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. Осуществляют разделение пласта на этажи путем проведения этажных вентиляционных и откаточных штреков соответственно на верхних и нижних границах этажей. Разделяют этажи на подэтажи путем проведения подэтажных квершлагов и подэтажных штреков. Первым в этаже подготавливают к отработке нижний подэтаж путем проведения по верхней границе этого подэтажа у кровли (висячего бока) пласта закладочного штрека и по нижней границе у лежачего бока пласта подэтажного штрека. Выемку угля в нижнем подэтаже осуществляют до закладочного штрека, при этом поверхность кровли в нижнем подэтаже формируют под углом к горизонтальной плоскости, большим угла естественного откоса β закладочного материала, в качестве которого используют пустые породы. Производят полную закладку выработанного пространства в нижнем подэтаже, при этом пустые породы для закладки подают по закладочному штреку. После этого производят отработку этажа в нисходящем порядке, начиная с верхнего подэтажа. Отработку наклонного пласта производят без оставления целиков угля между этажами. Способ позволяет увеличить полноту и качество закладки при формировании межэтажного целика, существенно снизить потери угля в межэтажных целиках, уменьшить пожароопасность за счет исключения перепуска пожаров из ранее отработанных этажей. 2 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, МПК 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 формированием целика угля устойчивой формы между этажами и подбучиванием его обрушенными породами путем скважинного взрывания зарядов взрывчатого вещества. 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: невозможность обеспечения полноты и качества закладки с целью изоляции отрабатываемого этажа и исключения перепуска пожаров; большие потери угля в целиках, оставляемых между этажами, и связанная с этим повышенная вероятность самовозгорания угля в выработанном пространстве; сложность реализации предлагаемого способа формирования целика устойчивой формы и полного заполнения выработанного пространства под целиком обрушенными породами.

Техническим результатом заявляемого способа является устранение указанных недостатков прототипа, а именно обеспечение полноты и качества закладки при формировании межэтажного целика, существенное снижение потерь угля в межэтажных целиках, уменьшение пожароопасности, снижение трудоемкости работ по исключению перепуска пожаров из ранее отработанных этажей.

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, разделение этажей на подэтажи путем проведения подэтажных квершлагов и подэтажных штреков, согласно изобретению отработку пласта производят без оставления целиков угля между этажами, при этом первым в этаже подготавливают к отработке нижний подэтаж путем проведения по верхней границе этого подэтажа у кровли пласта закладочного штрека и по нижней границе у лежачего бока пласта подэтажного штрека, выемку угля в нижнем подэтаже осуществляют до закладочного штрека, при этом поверхность кровли в нижнем подэтаже формируют под углом α к горизонтальной плоскости, большим угла естественного откоса β закладочного материала, причем полную закладку выработанного пространства в нижнем подэтаже производят пустыми породами, которые подают по закладочному штреку, после чего производят отработку этажа в нисходящем порядке, начиная с верхнего подэтажа.

Реализация указанной выше совокупности признаков позволяет существенно снизить потери угля в межэтажных целиках, уменьшить пожароопасности за счет полной закладки выработанного пространства нижнего подэтажа при формировании искусственного межэтажного целика (породной полосы).

Сущность заявляемого способа поясняется чертежами, где на фиг.1 - поперечный разрез (разрез вкрест плоскости пласта), фиг.2 - укрупненный узел А, и нижеследующим описанием.

На фиг.1 и 2:

1 - закладочный массив;

2 - закладочный штрек;

3 - конвейер;

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;

12 - контуры залегания закладочного массива;

Н_э - высота отрабатываемого этажа;

h - наклонная высота подэтажей (кроме нижнего подэтажа);

h_н - наклонная высота n-го (нижнего) подэтажа;

α - угол расположения поверхности кровли заходки;

β - угол естественного откоса закладочного массива;

m - мощность пласта;

Способ разработки склонных к самовозгоранию мощных крутых угольных пластов осуществляется следующим образом: производят разделение пласта на этажи путем проведения этажных штреков 8, 10 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.), обрушившиеся вмещающие породы 12 перепускают в выработанное пространство нижерасположенных подэтажей. На фиг.1 и 2 отбойку угля производят гидромониторами.

Отработку отработку пласта производят без оставления целиков угля между этажами, при этом первым в этаже подготавливают к отработке нижний подэтаж путем проведения по верхней границе этого подэтажа у кровли пласта закладочного штрека 2 и по нижней границе у лежачего бока пласта подэтажного штрека 4, выемку угля в нижнем подэтаже осуществляют до закладочного штрека 2, при этом поверхность кровли в нижнем подэтаже формируют под углом α к горизонтальной плоскости, большим угла естественного откоса β закладочного материала, причем полную закладку выработанного пространства в нижнем подэтаже производят пустыми породами, которые подают по закладочному штреку, после чего производят отработку этажа в нисходящем порядке, начиная с верхнего подэтажа.

Полная отработка пласта без оставления целиков угля между выработанными пространствами рядом расположенных этажей и полной закладкой выработанного пространства нижнего подэтажа при формировании искусственного межэтажного целика (породной полосы) позволяет устранить одну из основных причин возникновения подземных пожаров - самовозгорание угольной массы, образующейся в выработанном пространстве, и перепуск пожаров из вышерасположенных этажей при разрушении целиков угля горным давлением.

По сравнению с известными способами заявляемый способ позволяет обеспечить полноту и качество закладки при формировании межэтажного целика, существенно снизить потери угля в межэтажных целиках, уменьшить пожароопасность, снизить трудоемкость работ по исключению перепуска пожаров из ранее отработанных этажей.

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, разделение этажей на подэтажи путем проведения подэтажных квершлагов и подэтажных штреков, отличающийся тем, что отработку пласта производят без оставления целиков угля между этажами, при этом первым в этаже подготавливают к отработке нижний подэтаж путем проведения по верхней границе этого подэтажа у кровли пласта закладочного штрека и по нижней границе у лежачего бока пласта подэтажного штрека, выемку угля в нижнем подэтаже осуществляют до закладочного штрека, при этом поверхность кровли в нижнем подэтаже формируют под углом α к горизонтальной плоскости, большим угла естественного откоса β закладочного материала, причем полную закладку выработанного пространства в нижнем подэтаже производят пустыми породами, которые подают по закладочному штреку, после чего производят отработку этажа в нисходящем порядке, начиная с верхнего подэтажа.