Способ подготовки угольных пластов

 

Изобретение относится 'к горному делу и позволяет повысить устойчивость магистральных выработок (МВ) при отработке свить» сближенных пластов преимущественно в слабых неустойчивых породах. По верхнему пласту : (П) 1 отрабатывают разгрузочную лаву . (РЛ) 3. Затем на нижнем П 2 отрабатывают две РЛ 4. При этом их располагают по обе стороны относительно РЛ верхнего П. МеждУ РЛ нижнего П формируют целик УГЛЯ. Ширину целика принимают равной длине РЛ верхнего П, уменьшенной на две ширины MB. После отработки РЛ верхнего и нижнего П вприс.ечку к выемочным выработкам 7 со стороны выработанного пространства проводят MB 8. 1 ил.г' (/)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК це ni> (g1)5 Е 21 С 41/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

8 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯ

ПРИ ГКНТ СССР

Н ASTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4817266/03 (22) 23.04.90 (46) 07.02.92. Бюл. Г 5 ! (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт, горной геомеханики и маркшейдерского дела и Павлоградское производственное .объединение по добыче угля "Павлоградуголь" (72) В.Н.Рева, Л.К.Нейман, О.И.Иельников, В.Я.Кириченко, IO.È.Õàëèèåíäèê, А.В.Имиголь, В.П.Иль, Г.Ф.Лосев и В.С.Иартюшев (53) 622.271(088.8) (56) Иаксимов А.П. Горное давление и крепь выработок. - И.: Недра, 1973., с. 124.

Краткий справочник горного инже -нера. " И.: Недра, 1971, с. 120. (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ УГОЛЬНЫХ ASIA.CTOB

2 (57) Изобретение относится к горному делу и позволяет повысить устойчивость магистральных выработок (MB) при отработке свиты сближенных пластов преимущественно в слабых неустойчивых породах. По верхнему пласту (П) 1 отрабатывают разгрузочную лаву . (РЛ) 3. Затем на нижнем П 2 отрабаты" вают две Pll.4. При этом их располагают по обе стороны относительно PJl верхнего П. Иежду РЛ нижнего П формируют целик Угля. Ыирину целика принимают равной длине РЛ верхнего П, 4 уменьшенной на две ширины ИВ. После отработки РЛ верхнего и нижнего П вприсечку к выемочным выработкам 7 со стороны выработанного пространства проводят ИВ 8. I ил.

Изобретение относится к угольной промышленности и может бь ть использовано при подготовке к выемке и отработке сближенных пластов угля преимуще5 ственно в слабых неустойчивых породах.

Одним из Основных факторов Вли» яющих на техническую и экономическую эффективность добычи угля, является возможность поддержания горных выработок в эксплуатационном состоянии.

Известно, что в сложных горно-геологических условиях, т.е. на больших глубинах разработки и при наличии слабых неустойчивых пород, проблема поддержания выработок в эксплуатационном состоянии является наиболее сложной. В этих условиях поддержание выработок только с помощью различных видов крепи и усиление пара- рр метров этой крепи (повышение несущей способности и податливости) в большинстве случаев не достигает цели, поэтому выработки необходимо ремонтировать, затрачивая на это значи- 25 тельные силы и средства.

Известно, что в указанных условиях хорошо оправдали себя средства и способы подготовки и разработки угольных пластов, в т.ч. и сближенных, у} основанные на разгрузке массива пород от повышенного горного давления, и расположение выработок в разгруженных зонах.

В известных способах рассмотрены . вопросы расположения полевых вырабо" ток под выработанным пространством предварительно или впоследствии отрабатываемых лав и обосновываются расстояния, на которые следует относить ô), расположение полевых выработок от гра- ницы целиков в сторону выработанного пространства.

Недостаткрм известных способов подготовки и разработки пластов уг- 45 ля является то, что, во-первых, здесь рассматриваются вопросы охраны полевых выработок, которые можно располагать на любых рекомендуемых расстояниях от разрабатываемого пласта. В то 5р же время при разработке свиты пластов расстояние между пластами заранее заданы условиями их взаиморасположения. Во"вторых, расположение полевых выработок обусловлено только расстоя- 5 нием от выработки до надрабатывающего пласта, вне зависимости от геологических условий разработки. В-третьих, данные реш ния предлагаются для выработок, проводимых и поддерживаемых в относительно прочных породах.

Согласно известному способу при интенсивно пучащих вмещающих породах ... магистральные штреки необходимо проводить полевыми в почве пласта на расстоянии 7-15 м от пласта и разгружать их от горного давления ..., например, отработкой над ними лавы.

