Способ разработки тонких угольных пластов

 

Изобретение относится к угольной промышленности, в частности к технологии разработки тонких угольных пластов пологого и наклонного залегания с закладкой выработанного пространства. Способ разработки тонких угольных пластов включает проведение выработок, отработку пласта и перемещение нарезанных из пород почвы или кровли монолитных блоков и согласно изобретению предусматривает отработку пласта полосами и размещение породных блоков после отработки очередной полосы одновременно с очистной выемкой следующей полосы. Размер монолитных блоков соответствует размерам забоя, которые определяют исходя из условия поддержания кровли забоя без крепления. Перемещение блоков осуществляют с помощью гидродомкратов многократной раздвижности. Задача изобретения - повышение эффективности разработки за счет использования в качестве закладочного материала монолитных породных блоков. 5 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к угольной промышленности, в частности - к технологии разработки тонких угольных пластов пологого и наклонного залегания.

Известен способ разработки тонких пластов угля с подачей присекаемой породы непосредственно в выработанное пространство (авт. св. СССР 1513145, Е 21 С 41/04, В 65 G 19/00, 1989 г.). При этом порода транспортируется в выработанное пространство в дробленом виде, для чего используют скребковые конвейеры и шнековые транспортеры.

Известен также способ разработки пологих и наклонных пластов, предусматривающий проведение горных выработок и разрезной траншеи, отработку полезного ископаемого полосами и закладку выработанного пространства монолитными породными блоками (патент РФ 2105150, Е 21 С 41/00, 1998, БИ 4). Способ предусматривает формирование специальных площадок для перемещения породных блоков в выработанное пространство. Для подземной разработки угля этот способ мало пригоден.

Наиболее близкой к изобретению является технология разработки пологих тонких угольных пластов с использованием вырезанных из забоя подготовительной выработки породных блоков для возведения охранной штрековой полосы ("УГОЛЬ", 1999, 9, с. 51-55). Эта технология не предусматривает использования породных блоков для закладки выработанного пространства.

Задача изобретения - повышение эффективности подземной разработки тонких угольных пластов за счет использования монолитных породных блоков для закладки выработанного пространства.

Для этого в способе, включающем проведение подготовительных горных выработок, отработку пласта, нарезание монолитных блоков из присекаемых пород кровли или почвы и их перемещение в выработанное пространство, согласно изобретению пласт отрабатывают полосами, расположенными под углом к подготовительным выработкам, а породные блоки размещают в выработанном пространстве после отработки очередной полосы одновременно с очистной выемкой следующей полосы, причем размеры нарезаемых блоков соответствуют вынимаемой мощности и ширине очистного забоя, которую определяют исходя из условия поддержания в нем кровли без крепления, а перемещение блоков осуществляют с помощью гидродомкратов многократной раздвижности. Целесообразно, чтобы выемочные полосы располагались к оси выработки под углом, близким к прямому.

При слабоустойчивых породах кровли возможна отработка пласта "через полосу" с оставлением межполосных целиков, погашаемых при обратном ходе очистных работ. При устойчивых породах кровли блоки можно укладывать "в разрядку", что позволяет увеличить длину очистных полос и сократить объем подготовительных и закладочных работ.

Отбитый уголь транспортируют пневматическим способом, совмещая пневмотранспорт с отсосом выделяющегося метана.

На чертеже показана схема осуществления предлагаемого способа.

В качестве примера осуществления технологии показан тонкий пологий пласт. Очистная выемка производится полосами в забоях 1 и 2, расположенных по обе стороны подготовительной выработки 3 (полосы могут размещаться и по одну сторону от подготовительной выработки). Выемочные полосы располагают под углом α к подготовительной выработке 3 (величина угла α определяется маневренностью и возможностями взаимодействия очистного и транспортного оборудования; желательно, чтобы этот угол был как можно ближе к прямому, чтобы разница между длиной очистного забоя L и шириной вынимаемой полосы угля d с одной стороны подготовительной выработки была минимальна). Ширина очистного забоя (призабойного пространства) определяется исходя из возможности поддержания кровли в забое в устойчивом состоянии без крепления, то есть порядка 0,6-1,0 м.

Очистной комбайн 4 работает в лоб забоя аналогично нарезным комбайнам. Его подача может осуществляться системой гидродомкратов (не показаны) или другими механизмами. Выемка угля производится поочередно с одной и с другой стороны подготовительной выработки 3. После выемки угля из очередной полосы по одну сторону выработки 3 комбайном 4 производят выемку угля в сечении подготовительной выработки 3, а затем переходят к отработке полосы по другую сторону выработки 3. На противоположной стороне выработки 3 в это время ведется закладка выработанного пространства породными блоками 5, подученными из породного забоя подготовительной выработки 3. При этом для разделения породного массива на крупногабаритные блоки заданных размеров могут быть использованы механизмы с исполнительными органами барового типа (миниврубмашины, породные пилы). Для более крепких пород может быть использовано разрушение с помощью высоконапорных силовых элементов, вставляемых в шпуры, пробуренные в породном массиве в соответствующих местах. Кроме того, возможно использование гидрорезного оборудования.

Закладка породных блоков 5 в выработанное пространство производится с помощью гидродомкратов 6 (манипуляторов) многократной раздвижности, которые смонтированы на проходческой машине 7. Очередной блок 5 манипулятором 6 подается к устью бывшей очистной выработки и задвигается гидродомкратом 6 практически вплотную к массиву угля. При слабоустойчивых породах кровли пласт можно отрабатывать "через полосу" с удержанием кровли на межполосных целиках, которые погашаются при обратном ходе выемки. Наоборот, при устойчивых породах кровли возможна закладка "с разрядкой".

Транспортировка угля из очистного забоя производится пневматическим способом с помощью изгибающегося пневмотрубопровода 8 (не исключаются также и другие технологии транспортировки). Причем пневмотранспорт может быть совмещен с отсосом газа и пыли.

На чертеже показана в качестве примера технология с одной подготовительной выработкой. Однако понятно, что подготовительных выработок может быть две, три и т.д.

Предлагаемая технология может быть применена на пластах преимущественно пологого падения, но возможно ее использование и на тонких пластах крутого падения (в том числе при безлюдной выемке, а также в условиях изолированных очистных забоев с искусственной атмосферой).

Формула изобретения

1. Способ разработки тонких угольных пластов, включающий проведение подготовительных выработок, отработку пласта, нарезание монолитных блоков из присекаемых пород кровли или почвы и их перемещение в выработанное пространство, отличающийся тем, что пласт отрабатывают полосами, расположенными под углом к оси подготовительных выработок, а породные блоки размещают в выработанном пространстве после отработки очередной полосы одновременно с очистной выемкой следующей полосы, причем размеры нарезаемых блоков соответствуют вынимаемой мощности и ширине очистного забоя, которую определяют, исходя из условия поддержания в нем кровли без крепления, а перемещение блоков осуществляют с помощью гидродомкратов многократной раздвижности.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что полосы расположены к оси подготовительной выработки под углом, близким к прямому.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что очистную выемку ведут через полосу с оставлением межполосных целиков, погашаемых при обратном ходе очистных работ.

4. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что породные блоки укладывают в выработанном пространстве с разрядкой.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что выемочные полосы располагают по обе стороны подготовительной выработки, при этом закладку выработанного пространства по одну сторону подготовительной выработки ведут одновременно с очистной выемкой очередной полосы по другую сторону подготовительной выработки.

6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что отбитый уголь транспортируют пневматическим способом, совмещая пневмотранспорт с отсосом выделяющегося метана.

РИСУНКИ

Рисунок 1