Способ разработки наклонных и крутых угольных пластов

 

Способ относится к горной промышленности и может быть использован для отработки наклонных и крутых угольных пластов. Способ позволяет сократить объемы подготовительных выработок, а также использовать комбайновую выемку на пластах наклонного и крутого падения с почвами, склонными к размоканию при одновременном улучшении условий проветривания заходок. Способ заключается в проведении на основном и вентиляционном горизонтах аккумулирующего и вентиляционного штреков, соединенных между собой диагональными выемочными выработками, оконтуривающими полосы угля. Заходки вынимают в почве выемочной выработки проходческими комбайнами с перегружателем и отбитый уголь самотеком гидротранспортируют на аккумуляторный штрек. 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при отработке наклонных и крутых угольных пластов.

Известен способ разработки угольных пластов, включающий подготовку спаренных выемочных столбов путем проведения подготовительных выработок и вентиляционных скважин, возведение гибкого разобщителя в оконтуривающих выработках между каждой парой выемочных столбов, последовательную двустороннюю гидроотбойку каждой пары выемочных столбов заходками с предварительной выемкой заходки нижнего столба и оставлением технологического целика, последующую отработку заходки верхнего столба с перепуском угольной пульпы в нижнюю оконтуривающую выработку и выемку указанного технологического целика после полной выемки заходки верхнего столба, при этом до начала отработки нижней из каждых двух спаренных столбов прорезают сквозными сбойками, например скважинами, а гидроотбойку в заходках нижнего столба осуществляют в направлении от указанных сбоев к завалу (см. авт.свид. СССР N 681188, Б.И. N 31, 1979 г.).

Недостатком способа является необходимость проведения большого объема подготовительных выработок и непроизводительная выемка нижнего столба гидромонитором, работающего в начальный период по расширению скважины, что сопряжено с риском ее забучивания.

Известен способ разработки наклонных угольных пластов длинными столбами по протиранию с механогидравлической выемкой угля диагональными полосами, принятый нами в качестве прототипа, включающий проведение аккумулирующего и вентиляционного штреков, соединенных между собой диагональными относительно простирания пласта выемочными выработками (печами), которые обиваются вентиляционными сбойками. Оконтуренные таким образом целики (полосы) угля отрабатываются обратным ходом заходками гидромониторами или механогидравлическими комбайнами (см. А.С.Бурчаков, Н.К.Гринько, А.Б.Ковальчук. Технология подземной выработки пластовых месторождений полезных ископаемых. - М.: Недра, 1978, с. 353-355, рис. 5.23).

Способ характеризуется также значительным объемом подготовительных работ, невозможностью использования механогидравлических комбайнов на пластах наклонного падения с почвами, склонными к размоканию, и особенно на пластах крутого падения в связи с трудностью удержания его на почве при отработке заходок по восстанию пласта, при этом наличие комбайна в заходке затрудняет эвакуацию из нее угольной пульпы, а сам процесс отработки закрытых заходок по восстанию способствует накоплению в них метана.

Задачами, решаемыми предлагаемым техническим решением, являются: сокращение объема подготовительных выработок, возможность использования комбайнов на пластах наклонного и крутого падения с почвами, склонными к размоканию, улучшение условий проветривания заходок.

Решение поставленных задач достигается тем, что заходки вынимают в почве выемочной выработки на глубину, равную ширине оконтуренной полосы угля в направлении падения пласта с помощью проходческого комплекса, включающего проходческий комбайн с перегружателем, при этом воду для самотечного гидротранспортирования горной массы подают в зону разгрузки перегружателя.

Действительно, выемка заходок в почве выемочной выработки в направлении падения пласта, т.е. в строну груди забоя комбайном с перегружателем обеспечивает его устойчивость и предоставляет возможность исключения подачи воды для гидротранспорта непосредственно в забой, в связи с чем обеспечивается надежная работа комплекса, т.к. исключаются его забучивание пульпой и размокание почвы или бортов заходки.

Отметим, что в связи с тем, что грудь забоя в заходке расположена ниже уровня ее устья-сопряжения с выемочной выработкой, практически исключено скапливание метана в забое, т.к. последний, поднимаясь вверх по заходке, достигает устья заходки и попадает в вентиляционную струю выемочной выработки.

