Способ разработки мощных крутых пластов полезных ископаемых

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке мощных крутых пластов полезных ископаемых. Способ включает разделение пласта на этажи, проведение подэтажных штреков, разделяющих этажи на подэтажи, проведение ортов, разупрочнение гидроразрывом пласта полезного ископаемого, отбойку полезного ископаемого в подэтажах гидромониторами в заходках, полное обрушение вмещающих пород в выработанном пространстве при ведении очистных работ и перепуск обрушившихся вмещающих пород в выработанное пространство нижерасположенных подэтажей. При отработке второго и последующих подэтажей производят разупрочнение угля в нижерасположенном подэтаже с неснижаемым опережением очистных работ, равным ширине заходки. В зоне разупрочнения высоту этой зоны определяют из математического выражения, исходя из высоты зоны разупрочнения, высоты пачки угля, которая обрушается под действием собственного веса и веса обрушенных пород в момент доработки части заходки, отрабатываемой гидромонитором, и рабочей длины струи гидромонитора. Изобретение позволит существенно снизить длину бурения шпуров, тем самым снизить трудоемкость работ, а также исключить необходимость совмещения во времени работ по созданию ослабляемой толщи полезного ископаемого в верхних частях подэтажей и очистной выемки. 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 мощных пластов полезных ископаемых (В кн. А.С.Бурчакова, Н.К.Гринько, А.Б.Ковальчука. Технология подземной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых. М., Недра, 1978 г., с.362-365). При этом для отделения угля от обрушенных пород применяют гибкое металлическое перекрытие, которое монтируют на почве отрабатываемого подэтажа. Недостатками данных способов являются значительные затраты, связанные с монтажем гибкого металлического перекрытия, повышенная опасность труда горнорабочих и значительные затраты на проведение подготовительных выработок (подэтажных штреков и ортов).

Известен способ (В кн. В.А.Охрименко, А.И.Куприна, И.Г.Ищука. Подземная гидродобыча угля. М., Недра, 1974 г., с.92-97) разработки мощных пластов полезных ископаемых, включающий разделение пласта на этажи, проведение подэтажных штреков, разделяющих этажи на подэтажи, отбойку угля в подэтажах с использованием гидромониторов, полное обрушение вмещающих пород в выработанном пространстве при ведении очистных работ и перепуск обрушившихся вмещающих пород в выработанное пространство нижерасположенных подэтажей.

Известен способ разработки мощных крутых пластов полезных ископаемых (патент на изобретение РФ №2205954 по заявке №20011293, 94/03, от 31.10.2001 г.). При использовании данного способа производят разделение пласта на этажи путем проведения этажных откаточного и вентиляционного штреков соответственно на верхних и нижних границах этажей, проводят подэтажные штреки, разделяющие этажи на подэтажи, проходят орты, производят отбойку полезного ископаемого в подэтажах гидромониторами, в верхней части подэтажей производят ослабление пласта полезного ископаемого путем, например, гидроразрыва пласта, мощность ослабляемой толщи полезного ископаемого в верхних частях подэтажей (зону разупрочнения) принимают равной разности наклонной высоты подэтажа и рабочей длины струи гидромонитора, причем ослабление пласта полезного ископаемого производят с неснижаемым опережением очистных работ в отрабатываемых подэтажах, полное обрушение вмещающих пород в выработанном пространстве при ведении очистных работ и перепуск обрушившихся вмещающих пород в выработанное пространство нижерасположенных подэтажей.

Недостатками данного способа, принятого в качестве прототипа, являются необходимость бурения шпуров (скважин) длиной более либо равной высоте отрабатываемого подэтажа, а также необходимость совмещения во времени работ по созданию ослабляемой толщи полезного ископаемого в верхних частях подэтажей (зоны разупрочнения) и очистной выемки, что приводит к увеличению трудоемкости работ и повышению стоимости процесса разупрочнения.

Техническим результатом заявляемого способа является устранение указанных недостатков прототипа, а именно снижение трудоемкости работ и снижение стоимости работ по бурению шпуров.