Недостатком указанного способа является то, что здесь дано фиксирован-. ное расстояние от магистральных выработок до пласта угля, по которому необходимо проводить разгрузочные очистные выработки, т.е. магистральные выработки рекомендуется проводить полевыми. Однако это положение целесообразно при наличии в породах междупластья сравнительно прочного слоя, по которому проводится выработка. В слабых породах., прочность которых соизмерима или меньше прочности угля, проведение выработок полевыми в слабых породах не имеет смысла.

Целью изобретения является повышение устойчивости магистральных выработок при отработке свиты сближенных пластов преимущественно в слабых неустойчивых породах.

Цель достигается тем, что первоначально отрабатывают разгрузочную лаву на верхнем пласте, а затем две разгрузочнйе лавы на нижнем .пласте, при этом лавы на нижнем пласте располагают по бокам (в плане) относительно лавы верхнего пласта и между ними оставляют целик, ширину которого принимают равной длине лавы верхнего пласта, уменьшенной на удвоенную ширину магистральной .выработки, смежные выемочные выработки лав нижнего пласта располагают под выемочными выработками лавы верхнего пласта, а магистральные выработки по нижнему пласту проводят вслед за подвиганием лав под кромкой выработанного пространства лавы верхнего пласта и вприсечку к выемочным выработкам смежных лав нижнего пласта со стороны их выработанного пространства.

Предлагаемый способ характеризуется следующими новыми признаками: первоначальная отработка трех разгрузоч-. ных лав: сначала одной по верхнему пласту, а затем двух лав на нижнем пласте; расположение разгрузочных лав в нижнем пласте по бокам (B плане) относительно лавы верхнего пласта и оставление между лавами нижнего пласта целика, ширина которого равна длине лавы верхнего пласта, уменьшеннои на удвоенную ширину магистралью

5 ной выработки; расположение взаимно близлежащих выемочных выработок лав нижнего пласта под выемочными выработками лавы верхнего пласта; проведение магистральных выработок вслед за подвиганием лав нижнего пласта под кромкой выработанного пространства лавы верхнего пласта и вприсечку к выемочным выработкам лав нижнего пласта со стороны. выработанного пространства.

На чертеже изображена схема подготовки угольных пластов по предлагаемому способу.

На схеме приняты связующие обозначения: верхний 1, нижний пласты 2, разгрузочная лава 3 верхнего пласта, разгрузочные лавы 4 нижнего пласта, целик 5 между разгрузочными лавами 25 нижнего пласта, выемочные выработки

6 (сборный и бортовой штреки или от-. каточный и вентиляционный .штреки) разгрузочной лавы верхнего пласта, взаимно близлежащие выемочные. выра- ЗО ботки 7 разгрузочных лав нижнего пласта, магистральные выработки 8 (например, откаточный и конвейерный магистральные штреки).

Способ осуществляется следующим образом.

При отработке свиты сближенных

1 гольных пластов, состоящей из верхнего 1 и нижнего Е пластов.первоначально отрабатывают разгрузочную ла- 40 ву 3 по верхнему пласту. 1. Затем вслед за лавой 3 или после полной ее отработки одновременно или последовательно отрабатывают две разгрузочные лавы 4 по нижнему пласту 2. При 45 этом лавы 4 располагают таким обра" зом, чтобы они оказались по бокам (в плане) лавы 3 верхнего пласта 1.. Между лавами 4 оставляют целик 5, ширину которого принимают равной длине лавы 3, уменьшенной на две ширины магистральных выработок 8, для дальнейшего расположения магистральных выработок 9 под кромкой выработанного пространства лавы 3.

Подготовку разгрузочных лав 3 и 4

55 к выемке угля осуществляют выемочйыми выработками 6 и 7, при этом выемочные выработки 7 располагают под выемочными выработками 6 или вблизи их проекции на пласт 2 (не более ширины выработок 6 в сторону выработанного про" странства)., После отработки разгрузочных лав 3 и 4 или их отхода от разрезной печи на расстояние, достаточное для затухания или стабилизации смещений пород позади очистных забо" ев, начинают проведение магистральных выработок 8 вприсечку к погашаемым за очистными забэями лав 4 выемочным, выработкам 7, при этом присечку осуществляют со стороны выработанного пространства лав 4. В этом случае ма" гистральные выработки 8 окажутся под кромкой выработанного пространства (или, что то же самое, под кромкой массива угля) разгрузочной лавы 3 верхнего пласта.

