Способ подземной разработки угольных пластов


 


Владельцы патента RU 2441160:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" (RU)

Изобретение относится к горному делу, в частности к подземной разработке пластов угля, склонного к самовозгоранию. Техническим результатом является снижение опасности самовозгорания угля в краевых зонах пласта, прилегающих к выработанному пространству. При подземной разработке угольных пластов разделяют угольный пласт на столбы, ведут подготовку столба путем проведения двух параллельных подготовительных выработок с оставлением между ними целика угля, последовательно отрабатывают столбы лавами с полным обрушением пород кровли в выработанном пространстве. Далее ведут отработку целика угля на одной линии с забоем лавы, делают погашение вслед за лавой одной подготовительной выработки, расположенной между отрабатываемым и подготавливаемым столбом, ведут соосную укладку труб на подошве погашаемой подготовительной выработки без оставления зазоров между трубами. При этом до погашения подготовительной выработки, расположенной между отрабатываемым и подготавливаемым столбами, в краевой части угольного пласта, расположенной со стороны нетронутого массива от погашаемой подготовительной выработки, пробуривают шпуры, через которые в пласт угля нагнетают растворы антипирогенов. Минимально допустимую ширину зоны краевой части угольного пласта, обработанной растворами антипирогенов, принимают равной глубине распространения в краевую часть пласта области с повышенной интенсивностью трещин. 1 ил.

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке пластов угля, склонного к самовозгоранию.

Известен способ подземной разработки угольных пластов (Авт. свид. №1346791. Бюл. №39, 1987 г. Авторы: В.П.Зубов, К.Н.Лазченко, А.А.Иваяов), включающий разделение пласта на столбы полезного ископаемого, подготовку столба путем проведения подготовительных выработок с оставлением между ними целика полезного ископаемого, последовательную отработку столбов лавами с полным обрушением пород кровли в выработанном пространстве, отработку целика полезного ископаемого на одной линии с забоем лавы, погашение вслед за лавой подготовительной выработки, расположенной между отрабатываемым и подготавливаемым столбом.

Недостатком данного способа является повышенная опасность очистных работ, связанная с трудностью проветривания концевого участка лавы, прилегающего к выработанному пространству, при возвратноточных схемах проветривания выемочных участков.

Известен способ подземной разработки угольных пластов (Заявка на изобретение №97100392/03 от 08.01.1997 г., опубликована 10.02.1999 г., E21C 41/16), принятый в качестве способа-прототипа.

Данный способ включает разделение пласта на столбы полезного ископаемого, подготовку столба путем проведения двух параллельных подготовительных выработок с оставлением между ними целика полезного ископаемого, последовательную отработку столбов лавами с полным обрушением пород кровли в выработанном пространстве, отработку целика полезного ископаемого на одной линии с забоем лавы, погашение вслед за лавой одной подготовительной выработки, расположенной между отрабатываемым и подготавливаемым столбом, соосную укладку труб на подошве погашаемой подготовительной выработки без оставления зазоров между трубами, повторное использование второй подготовительной выработки при отработке подготавливаемого столба

Недостатком данного способа является повышенная опасность самовозгорания угля в нарушенных трещинами краевых зонах угольного пласта, прилегающих к выработанному пространству, при отработке пластов угля, склонного к самовозгоранию, и возвратноточных схемах проветривания выемочных участков.

Техническим результатом заявляемого способа является снижение опасности самовозгорания угля в краевых зонах пласта, прилегающих к выработанному пространству, при отработке пластов угля, склонного к самовозгоранию, и возвратноточных схемах проветривания выемочных участков.

Технический результат достигается тем, что в способе подземной разработки угольных пластов, включающем разделение угольного пласта на столбы, подготовку столба путем проведения двух параллельных подготовительных выработок с оставлением между ними целика угля, последовательную отработку столбов лавами с полным обрушением пород кровли в выработанном пространстве, отработку целика угля на одной линии с забоем лавы, погашение вслед за лавой одной подготовительной выработки, расположенной между отрабатываемым и подготавливаемым столбом, соосную укладку труб на подошве погашаемой подготовительной выработки без оставления зазоров между трубами, повторное использование второй подготовительной выработки при отработке подготавливаемого столба.