Сравнение предлагаемого технического решения с прототипом позволяет сделать вывод, что оно существенно отличается от известного введением новых признаков, указанных выше, и соответствует критерию новизны, обладает изобретательским уровнем и промышленно применимо.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 разрез А-А - общий вид основных и подготовительных выработок системы отработки угольного пласта, на фиг. 2 - разрез Б-Б фиг. 1, на фиг. 3 - вид В фиг. 1 - фрагмент отработки выемочного столба заходки с помощью комбайна совместно с перегружателем.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

При разработке наклонного или крутопадающего угольного пласта проводят основной аккумулирующий штрек 1 с уклоном 0,03 - 0,05 для надежного функционирования самотечного гидротранспортирования пульпы и вентиляционный штрек 2, которые соединяются между собой диагональными относительно простирания пласта выемочными выработками 3, которые оконтуривают выемочные полосы 4. Проходку указанных выработок осуществляют проходческими механогидравлическими комбайнами 5, например К-56 МГ, с максимально возможным уклоном, т.е. практически под углом 15-18^o. Расстояние между выемочными выработками 3 определяется, исходя из условия обеспечения устойчивости вынимаемых заходок в конкретных горно-геологических условиях. Для пластов средней крепости с боковыми породами средней устойчивости при отработке пластов на выходах может быть рекомендовано в качестве первоначального параметра принимать расстояние между выемочными выработками порядка 8-10 м, который при опытной отработке пласта корректируется. Наклон нисходящей заходки целесообразно принимать в пределах 15-18^o. Между вынимаемыми полосами оставляют разделительный целик 6, укрепляемый анкерованием с химическим закреплением, например, деревянными или металлическими стержневыми анкерами с нагнетанием в шпуры быстротвердеющих составов.

Ширина разделительного целика 6 для указанных выше условий может быть рекомендована в пределах 2-3 м.

После проведения необходимого объема подготовительных выработок осуществляют отработку выемочных полос угля, например, полосы 4, которую выполняют из выемочной выработки (печи) 3, для чего режущей головкой стреловидного рабочего органа механического проходческого комбайна 7 зарубаются в почву выемочной печи, вынимая уголь по контуру намечаемой выработки и далее по всей площади ее сечения, перемещаясь в направлении к нижерасположенной выемочной печи под углом 15-18^o к горизонту. Комбайн работает совместно с перегружателем 8, который транспортирует уголь до выемочной печи из образующейся в результате выемки угля, заходки, отрабатываемой на всю мощность полосы. Перегружатель сбрасывает уголь на почву печи за пределами устья заходки, при этом в зону разгрузки перегружателя подают низконапорную воду из трубопровода 9 для его самотечного гидротранспортирования по почве. После отработки заходки комбайн возвращают назад в выемочную печь и, отступая вниз по печи на расстояние, равное высоте заходки, производят в почве печи новую зарубку следующей заходки, которую отрабатывают по вышеприведенной технологии.

После отработки 2-3 заходок оставляют технологический целик 10, после которого работы по выемке угля из заходок возобновляются, перемещаясь в нисходящем порядке на всю длину выемочной полосы 4 до аккумулирующего штрека, после чего осуществляют отработку нижележащей полосы.

Проветривание печей и заходок отрабатываемой полосы осуществляют вентиляторами частичного проветривания с выдачей отработанного воздуха по выемочным печам нижележащей выемочной полосы, выходящими на вентиляционный штрек. Пульпа по печам сбрасывается в одном из бортов разрезной траншеи, в которой установлены комплексы по обезвоживанию угля и средства его погрузки в автосамосвалы для вывозки потребителю, а также необходимые водосборники и средства подачи воды в зону пульпообразования.

В заключение отметим, что использование предлагаемого способа разработки наклонных и крутых угольных пластов в сочетании с использованием нового комплекса средства добычи и транспортирования угля из заходки позволяют решить в полном объеме поставленные выше технологические и технические задачи.

Формула изобретения

Способ разработки наклонных и крутых угольных пластов, включающий проведение на основном и вентиляционном горизонтах аккумулирующего и вентиляционного штреков, соединенных между собой диагональными выемочными выработками, оконтуривающими полосы угля, отрабатываемые обратным ходом очистными заходками с механизированной выемкой угля, отличающийся тем, что заходки вынимают в почве выемочной выработки на глубину, равную ширине оконтуренной полосы угля, в направлении падения пласта, при этом непосредственно выемку угля в заходке осуществляют комплексом, включающим проходческий комбайн с перегружателем, причем воду для самотечного гидротранспортирования горной массы подают в зону разгрузки перегружателя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3