Механизм, обеспечивающий пьвышение устойчивости магистральных выработок.при отработке свиты из двух угольных пластов, следующий: установлено, что в условиях отработки плас" тов угля со слабыми неустойчивыми вмещающими породами наиболее рациональным способом охраны выработок является их расположение в разгрунанных зонах, которые образуются под выработанным пространством и на границе с ним. При этом отмечено, что в слабых, легко слеживающихся породах, наибольший эффект разгрузки наблюдается на границе выработанного пространства у кромки .и под кромкой массиsa угля. Это объясняется зависанием. угля на кромке массива, что препятст" вует обрушенным породам в этом месте слеживаться, и образованием здесь пустот, играющих роль компенсационных полостей.

Таким образом, проведение выработок вприсечку к выработанному пространству или под,кромкой выработанного пространства приводит к уменьшению смещений пород в .этих выработках..

Установлена относительная зависимость, характеризующая условия поддержания выработок в различных. зонах. Если в выработках, пройденных и поддерживаемых.в условиях нетронутого очистными работами массива пород, принять смещения пород за единицу, то в выработках проводимых по этому же-плас- . ту вприсечку к выработанному пространству смещения пород уменьшаются в 1,5-2 раза, а в выработках проводи" мых и поддерживаемых под кромкой вы1710752

Редактор Г. Гербер Техред И. Иоргентал корректор И. Самборс кая

Заказ 320 Тираж Подписное

ВНИЯПЯ Государственного комитета ло изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. ° д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина, 101 работанного пространства в условиях слабых пород смещения уменьшаются в 3-4 раза при мощности пород междупластья 5-20 м.

Применительно к предлагаемому способу это означает следующее: магистральные выработки 8 проводят вприсечку к выработанному пространству лав 4 и выемочным выработкам 7. В этом случае смещения пород в магист.ральных выработках 8 составят 0,7 от фактических смещений пород, наблюдаемых в выработках, поддерживаемых в нетронутом массиве или охраняемых целиками угля больших размеров (исключающих влияние на выработки очистных работ). Одновременно магистральные выработки 8 располагают под кром" кой выработанного пространства вышележащей лавы 3, что дополнительно уменьшает смещения пород в выработ.ках до 0,23. Осуществление присечки магистральных выработок 8 к выемочным выработкам 7 еще более уменьшает сме- 25 щения пород в выработках 8, так как известно, что проведение выработок по обрушенным породам уменьшает смещения пород в них в 1,5"2 раза. Тогда общие смещения пород в магистральных выработках 8 при принятой схеме их расположения окончательно составит

0,13 от Фактических смещений пород в выработках, поддерживаемых в нетронутом массиве. Этим достигается цельповыш ние устойчивости магистральных выработок при отработке свит пластов в слабых неустойчивых породах.

П .р и и е р. На шахте им. Героев космоса ПО нПавлоградугольн по плас- 40 ту С отработана разгрузочная лава, а по нижележащему пласту С,д отрабатывают две разгрузочные лавы. Иощ.". ность междупластья 18-20 м. Магистральные откаточный и конвейерный штре-45 ки проводят по нижнему пласту вприсечку к сборному и бортовому штрекам . нижележащих лав, под вышерасположенными выемочными выработками. При таких условиях состояние магистральных выработок соответствует эксплуатациI онному, в то время„.как до применения данного способа магистральные выработки, .охраняемые целиками угля, были. полностью деформированы и погашены.

Преимущество предлагаемого способа по сравнению с известным заключается в следующем: быстрый ввод в эксплуатацию добычного комплекса из трех лав, что позволяет организовать добычу угля на запланированном уровне; возможность поддержания в эксплуатационном состоянии выработок с большим сроком службы в условиях слабых неустойчивых пород, что обеспечивает стабильную работу шахты; значительное снижение смещений пород (по расчету почти в восемь раз) в магистральных выработках, что уменьшает затраты на их крепление и поддержание.

Ф о р м у л а изобретения

Способ подготовки угольных пластов, включающий. отработку разгрузочных лав и проведение в зоне разгрузки выемочных и магистральных выработок, о.т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения устойчивости магистральных выработок при отработке свиты сближенных пластов преимущественно в слабых неустойчивых породах, перво"» начально отрабатывают разгрузочную лаву на верхнем пласте, затем по обе стороны относительно разгрузочной лавы верхнего пласта отрабатывают две разгрузочные лавы на нижнем пласте и формируют между ними целик. угля шириной, равной длине разгрузочной лавы верхнего пласта, уменьшенной на удвоенную-ширину магистральной выработки, причем выемочные выработки разгрузочных лав нижнего пласта располагают лод выемочными вйработками разгрузочной лавы верхнего пласта, а магистральные выработки по нижнему пласту проводят вприсечку к выемочным выработкам разгрузочных лав нижнего пласта со стороны выработанного пространства вслед за их подвиганием под кромкой выработанного пространства.