Способ разработки мощных пологих, склонных к самовозгоранию пластов

 

Использование: разработка пластов двумя наклонными слоями. Сущность изобретения: вначале отрабатывают столбы верхнего подэтажа. По обрушенным породам кровли 13 проходят групповой вентиляционный штрек 12 и вентиляционный бремсберг 14. Расстояние от группового вентиляционного штрека до пласта принимают не менее шага обрушения пород основной кровли. Вентиляционный бремсберг соединяют с главным полевым вентиляционным штреком 2 сбойкой 15. Слоевые вентиляционные штреки проходят из группового вентиляционного штрека заходками определенной длины. Проходку начинают при определенном расстоянии от забоя. Из группового вентиляционного штрека ведут отсос скоплений метана в выработанном пространстве верхних частей лав и профилактические противопожарные мероприятия. 2 ил. со С /2 i fc ю ел со фиг 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

s Е 21 С 41/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4860243/03 (22) 11.05.90 (46) 30.06.92. Бюл. М 24 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела, Шахта им.50-летия Октябрьской революции и Производственное объединение "Карагандауголь" (72) В.M.Oâ÷èííèêîâ, П.П,Нефедов, С.К.Баймухаметов, Н.Н.Конденков, А.С.Ведяшкин, Е.Г.Давыдов и B.À.3ûêîâ (53) 622.271(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1289990, кл, Е 21 С 41/18, 1987.

Прогрессивные технологические схемы разработки пластов на угольных шахтах. Ч.

1, Технологические схемы. M.. с.165-169. (54) СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ ПОЛОГИХ, СКЛОННЫХ К САМОВОЗГОРАНИЮ ПЛАСТОВ

„„5U,, 1744253 А1 (57) Использование: разработка пластов двумя наклонными слоями. Сущность изобретения вначале отрабатывают столбы верхнего подэтажа. По обрушенным породам кровли 13 проходят групповой вентиляционный штрек 12 и вентиляционный бремсберг 14. Расстояние от группового вентиляционного штрека до пласта принимают не менее шага обрушения пород основной кровли. Вентиляционный бремсберг соединяют с главным полевым вентиляционным штреком 2 сбойкой 15. Слоевые вентиляционные штреки проходят из группового вентиляционного штрека заходками определенной длины. Проходку начи- а нают при определенном расстоянии от забоя. Из группового вентиляционного штрека ведут отсос скоплений метана в выработанном пространстве верхних частей лав и профилактические противопожарные мероприятия. 2 ил.

1744253

Изобретение относится к угольной промышленности и может быть использовано при разработке мощных пологих, склонных к самовозгоранию пластов двумя наклонными слоями.

Известен способ разработки мощных пологих пластов двумя наклонными слоями, включающий отработку слоев столбами, проведение в каждом столбе одинарной выработки верхнего слоя и парной выработки нижнего слоя, выемку слоев с опережением лавы нижнего слоя лавой верхнего слоя, с образованием эоны повышенных градиентов давления обрушенных пород и области предельного состояния угольного массива со стороны отработанных столбов и плоского дна мульды сдвижения.

Недостатком известного способа являются довольно высокие затраты на поддержание выработок вентиляционного горизонта.

Известен также способ разработки мощных пологих пластов двумя наклонными слоями, при котором каждый слой отрабатывают столбами, при этом в каждом столбе одинарную выработку верхнего слоя относительно одной из парных выработок нижнего слоя, расположенной на границе с отработанным столбом, и вторую парную выработку нижнего слоя относительно одинарной выработки верхнего слоя располагают на расстояниях не менее трехкратной ширины области предельного состояния угольного массива со стороны отработанных столбов соответственно в нижнем и верхнем слоях пласта, а лаву нижнего слоя располагают за границей зоны повышенных градиентов давления обрушенных пород в верхнем слое.

Недостатком известного способа является значительный разрыв во времени между отработками слоев на больших глубинах разработки, что приводит к существенным деформациям крепи выработок нижнего слоя и требует дополнительных затрат на их поддержание.

Известен также принятый за прототип способ разработки мощного пологого пласта двумя наклонными слоями, включающий выемку слоев столбами, проведение в каждом столбе одинарных вентиляционного и конвейерного штреков, выемку слоев с опережением лавы нижнего слоя лавой верхнего слоя на 25 — 35 м и погашение слоевых выработок вслед за лавой.

Недостатком известного способа являются необходимость поддержания выработок вентиляционного горизонта с начала подготовки до подхода очистного забоя, что обусловливает значительные затраты на их а /з /в д

Чз+Ч ч и где L — длина эаходки, м;

30 Яд — минимально допустимое сечение слоевого вентиляционного штрека по газовому фактору, м ;

S — сечение слоевого вентиляционного штрека при проходке, м;

35 V>-скорость подвигания очистного забоя, M/ìåñ.;

V — скорость проведения слоевых вентиляционных штреков, м/мес.; ч — средняя скорость сближения почвы

40 и кровли в слоевых вентиляционных штреках, мlмес.;

u — средняя скорость сближения блоков слоевых вентиляционных штреков, м/мес; при этом проходку слоевых вентиляцион45 ных штреков начинают на расстоянии! от соответствующих очистных забоев, определяемом из выражения! = L(1+ — )+а, Va

50 где а — длина примыкающего к лаве участка слоевого вентиляционного штрека с размещенным в нем оборудованием, 55 причем из группового вентиляционного штрека ведут отсос скоплений метана в выработанном пространстве верхних частей лав и профилактические противопожарные мероприятия. поддержание, местные скопления метана в верхней части лав, отсутствие доступа к выработанному пространству для выполнения профилактических противопожарных мер

5 при нагревании потерянных в выработанном пространстве запасов угля.

