Способ строительства шахты
Использование: горное дело, для снижения сроков строительства и затрат на него за счет повышения устойчивости подготовительных выработок. Сущность изобретения: проводят спаренные вертикальные выработки . От них отрабатывают лавы по пласту с сохранением за ними подготовительных выработок. В выработанное пространство лав закладывают извлекаемую при проведении породу. Длину лав определяют по представленной формуле в зависимости от мощности пласта, коэффициентов разрыхления пород и плотности закладки породьгв выработанное пространство, количества и геометрических размеров выработок. После сбойки между собой пар вертикальных выработок подготовительные выработки используют как капитальные. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я >s Е 21 С 41/18
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
2 (21) 4793648/03 (22) 19.02,90 (46) 15.01.93. Бюл, N 2 (71) Донецкий политехнический институт (72) М.И. Большинский, Б.А. Лысиков и Ю,А. Пшеничный (73) М.И. Большинский, Б,А. Лысиков и Ю.А. Пшеничный (56) Авторское свидетельство СССР
И 1666719, кл. Е 21 С 41/".8, 1989. (54) СПОСОБ С. РОИТЕЛЬСТВА ШАХТЫ (57) Использование; горноедело, для снижения сроков строительства и затрат на него за счет повышения устойчивости подготовиИзобретение относится к горному делу и может быть использовано при строительстве шахт с пологим залеганием угольных пластов.
Известен способ строительства шахт, включающий сооружение спаренных вертикальных, капитальчblx и подготовительных горизонтальных и наклонных выработок, подготовку лав.
Основными недостатками известного способа являются необходимость выполнения большого объема проведения капитальных и подготовительных выработок до сбойки между собой всех стволов шахт, т. е. от момента закладки шахты до начала добычи угля, и большой срок строительства.
Средняя продолжи ельность строительства шахт в Донбассе д нным способом составила 12 лет, при нормативных сроках 6,3 года, что подтверждает неэффективность известного способа строигельства шахт. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предполагаемому изо» .. Ж,, 1789021 А3 тельных выработок, Сущность изобретения: проводят спаренные вертикальные выработки, От них отрабатывают лавы по пласту с сохранением за ними подготовительных выработок, В выработанное пространство лав закладывают извлекаемую при проведении породу. Длину лав определяют по представленной формуле в зависимости от мощности пласта, коэффициентов разрыхления пород и плотности закладки породы в выработанное пространство, количества и геометрических размеров выработок. После сбойки между собой пар вертикальных выработок подготовительные выработки используют как капитальные. 2 ил. бретению, принятым в качестве прототипа, С: является способ вскрытия и подготовки пологого угольного пласта, включающим дополнительную проходку на каждом фланге вспомогательного ствола, после чего раз- Ъ грузочные лавы отрабатывают в период 4 строительства шахть от центральных и 00 фланговых стволов с проведением магист- Q ральных выработок, а отбитую породу раз- О мещают в выработанном пространстве разгрузочных лав, 1
Недостатком известного способа является большой срок строительства шахты и,с большие затраты, так как способ предусматривает проходку дополнительных фланго- 64 вых стволов, что приводит к увеличению материальных затрат.
Недостатком также является то, что при проходке капитальных наклонных и горизонтальных выработок под защитой разгрузочных лав, по технол )гии, предлагаемой в прототипе, общий объем проведения выработок увеличивается почти в два раза, так
1789021 как кроме капитальных выработок необходимо еще проводить специально выработки для отработки разгрузочных лав, Целью изобретения является снижение сроков строительства шахт и затрат за счет повышения устойчивости подготовительн ых вы работок.
