Способ подготовки и отработки выемочных участков пластовых месторождений полезных ископаемых

 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к подготовке и отработке выемочных участков на угольных месторождениях. Сущность изобретения: от основных транспортной и вентиляционной выработок проводят по пласту две (спаренные) или три, четыре бортовые выемочные выработки по одну или обе стороны от основных выработок. От бортовых выемочных выработок проводят фланговые вентиляционные выработки и монтажные камеры на длину, несколько большую длины будущей лавы. Фланговые вентиляционные выработки и монтажные камеры соединяют между собой сбойками на расстоянии, равном длине будущей лавы. Одновременно с выемкой полезного ископаемого проводят выемочную вентиляционную выработку, фланговую вентиляционную выработку и монтажную камеру для следующего столба, при этом получаемую в них породу размещают в освобождающуюся полость предыдущей монтажной камеры и околоштрековую бутовую полосу. Проведение выемочной вентиляционной выработки до основной выработки продолжается и заканчивается или в период демонтажа очистного оборудования в лаве, или в период его монтажа в монтажной камере следующего выемочного столба. 1 з.п. ф-лы. 4 ил.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к подготовке и отработке выемочных участков угольных месторождений.

Известны способы и системы разработки угольных пластов и других пластовых месторождений длинными столбами ( Бурчаков А.С. Жежелевский Ю.А. и Ярунин С. А. Технология и механизация подземной разработки пластовых месторождений. М. Недра, 1989, с. 187-194).

Основными недостатками способа подготовки и отработки пластовых месторождений длинными столбами являются: большой объем подготовительных работ до начала выемки каждого столба; большие затраты на проведение и поддержание выемочных выработок; удлинение сроков ввода очистного забоя (лавы) в эксплуатацию.

С целью некоторого сокращения объема работ и затрат на проведение выемочных выработок применяют комбинированный способ, сущность которого заключается в том, что нечетные столбы (ярусы, этажи) отрабатывают в прямом порядке сплошной системой, а четные, оказывающиеся оконтуренными, сохраненными за лавой выработками, столбовой (см. вышеуказанную книгу, с. 204-205).

Недостатками такого способа являются следующие: на столбах первой очереди (нечетных) необходимо выполнять проходческие работы в выемочной выработке впереди лавы, усложняя и сдерживая тем самым очистные работы; интенсивное воздействие горного давления на штреки и сопряжения их с очистными забоями; высокая трудоемкость поддержания подготовительных (выемочных) выработок (см. вышеуказанную книгу, с. 204-205, а также Бурчаков А.С. Грынько К.Н. Ковальчук А. Б. Технология подземной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых. М. Недра, 1978, с. 103-107).

Известен комбинированный способ подготовки и отработки пласта одинарными лавами (прототип), при котором по пласту угля проводят на расстоянии друг от друга, равном длине будущих выемочных столбов, два штрека, один из которых является главным откаточным, а второй главным вентиляционным штреком (Попов В. Л. Ковальчук А.В. Технология разработки выемочных полей без предварительного проведения подготовительных выработок Уголь, 1978, N 8, с. 42-46, рис. 1).

Главный откаточный и главный вентиляционный штреки соединяют между собой выемочной выработкой, затем из нее, оставляя охранный целик у главного вентиляционного штрека, нарезают монтажную камеру. В монтажной камере размещают очистное оборудование. Очистную выемку ведут в направлении к главному откаточному штреку с одновременным проведением выемочной вентиляционной выработки, забой которой может несколько опережать забой лавы или быть на одной линии с ней. Выемочная вентиляционная выработка, соединяющая лаву с главным вентиляционным штреком, сохраняется для повторного использования и при отработке следующего выемочного столба (полосы) служит как транспортная (конвейерная) выемочная выработка.

Недостатками прототипа являются следующие: необходимость проведения главных штреков на значительном расстоянии друг от друга, что затрудняет или полностью исключает применение этого способа в действующих шахтах, где уже произведена горными выработками раскройка шахтных полей; при проведении выработок смешанным забоем (по углю и по породе) на пластах мощностью 0,7-2,0 м породу необходимо выдавать из шахты на поверхность.

Целью изобретения является сокращение объема горно подготовительных работ и размещение породы на выемочном участке.

На фиг. 1 дана схема подготовки к отработке первого столба; на фиг. 2 - схема отработки первого столба и подготовки второго столба; на фиг. 3 схема отработки второго столба и подготовки третьего столба; на фиг. 4 схема подготовки и отработки нескольких столбов на одном выемочном поле.

Цель достигается следующим образом. От основных, транспортной 1 и вентиляционной 2, выработок (штреков, бремсбергов, уклонов) по обе или одну сторону от них проводят по пласту две (спаренные) бортовые выемочные выработки 3 и 4 до границы предназначенных к выемке запасов полезного ископаемого на выемочном участке. Бортовая выемочная выработка 3 предназначена к эксплуатации до полной отработки запасов полезного ископаемого на выемочном поле, по ней могут доставляться оборудование и материалы в монтажную камеру, в подготовительные забои и лаву. Бортовая выемочная выработка 4 будет использоваться только при отработке первого столба (полосы) лавой.

Под углом к бортовым выемочным выработкам 3 и 4 проводят (из этих выработок) на длину, несколько большую длины будущей лавы, спаренные фланговую вентиляционную выработку 5 и монтажную камеру 6, которые соединяют между собой сбойкой 7 на расстоянии, равном длине будущей лавы 8. В монтажной камере 6 устанавливают очистное оборудование и из нее начинают выемку полезного ископаемого лавой 8.