Технический результат достигается тем, что в способе разработки мощных крутых пластов полезных ископаемых, включающем разделение пласта на этажи, проведение подэтажных штреков, разделяющих этажи на подэтажи, проведение ортов, отбойку полезного ископаемого в подэтажах гидромониторами, полное обрушение вмещающих пород в выработанном пространстве при ведении очистных работ и перепуск обрушившихся вмещающих пород в выработанное пространство нижерасположенных подэтажей, согласно изобретению при отработке второго и последующих подэтажей производят разупрочнение угля в нижерасположенном подэтаже с неснижаемым опережением очистных работ, равным ширине заходки, в зоне разупрочнения высоту зоны разупрочнения определяют из неравенства:

a<b<h-c-d

а - высота зоны угля, разрушаемая опорным давлением, (м);

b - высота зоны разупрочнения, (м);

с - высота пачки угля, которая обрушается под действием собственного веса и веса обрушенных пород в момент доработки части заходки, отрабатываемой гидромонитором, (м);

d - рабочая длина струи гидромонитора, (м);

h - высота подэтажа, (м).

Реализация указанной выше совокупности признаков позволяет существенно снизить длину бурения шпуров (скважин), а также исключить необходимость совмещения во времени работ по созданию ослабляемой толщи полезного ископаемого в верхних частях подэтажей (зоны разупрочнения) и очистной выемки.

Сущность заявляемого способа поясняется чертежами, где на фиг.1 - продольный разрез (разрез в плоскости пласта), на фиг.2 - укрупненный узел К, и нижеследующим описанием.

На фиг.1 и фиг.2:

АВСД - выемочный блок (участок);

1 - этажный откаточный квершлаг отрабатываемого этажа;

2 - промежуточный этажный вентиляционный квершлаг;

3 - пульпоспускная печь;

4 - подэтажные квершлаги;

5 - выемочные орты;

6 - подэтажные штреки;

Н_э - высота отрабатываемого этажа;

h - высота подэтажей;

L - размер выемочного блока по простиранию;

а - высота зоны отжима (зона угля разрушенного опорным давлением);

b - высота зоны разупрочнения угля (ослабляемая толща полезного ископаемого);

с - высота предельной мощности угольной пачки, самообрушающейся после отработки заходки;

d - высота зоны, разрушаемой гидромонитором.

Способ разработки мощных крутых пластов полезных ископаемых осуществляется следующим образом: производят разделение пласта на этажи путем проведения этажных штреков и квершлагов 1, 2. Проходят подэтажные квершлаги 4 и штреки 6, разделяющие этажи на подэтажи, проходят орты 5, отбойку полезного ископаемого в подэтажах гидромониторами, полное обрушение вмещающих пород в выработанном пространстве при ведении очистных работ и перепуск обрушившихся вмещающих пород в выработанное пространство нижерасположенных подэтажей.

При отработке второго и последующих подэтажей производят разупрочнение угля в нижерасположенном подэтаже с неснижаемым опережением очистных работ, равным ширине заходки, в зоне разупрочнения высоту зоны разупрочнения определяют из неравенства:

a<b<h-c-d

а - высота зоны угля, разрушаемая опорным давлением, (м);

b - высота зоны разупрочнения, (м);

с - высота пачки угля, которая обрушается под действием собственного веса и веса обрушенных пород в момент доработки части заходки, отрабатываемой гидромонитором, (м);

d - рабочая длина струи гидромонитора, (м);

h - высота подэтажа, (м).

По сравнению с известными способами заявляемый способ позволяет существенно снизить длину бурения шпуров (скважин), тем самым снизить трудоемкость и стоимость работ, а также исключить необходимость совмещения во времени работ по созданию ослабляемой толщи полезного ископаемого в верхних частях подэтажей (зоны разупрочнения) и очистной выемки.

Способ разработки мощных крутых пластов полезных ископаемых, включающий разделение пласта на этажи, проведение подэтажных штреков, разделяющих этажи на подэтажи, проведение ортов, разупрочнение гидроразрывом пласта полезного ископаемого, отбойку полезного ископаемого в подэтажах гидромониторами в заходках, полное обрушение вмещающих пород в выработанном пространстве при ведении очистных работ и перепуск обрушившихся вмещающих пород в выработанное пространство нижерасположенных подэтажей, отличающийся тем, что, при отработке второго и последующих подэтажей производят разупрочнение угля в нижерасположенном подэтаже с неснижаемым опережением очистных работ, равным ширине заходки, в зоне разупрочнения высоту зоны разупрочнения определяют из неравенства:

a<b<h-c-d

а - высота зоны угля, разрушаемая опорным давлением, м;

b - высота зоны разупрочнения, м;

с - высота пачки угля, которая обрушается под действием собственного веса и веса обрушенных пород в момент доработки части заходки отрабатываемой гидромонитором, м;

d - рабочая длина струи гидромонитора, м;

h - высота подэтажа, м.