Целью изобретения является снижение затрат на поддержание выработок вентиляционного горизонта, повышение надежно10 сти вентиляции за счет исключения местных скоплений метана и обеспечение противопожарной безопасности.

Указанная цель достигается тем, что после отработки столбов верхнего подэтажа в

15 обрушенных породах кровли дополнительно проходят групповой вентиляционный штрек на расстоянии от пласта не менее шага обрушения основной кровли и вентиляционный бремсберг, который соединяют

20 с главным полевым вентиляционным штреком, а слоевые вентиляционные штреки проходят из группового вентиляционного штрека заходками, длину которых определяют из условия

1744253На фиг, 1 показана схема подготовки и . При скорости подвигания очистного зцсистема разработки мощного пологого : боя V и скорости подвигания вентиляционсклонного к самовозгораниюугольного пла- ных штреков Vs новую заходку необходимо ста двумя наклонными слоями: на фиг. 2 — начинать при расстоянии от соответствуюразрез A-А на фиг, 1. 5 щего очистного забоя до новой сбойки 16

Способ осуществляется следующим . или 17, равном образом. V33

Выемочное поле подготавливают поле- Чв выми транспортным 1 (фиг, 1) и вентиляционным 2 штреками; пластовыми 10 Установленные таким образом длина конвейернымЗивспомогательными4брем- заходки и расстояние от забоя, на котором сбергами. Пластовые выработки соединяют необходимо начинать новую заходку, обесс полевыми штреками при помощи проме- . печивают требуемое сечение вен иляционжуточных квершлагов 5. Выемочные столбы ных штреков вплоть до их погашения.

6 верхнего слоя подготавливают вентиляци- 15 По групповому вентиляционному штреонным. 7 и конвейерным 8 штреками, вые- ку 12 (фиг. 2) прокладывают газопровод 18, мочные столбы нижнего слоя 9 —. который соединяют с одной стороны с вакувентиляционным .10 и конвейерным 11 ум-насосной станцией 19 на поверхности, а штреками. При этом йроходку вентиляцион- с другой стороны — c перфорированным от- . ных штреков 7 и 10 выполняют заходками 20 резком трубы 20, оставляемым за перемычдлиной . из группового вентиляционного кой21впогашаемойсбойке17. Газопровод штрека 12, пройденного по обрушенным по- 18 выводят на поверхность через. скважину родам кровли 13 на всю длину выемочных 22. Отсос метана вакуум-насоснойстанцией столбов 6 и 9. Полевой групповой вентиля- .. 19 исключает местные его скопления в выционный штрек 12 располагают на расстоя- 25 работанном пространстве верхних частей нии от пласта не.менее шага обрушения лав 23 и 24. Благодаря поддержанию груп- . основной кровли, сбивают с полевым брем-. noeoro вентиляционного штрека 12 на всей сбергом 14, пройденным также по обрушен- . длине выемочного столба обеспечивается ным породам кровли, и соединяют с кратчайший доступ к выработанному прополевым вентиляционным штреком 2 сбой- 30 странству, что позволяет своевременно и кой 15. эффективно выполнять все профилактичеДлину заходок 4 между сбойками 16 ские работы. по предупреждению самовозверхнего слоя и сбойками 17 нижнего слоя горания угля. определяют из следующих соображений.. Пример. На шахте им. 50-летия ОкСечение вентиляционных штреков 7 и 10,. в .35 тябрьской революции ПО. "Карагандауголь" момент проходки равное S, к подходу лавы, выемочное поле по пласту 12 подготавливадолжно быть не менее минимально допусти-: ют полевым транспортным(см, фиг..1) и венмого по гаЗовому фактору (проветриванию) тиляционным 2 штреками, пластовыми сечения Зд. Уменьшение сечения с 3 до Зд, конвейерным 3 и вентиляционным 4 бремс-, обусловленное. сближением почвы с кров-. 40 бергами. Промежуточные квершлаги 5 соелей и боков штрека за счет проявлений гор- диняют пластовые выработки с полевыми ного давления. выражается в виде. S $д=.. штреками. По обрушенным породам кровли

=vt ut - Руо, где t — интервал времени от 13 ранее отработанного подэтажа проходят проходки штрека в сечении у сбойки 16 и 17 полевой групповой вентиляционный штрек . до подхода к нему лавы; Интервал времени 45. 12, который сбивают с полевым бремсбер t можно выразить также через длину заход- roM 14, пройденным также по обрушенным ки ., скорость подвигания вентиляционных . породам кровли 13 со стороны, противопо. штреков Чц и скорость подвигания очистно- . ложной пластовым бремсбергам 3 и 4. ПолегозабояЧзследующимобразом: вой бремсберг 14 соединяют с полевым

50. вентиляционным штреком 2 посредством

+ - сбойки 15.