Поставленная цель достигается тем, что вместо фланговых стволов бурят спаренные скважины, а вместо проведения капитальных наклонных и горизонтальных выработок на месте их расположения по проекту по падению, восстанию и простиранию отрабатывают короткие лавы, подготовительные выработки которых используются после отработки лав и сбойку между собой фланговых скважин и главных стволов, в качестве капитальных при эксплуатации построенной шахты, а извлекаемую породу закладывают в выработанное пространство лав, длину каждой из которых определяют по формуле и — 1 Яобщ Я г
L> nB+ — — ,м
m Кп где и — количество подготовительных выработок в выработанном пространстве лавы;
 — ширина подготовительной выработки, м;
Яогщ. — площадь поперечного сечения подготовительной выработки, M
Я„г — площадь поперечного сечения угольного пласта в контуре выработки, м;
Kp — коэффициент рыхления породы;
m — мощность угольного пласта, м;
К вЂ” коэффициент плотности закладки породы в выработанное пространство, а подготовительные выработки используются, как капитальные.
На фиг, 1 представлена схема горных выработок при пологом залегании угольного пласта; на фиг, 2 — сечение А — А на фиг, 1.
На основном горизонте 1 шахтного поля 2 расположены главный 3 и вспомогательный 4 стволы, на флангах 5 расположены спаренные вертикальные горные выработки 6, которые соединены между собой на отметке основного 1 и вентиляционного 7 горизонтов шахты. В месте расположения спаренных вертикальных выработок 6 (в том числе главного 3 и вспомогательного 4 стволов) имеются околоствольные дворы 8. На участках, на которых в прототипе предполагалось проведение капитальных горизонтальных 9 и наклонных
10 выработок расположены лавы по падению 11, восстанию 12, а лавы по простиранию 13 только на основном горизонте 7. За лавами 11, 12, 13 в выработанном пространстве 14 расположены подготовительные вы5
55 работки 15 (фиг, 2), которые впоследствии используют в качестве капитальных. Породу
16 от подрывки почвы или кровли угольного пласта 17 при проведении выработок 15 размещают в выработанное пространство (раскоски) 14.
П ри строительстве ш ахты и редусмотрен следующий порядок выполнения производственных процессов.
На главной площадке шахтного поля 2 механическим или буровзрывным способами проходят главный 3 и вспомогательный
4 стволы. На флангах 5 буровзрывным или механическим способами сооружают спаренные вертикальные горные выработки 6, которые известным способом ниже уровня основного 1 или вентиляционного 7 горизонтов сбивают между собой, B районе спаренных вертикальных выработок 6 (в том числе главного 3 и вспомогательного 4 стволов) в зависимости от горно-геологических условий буровзрывным или механическим способом сооружают околоствольные дворы 8, предусмотренные проектом строительства шахты. На участке проведения капитальных горизонтальных 9 и наклонных
10 выработо к, предусмотренных в прототипе для соединения между собой спаренных вертикальных выработок (в том числе главного 3 и вспомогательного 4 стволов), нарезными комплексами, например, КН или
КН78, нарезают лавы по падению 11, восстанию 12, а по простиранию 13 только на основном горизонте 1, 3а лавами 11, 12, 13 в выработанном пространстве 14 буровзрывным или комбайновым способами проводят подготовительные выработки 15
Породу 16 от подрывки почвы или кровли угольного пласта 17 при проведении выработок 15 комплексом широкого хода
КШХ-1, "Титат-1" или скреперной лебедкой
6С-4П закладывают в выработанное пространство (раскоску) 14, расположенное между выработками 15, которые проводят с площадью поперечного сечения, предусмотренным для капитальных выработок. В данном случае сечение выработок 15 в свету
Ямщ, =- 12,5 м и ширина каждой выработки г
В =4,5 м.
Лавы 11, 12, 13 отрабатывают по сплошной системе разработки и минимальную длину каждой лавы (L) определяют из условия возможности размещения взорванной породы кровли 16 угольного пласта 17 выработок 15 в выработанное пространство 14, расположенное между выработками 15, Проветривание лав 11, 12, 13 производится за счет общешахтной депрессии с помощью выработок 15, примыкающих к лавам 11, 12, 13, выработок околоствольных
1789021
L>3 4,5
1,0.06
1> nB+
55 дворов 8 и спаренных вертикальных выработок 6, в том числе главного 3 и вспомогательного 4 стволов. Спаренность перечисленных выработок позволяет по одной из них подавать свежий воздух, по другой возвращать отработанную.