По мере отхода лавы на некоторое расстояние от монтажной камеры 6 одновременно с выемкой полезного ископаемого начинают против сбойки 7 проведение выемочной вентиляционной выработки 9 за лавой 8, одновременно с указанными работами продолжают проведение фланговой вентиляционной выработки 5 и новой монтажной камеры 6 для следующей лавы. При этом получаемую в них от подрывки почвы и кровли породу размещают в постепенно освобождающуюся полость предыдущей монтажной камеры 6 по мере выхода из нее лавы 8 с очистным оборудованием, а затем и в бутовую полосу 10, возводимую около выемочной вентиляционной выработки 9 вслед за лавой 8.

Породу, получаемую от подрывки почвы и кровли при проведении выемочной вентиляционной выработки 9, также размещают в околоштрековую бутовую полосу 10.

По мере подвигания лавы 8 бортовая выемочная выработка 4 погашается за лавой 8, а выемочная вентиляционная выработка 9 сохраняется для повторного использования и при отработке следующего столба лавой служит для нее в качестве конвейерной выемочной выработки.

Демонтаж очистного оборудования в лаве 8 начинается после того, как она подойдет к охранному целику основного штрека 1.

Проведение выемочной вентиляционной выработки 9 до основной выработки 1 продолжается и заканчивается или в период демонтажа очистного оборудования в лазе 8, или в период его монтажа в монтажной камере 6 следующего подготовленного к выемке столба.

При этом получаемую от подрывки почвы и кровли при проведении выемочной вентиляционной выработки 9 породу размещают в околоштрековую бутовую полосу 10 или в выработанное пространство за демонтируемой лавой.

Таким образом, для подготовки каждого последующего за первым выемочного столба требуется провести фланговую вентиляционную выработку 5 и монтажную камеру 6 всего лишь на длину, соответствующую длину будущей лавы и пройти сбойку 7. При этом вся получаемая при проведении этих выработок порода размещается в выработанном пространстве за лавой 8. Такого значительного сокращения объема горно подготовительных работ и размещения всей породы, получаемой при проведении выемочных выработок, на выемочном участке не обеспечивает ни один из известных в горнодобывающей промышленности способов ведения горных работ.

С целью обеспечения ввода в эксплуатацию нескольких лав и увеличения добычи на одном выемочном поле проводят от основных выработок 1 и 2 (с одной или с обеих сторон) по одной бортовой выемочной выработке 3 и по две бортовые выемочные выработки 4 или по две пары смежных бортовых выемочных выработок 3 и 4, из которых по обе стороны проводят фланговые вентиляционные выработки 5 и монтажные камеры 6.

Экономическая эффективность использования настоящего изобретения заключается в следующем: объем проведения выемочных выработок сокращен до минимума, так как для подготовки каждого последующего за первым выемочного столба требуется пройти фланговую вентиляционную выработку 5, монтажную камеру 6 и сбойку 7 всего лишь на длину, соответствующую длине следующей лавы, что во много раз меньше общей длины выемочных выработок (конвейерной, вентиляционной и монтажной камеры), проводимых для оконтуривания выемочных столбов при широко применяемой в горном деле столбовой системе разработки полезных ископаемых; вся порода, получаемая от подрывки почвы и кровли при проведении выемочных выработок на тонких и средней (до 2,0 м) мощности пластах, размещается в выработанном пространстве на выемочном столбе (участке), в результате ликвидируются затраты на транспортирование породы из шахты на поверхность; сокращаются породные отвалы на земной поверхности, улучшается экологическая обстановка вокруг горнодобывающих предприятий.

Наиболее целесообразной областью применения настоящего изобретения являются тонкие и средней (до 2,0 м) мощности пласты полезных ископаемых, где необходимо производить в большом объеме подрывку почвы и кровли, чтобы обеспечить требуемую Правилами безопасности и Правилами технической эксплуатации площадь поперечного сечения горных выработок.

Предлагаемый способ подготовки и отработки выемочных участков пластовых месторождений полезных ископаемых может быть применен как при разработке проектов на строительство новых шахт, так и на действующих шахтах при разработке проектов подготовки и отработки выемочных участков на панельных, бремсберговых, уклонных выемочных полях.

Формула изобретения

1. Способ подготовки и отработки выемочных участков пластовых месторождений полезных ископаемых, включающий проведение основных транспортной и вентиляционной выработок, выемочной выработки и монтажной камеры, размещение очистного оборудования, отработку пласта лавой с одновременным погашением выемочной выработки за лавой и проведение за ней вентиляционной выработки с формированием бутовой полосы из пород, извлекаемых из этой выработки, отличающийся тем, что от основных транспортной и вентиляционной выработок проводят по пласту две спаренные выемочные выработки на длину выемочного участка, под углом к ним проводят на длину, большую длины будущей лавы, фланговую вентиляционную выработку и монтажную камеру и соединяют их между собой сбойкой на расстоянии, равном длине лавы, вентиляционную выработку проводят за лавой против сбойки и продолжают проведение фланговой вентиляционной выработки и монтажной камеры для очередной лавы, при этом извлекаемую в них породу размещают в предыдущую монтажную камеру по мере удаления от нее лавы, а после заполнения монтажной камеры в бутовую полосу.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при вводе в эксплуатацию нескольких лав на одном выемочном участке от основных выработок с одной или обеих их сторон одновременно со спаренными выработками проводят одну или две смежные с ними выработки, а фланговые вентиляционные выработки проводят по обе стороны от них.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4