V> V> . Выемочный столб верхнего слоя 6 подготавливают вентиляционным 7 и конвейерПодставляя это выражение для t в вы- ным 8 штреками, выемочные столбы шеприведенное после несложных преобра- 55 нижнего слоя 9- вентиляционным 10 и конзований получим вейерным 11 штреками. Проходку вентиляционных штреков 7 и 10 осуществляют

< Vs Vs S — S эаходками из полевого вентиляционного

V.+V штрека 12, что уменьшает время вредного

1 воздействия горного давления на крепь выработок. Групповой штрек 12 сечением 14,4 м проходят по обрушенным породам кровли 13 на расстоянии от кромки пласта, равном 35 м (шаг обрушения пород основной кровли 25 м). За весь срок эксплуатации штрек теряет в сечении не более 10 (по данным наблюдений), так как пройден в разгруженных от горного давления породах.

Длина заходок вентиляционных штреков 7 и 10 при Чз - 50 мlмес, V = 12,0 м, Я = 8,5м, Яд = 0,37 м/мес и u = 16 м/мес

2 (v, u.— по данным наблюдений) составляет

L « 264 м. При длине столба 1030 м длина заходок принимается равной 257 м (4 заходки на стол%

При V> = 110 мlмес, V-, = 50 мlмес и а =

=15 м каждую новую заходку начинают при расстоянии от очистного забоя, равном 1 =

=389 м, По групповому штреку 12, бремсбергу

14 и полевому вентиляционному штреку 2 прокладывают газопровод 18 диаметром

200 мм, который через скважину 22 (см. фиг. 2) выход на поверхность и подсоединяется к вакуум-насосной станции 19. Другой конец газопровода подсоединяют к перфорированному отрезку трубы 20, оставляемому в погашаемой сбойке 17. Отсос метана вакуум-насосной станцией исключает его скопление в выработанном пространстве верхних частей лав. В выработанном пространстве лав размещают температурные датчики, а при повышении температуры иэ группового штрека 12 выполняют профилактические противопожарные мероприятия (бурят скважины, подают по ним пульпу и пр.).

Преимуществом предлагаемого способа по сравнению с прототипом является снижение затрат на поддержание выработок вентиляционного горизонта, повышение надежности вентиляции эа счет исключения местных скоплений метана и обеспечение противопожарной безопасности при выемке склонных к самовозгоранию пластов угля, в результате чего повышается эффективность способа разработки мощного пологого, склонного к самовозгоранию пласта.

Формула изобретения

Способ разработки мощных пологих, склонных к самовозгоранию пластов двумя наклонными слоями, включающий проведение полевых и в каждом слое подзтажных пластовых вентиляционных и конвейерных штреков, отработку слоев столбами с опережением лавы нижнего слоя лавой верхнего слоя, полное обрушение. пород кровли в выработанном пространстве за очистным

5 забоем,отл ича ю щийся тем, что,с целью снижения затрат на поддержание выработок вентиляционного горизонта, повышения надежности вентиляции за счет исключения местных скоплений метана и

10 обеспечения противопожарной безопасности, после отработки столбов верхнего подэтажа в обрушенных породах кровли дополнительно проходят групповой вентиляционный штрек на расстоянии от пласта

15 не менее шага обрушения основной кровли и вентиляционный бремсберг, который соединяют с главным полевым вентиляционным штреком, а слоевые вентиляционные штреки проходят из группового вентиляци20 онного штрека заходками, длину которых определяют иэ условия

Чз VB S — Яд

Чз+Чв v u

25 где L — длина заходки, м;

Яд — минимально допустимое сечение слоевого вентиляционного штрека по газовому фактору, м;

30 3 — сечение слоевого вентиляционного штрека при проходке, м ;

V — скорость подвигания очистного забоя, м/мес.;

Va — скорость проведения слоевых вен35 тиляционных штреков, мlмес„ ч — средняя скорость сближения почвы и крсвли в слоеных вентиляционных штреках, м/мес„

u — средняя скорость сближения блоков

40 слоеных вентиляционных штреков, м!мес.; при этом проходку слоевых вентиляционных штреков начинают на расстоянии 1 от соответствующих очистных забоев, определяемом иэ выражения

1 = Ц1+ — )+а, Чз

Vs где а — длина примыкающего к лаве участка

50 слоевого вентиляционного штрека с размещенным в нем оборудованием, причем из группового вентиляционного штрека ведут отсос скоплений метана в выработанном пространстве верхних частей

55 лав и профилактические противопожарные мероприятия.,1744253

Составитель А. Ведяшкин

Редактор М. Циткина Техред M.Ìoðråíòàë Корректор В. Гирняк

Заказ 2176 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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