Способ разработки склонных к самовозгоранию мощных крутых угольных пластов

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке мощных крутых пластов угля, склонных к самовозгоранию. Способ включает разделение пласта на этажи путем проведения этажных вентиляционных и откаточных штреков соответственно на верхних и нижних границах этажей, проведение подэтажных квершлагов и подэтажных штреков, разделяющих этажи на подэтажи, отработку пласта полезного ископаемого осуществляют в нисходящем порядке, перепускают обрушившиеся породы кровли в выработанное пространство отрабатываемых подэтажей. Отработку пласта производят без оставления целиков угля между соседними выработанными пространствами рядом расположенных этажей. Первым в этаже подготавливают к отработке нижний подэтаж путем проведения по верхней границе этого подэтажа, у кровли пласта пластового закладочного штрека и по нижней границе у лежачего бока пласта пластового подэтажного штрека. Отрабатывают нижний подэтаж заходками, причем выемку угля в заходках закладываемого подэтажа осуществляют гидромонитором до закладочного штрека, формируя поверхность почвы заходки под углом α=45 градусов к плоскости напластования пород. Производят полную закладку выработанного пространства в пределах заходок твердеющим закладочным материалом, при этом формируют закладочный массив в форме прямой призмы, в основании которой лежит треугольник. После этого производят отработку этажа в нисходящем порядке, начиная с верхнего подэтажа. Изобретение направлено на уменьшение потерь угля и снижение пожароопасности. 1 ил.

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке мощных крутых пластов полезных ископаемых, главным образом, угольных.

Известны способы разработки склонных к самовозгоранию мощных крутых пластов угля (А.А.Борисов и др. Технология подземной разработки пластовых месторождений. М.: Недра, 1972 г, с.148-176), включающие проведение этажных штреков, разделяющих пласт на этажи. Между этажными штреками через определенное расстояние проходят углеспускные печи. На верхней границе этажа в монтажной камере, расположенной ниже этажного вентиляционного штрека, монтируют щитовую крепь. Для создания амортизирующей подушки над щитовой крепью после окончания ее монтажа взрывают целик угля над монтажной камерой. Отработка подготовленного столба производится под защитой щитовой крепи по падению в направлении от откаточного к вентиляционному штреку. Отбойка угля под щитом производится с использованием буровзрывных работ, отбитый уголь самотеком по углеспускным печам поступает к этажному откаточному штреку. Недостатками данных способов являются большие потери угля в целиках, оставляемых между этажами, и связанная с этим повышенная вероятность самовозгорания угля в выработанном пространстве и возникновения шахтных пожаров.

Известен способ разработки мощных крутых и крутонаклонных пожароопасных угольных пластов (авторское свидетельство СССР №1373816, кл. Е 21 С 41/18, 1986). При использовании данного способа производят разделение пласта на этажи путем проведения этажных откаточного и вентиляционного штреков соответственно на верхних и нижних границах этажей с оставлением между этажами целиков угля. Проводят подэтажные штреки, разделяющие этажи на подэтажи. Производят выемку угля в подэтажах и перепуск пород, обрушившихся ранее при отработке вышерасположенных подэтажей, в выработанное пространство отработанного подэтажа.

Недостатками данного способа, принятого в качестве прототипа, являются: большие потери угля в целиках, оставляемых между этажами, и связанная с этим повышенная вероятность самовозгорания угля в выработанном пространстве и возникновения шахтных пожаров; связанные с оставлением целика угля между этажами возможность перепуска ранее возникших пожаров из вышерасположенных этажей в результате активизации процессов обрушения и сдвижения по мере развития очистных работ в этаже, приводящих к разрушению целика.

Техническим результатом заявляемого способа является устранение указанных недостатков прототипа, а именно исключение перепуска ранее возникших пожаров из вышерасположенных этажей, что приведет к уменьшению пожароопасности применяемой технологической схемы и исключению потерь угля в межэтажном целике.

Технический результат достигается тем, что в способе разработки склонных к самовозгоранию мощных крутых угольных пластов, включающем разделение пласта на этажи путем проведения этажных вентиляционных и откаточных штреков соответственно на верхних и нижних границах этажей, проведение подэтажных квершлагов и подэтажных штреков, разделяющих этажи на подэтажи, отработку пласта полезного ископаемого осуществляют в нисходящем порядке, перепускают обрушившиеся породы кровли в выработанное пространство отрабатываемых подэтажей, согласно изобретению отработку пласта производят без оставления целиков угля между соседними выработанными пространствами рядом расположенных этажей, при этом первым в этаже подготавливают к отработке нижний подэтаж путем проведения по верхней границе этого подэтажа, у кровли пласта пластового закладочного штрека и по нижней границе у лежачего бока пласта пластового подэтажного штрека отрабатывают нижний подэтаж заходками, причем выемку угля в заходках закладываемого подэтажа осуществляют гидромонитором до закладочного штрека, формируя поверхность почвы заходки под углом α=45 градусов к плоскости напластования пород, полную закладку выработанного пространства в пределах заходок производят твердеющим закладочным материалом, при этом закладочный массив имеет форму прямой призмы, в основании которой лежит треугольник, после чего отработку этажа производят в нисходящем порядке, начиная с верхнего подэтажа.

