как по восстанию, так и по падению. Транспорт угля из камер 22 свободным падением, затем по аккумулирующей выработки 20, квершлагу

2 по желобам до пульпосмесительной ямы.

Камеры 22 вынимают чередованием через раз (нечетные) и закладывают литой твердеющей закладкой. При этом ширину опорных целиков 23 из твердеющей закладки выбирают исходят из их устойчивости.

После набора прочности твердеющей закладкll в опорных целиKaх 23 производят выемки других (четных) камер 22, которые закладывают обычной закладкой, причем в нижней части этих камер делают пробку из твердеющей закладки. Ширину камер 22 под обы <ную закладку выбирают исходят из устойчивости подработанного пролета твердеющей закладки первого наклонного слоя "пришитого" к висячему боку пласта.

Таким образом, в предполагаемом изобретении существенным образом улучшается управление горным давлением путем создания комбинации устойчивой искусстPåнíОй Kð0вли и опорных целиков 23, что может дать основания для отработки запасов под охраняемыми сбьектами.

При мощности первого наклонного слоя

3 м, а второго наклонного слоя 9 м и ширине камер закладываемых твердеющей закладкои 5 м, а обычнои закладкой 10 м. Объемы твердеющеи закладки составляют 50/, по сравнению с известным.

Кроме того, эффект достигается за счет формирования полостей между твердеющим магсивом 1-го наклонного слоя и угольным массивом и использованием выработок, пройденным при отработке первого наклонного слоя.

Затраты работ при создании полости

Снятие давления в пневмобаллонах 10 мин; бурение и установка 1-ro деревянного анкера для крепления пневмобаллона

5 30 мин; опускание пневмобаллона из полости на почву полосы на высоту 3 м 1 ч; создание давления в пнемобаллоне 20 мин.

На приготовление 1 го пневмобаллона к приему закладки потребуется 2 ч работы, 10 на всю высоту этажа (33 полосы) для создания одной полости потребуется 66 ч или

11 чел/см.

Бурение скважин.

Направленное бурение скважин на вы15 соту 100 м практически неосуществимо, так как буровой инструмент "уводит". Причина— большая нарушенность пластов. различные физико-механические свойства пачек yrn 11.

Поэтому в этаже проводят 1 или 2 про20 мштрека. Принято проведение одного промштре:a длиной 1000 м.

Нормы выработки для бурения скважин забуривание скважин 6,5 шт.; бурение скважин,И500 мм 39,5 м; расширение скважин

25 Р 1000 мм 25 м; спуск и подьем инструмента машиной по скважине 94,5 м; транспорт сбоечно-бурового оборудования 2,4 маш ны.

Итого на бурение одной скважины на

30 высоту этажа потребуется 17 чел./см.

Формула изобретения

Способ разработки мощного крутого

35 угольного пласта наклонными слоями, включающий выемку угля на первои стадии с твердеющей закладкой, формирование полостей в массиве твердеющей закладки и гидравлическую отбойку угля на второи ста40 дии из указанных полостей, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения затрат на проведение выработок при двухслоевои отработке пласта, на первой стадии вынимают верхний наклонный слой, а полости форми45 руют по мере его отработки на контакте с вторым наклонным слоем, который вынимают на второй стадии.

,г, j

1705569

1705569

1705569

3Г

1705569

17 ф 17 18

Фиг 11

E-Е

Составитель B,Tû÷èíà

Техред М.Моргентал Корректор М,Максимишинец

Редактор А Долинич

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 181 Тираж Подписное

ВНИ IllVI Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5