Длина каждой из лав 11, 12, 13 определяется по формуле. Il-1> S,,— S, к
m Kn где n — количество подготовительных выработок в выработанном пространстве лавы, принимаем и =3 .
 — ширина подготовительной выработки, м, принимает В = 4,5 м;
Яобщ. — площадь поперечного сечения подготовительной выработки, м, принимаем Я бщ. = 12,5 м; г, Syr, — площадь поперечного сечения угольного пласта в контуре выработки, м, принимаем Яуг. = 4,5 м;
2, Kp — коэффициент разрыхления пород, принимаем Kp = 1,8;
m — мощность угольного пласта, м, принимаем m = 1,0 м;
Кп — коэффициент плотности закладки породы в выработанное пространство; при механизированных способах К, = 0,6 — 0,7; принимает Кл = 0,6, Исходя из числовых значений перечисленных параметров определяют оптимальную длину лав для закладки в выработанное ее пространство породы, получаемой при проведении подготовительных выработок, используемых как капитальные.
=61,5 м
Определенная длина лав 61,5, позволяет при ширине каждой их трех подготовительных выработок 4,5 м обеспечить расстояние 24,2 м между указанными выработками, что больше зоны влияния (20 — 23 м) одной выработки на другую.
При расчетной длине лав 61,5 м и общем количестве — 10 лав, общая длина очистной линии забоя (L) составит 615 м. При мощности угольного пласта m = 1 м, суточном по- двигании забоя Ь = 2 м и объемной массе угля у= 1,8 т/м суточная добыча угля Асут з составит:
Accyt= 1 m Ь )б
=615 1,0. 2,0 1,8=2134т.
Предлагаемый способ строительства шахты в соответствии с приведенным при5
35 мером дает возможность после проходки главного 3, вспомогательного 4 и спаренных стволов 6, сооружения выработок околоствольного двора 8 и нарезки лав 11, 12, 13 приступить к добыче угля в десяти лавах с суммарной суточной производительностью
2134 т. Добычу угля производят задолго до сбойки между собой спаренных вертикальных выработок 3, 4 и 6 капитальными горизонтальными и наклонными выработками
15. При наличии свиты пологих пластов аналогичные работы производят по каждому пласту, Таким образом, предложенный способ строительства шахты позволяет сократить срок строительства от момента закладки до начала добычи угля в 1,5 — 2 раза, т, е. с 12 до
7 лет, и объем капитальных затрат на 15—
200/О, Формула изобретения
Способ строительства шахты, включающий проведение спаренных вертикальных выработок, подготовку и отработку от них лав по угольному пласту с проведением и сохранением за лавами в выработанном пространстве подготовительных выработок на основном и вентиляционном горизонте по падению, восстанию и простиранию, сбойки между собой спаренных вертикальных выработок отработкой лав и извлечение породы и угля при проведении подготовительных выработок, отличающийся тем, что, с целью снижения сроков строительства и затрат на него за счет повышения устойчивости подготовительных выработок. извлекаемую породу закладывают в выработанное пространство лав, длину L каждой из которых определяют по формуле
m Kn где n — количество подготовительных выработок в выработанном пространстве лавы;
 — ширина подготовительной выработки, м;
Ямщ, — площадь поперечного сечения подготовительной выработки, м;
Syr, — площадь поперечного сечения угольного пласта в контуре выработки, м;
Кр — коэффициент разрыхления пород;
m — мощность угольного пласта, м;
Кл — коэффициент плотности закладки породы в выработанное пространство, а подготовительные выработки используют как капитальные.
1789021
l
50
Редактор
Заказ 85 . Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
П роизводств-.н но-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101
1 1
1 1!! 1
l l l
11 l1 /г
i
Составитель Б,Лысиков
Техред М.Моргентал Корректор Н,Король