Реализация указанной выше совокупности признаков позволяет исключить потери полезного ископаемого в межэтажном целике, уменьшить пожароопасность.

Сущность заявляемого способа поясняется схемой, представленной на чертеже - поперечный разрез (разрез в крест плоскости пласта), и нижеследующим описанием.

На чертеже

1 - твердеющий закладочный материал;

2 - пластовый закладочный штрек;

3 - закладочная труба;

4 - подэтажные штреки;

5 - подэтажные квершлаги;

6 - грузолюдской ходок;

7 - этажный откаточный квершлаг отрабатываемого этажа;

8 - полевой этажный откаточный штрек;

9 - наклонный этажный вентиляционный квершлаг отрабатываемого этажа;

10 - полевой этажный вентиляционный штрек;

11 - обрушенные породы;

Н_э - высота отрабатываемого этажа;

h - наклонная высота подэтажей (кроме нижнего подэтажа);

h_н - наклонная высота (нижнего) подэтажа;

m - мощность пласта.

Способ разработки склонных к самовозгоранию мощных крутых угольных пластов осуществляется следующим образом: производят разделение пласта на этажи путем проведения этажных штреков 10, 8 и квершлагов 7, 9. Проводят подэтажные квершлаги 5 и подэтажные штреки 4, разделяющие этажи на подэтажи. Выемка угля в пределах подэтажей может производиться любым из известных способов (гидроотбойкой, буровзрывными работами с использованием комбайнов и др.). На чертеже отбойку угля производят гидромониторами.

Отработку пластов угля в этажах производят в нисходящем порядке, без оставления целиков угля между соседними выработанными пространствами рядом расположенных этажей, при этом первым в этаже подготавливают к отработке нижний подэтаж путем проведения по верхней границе этого подэтажа, у кровли пласта пластового закладочного штрека 2 и по нижней границе у лежачего бока пласта пластового подэтажного штрека 4 отрабатывают нижний подэтаж заходками, причем выемку угля в заходках закладываемого подэтажа осуществляют гидромонитором до закладочного штрека, формируя поверхность почвы заходки под углом α=45 градусов к плоскости напластования пород, полную закладку выработанного пространства в пределах заходок производят твердеющим закладочным материалом 1, при этом закладочный массив имеет форму прямой призмы, в основании которой лежит треугольник, после чего отработку этажа производят в нисходящем порядке, начиная с верхнего подэтажа.

Выполнение данного условия позволяет исключить перепуск ранее возникших пожаров из выше расположенных этажей, что приведет к уменьшению пожароопасности применяемой технологической схемы и исключить потери угля в межэтажном целике.

Закладку выработанного пространства нижнего подэтажа, прилегающему к этажному откаточному штреку, можно производить любым из известных способов (пневматическим, гидравлическим и др.). При использовании технологий с подэтажной гидроотбойкой больший эффект достигается при гидравлическом способе закладки.

Закладочный массив должен отвечать следующим основным требованиям: исключить перепуск ранее возникших пожаров и обрушенных пород из выше расположенных этажей; надежная изоляция выработанного пространства отработанных подэтажей от проникновения в него кислорода - воздуха из отрабатываемых подэтажей.

Полная отработка пласта без оставления целиков угля между выработанными пространствами рядом расположенных этажей позволяет устранить одну из основных причин возникновения подземных пожаров - самовозгорание угольной массы, образующейся в выработанном пространстве, при разрушении целиков угля горным давлением. Отработка пласта без оставления между выработанными пространствами рядом расположенных этажей целиков уменьшает потери угля.

По сравнению с прототипом заявляемый способ позволяет исключить потери угля в межэтажных целиках, исключить перепуск ранее возникших пожаров и обрушенных пород из выше расположенных этажей, уменьшить пожароопасность применяемой технологической схемы при разработке склонных к самовозгоранию мощных крутых пластов угля.

Способ разработки склонных к самовозгоранию мощных крутых угольных пластов, включающий разделение пласта на этажи путем проведения этажных вентиляционных и откаточных штреков соответственно на верхних и нижних границах этажей, проведение подэтажных квершлагов и подэтажных штреков, разделяющих этажи на подэтажи, отработку пласта полезного ископаемого осуществляют в нисходящем порядке, перепускают обрушившиеся породы кровли в выработанное пространство отрабатываемых подэтажей, отличающийся тем, что отработку пласта производят без оставления целиков угля между соседними выработанными пространствами рядом расположенных этажей, при этом первым в этаже подготавливают к отработке нижний подэтаж путем проведения по верхней границе этого подэтажа, у кровли пласта пластового закладочного штрека и по нижней границе у лежачего бока пласта пластового подэтажного штрека, отрабатывают нижний подэтаж заходками, причем выемку угля в заходках закладываемого подэтажа осуществляют гидромонитором до закладочного штрека, формируя поверхность почвы заходки под углом α=45° к плоскости напластования пород, полную закладку выработанного пространства в пределах заходок производят твердеющим закладочным материалом, при этом закладочный массив имеет форму прямой призмы, в основании которой лежит треугольник, после чего производят отработку этажа в нисходящем порядке, начиная с верхнего подэтажа.