Согласно изобретению, при отработке пластов угля, склонного к самовозгоранию, и возвратноточных схемах проветривания выемочных участков, до погашения подготовительной выработки, расположенной между отрабатываемым и подготавливаемым столбами, в краевой части угольного пласта, расположенной со стороны нетронутого массива от погашаемой подготовительной выработки, пробуривают шпуры (или скважины), через которые в пласт угля нагнетают растворы антипирогенов, при этом минимально допустимую ширину зоны краевой части угольного пласта, обработанной растворами антипирогенов, принимают равной глубине распространения в краевую часть пласта области с повышенной интенсивностью трещин, определенной для участка краевой части пласта, расположенного впереди лавы на расстоянии от лавы, определяемом из выражения

S=VT,

где S - расстояние от забоя лавы до участка краевой части угольного пласта, на котором определяют глубину распространения в массив угля области с повышенной интенсивностью трещин, м;

V - скорость подвигания лавы, м/сут,

T - продолжительность инкубационного периода самовозгорания угля, сут.

Сущность заявляемого способа подземной разработки угольных пластов поясняется схемой, представленной на чертеже.

На чертеже приведена схема подготовки и отработки столбов угля при использовании заявляемого способа:

ABCD - отрабатываемый столб угля;

ADMN - подготавливаемый столб угля;

1 - подготовительная выработка, расположенная между отрабатываемым ABCD и подготавливаемым ADMN столбами и погашаемая вслед за лавой №1;

2 - подготовительная выработка, предназначенная для повторного использования при отработке столба ADMN (при отработке столба ADMN выработка 2 будет выполнять те же функции, что и выработка 3 при отработке столба ABCD);

3 - подготовительная выработка, предназначенная для отвода отработанной струи воздуха из лавы №1;

4 и 5 - параллельные подготовительные выработки, проходимые для подготовки к отработке столба ADMN;

6 - вентиляционная сбойка;

7 - труба;

8 - разрезная печь лавы №2;

9 - разрезная печь лавы №1;

l1 - длина лавы №1;

l2 - длина лавы №2;

b1 - глубина распространения в краевую часть угольного пласта за лавой №1 области с повышенной интенсивностью трещин;

bmax - максимальная глубина распространения в краевую часть угольного пласта в районе концевого участка лавы №1, прилегающего к выработанному пространству, области с повышенной интенсивностью трещин;

b2 - глубина распространения в краевую часть угольного пласта области с повышенной интенсивностью трещин, определенная для участка краевой части пласта, расположенного впереди лавы на расстоянии S от лавы, определяемом из выражения

S=VT;

Z - ширина целика между параллельными выработками;

Способ осуществляют следующим образом. Угольный пласт в пределах отрабатываемой части шахтного поля разделяют на столбы. Подготовку каждого столба (например, ADMN) к отработке осуществляют путем проведения двух параллельных подготовительных выработок 4 и 5 с оставлением между ними целика угля шириной Z. Столбы последовательно отрабатывают лавами с полным обрушением пород кровли в выработанном пространстве. При работе лавы №1 на одной линии с ее забоем производят отработку целика шириной Z, расположенного между выработанным пространством и выработкой 3.

Вслед за лавой №1 погашается подготовительная выработка 1, расположенная между отрабатываемым ABCD и подготавливаемым ADMN столбом угля.

На подошве подготовительной выработки 1 до ее погашения соосно укладывают трубы 7 без оставления зазоров между трубами.

Подготовительная выработка 2 используется как при отработке столба ABCD, так и (повторно) при отработке подготавливаемого столба ADMN.

До погашения подготовительной выработки 1, расположенной между отрабатываемым и подготавливаемым столбами, в краевой части угольного пласта, расположенной со стороны нетронутого массива от выработки 1, пробуривают шпуры (или скважины), через которые в пласт угля нагнетают растворы (например, водные) антипирогенов.

При этом минимально допустимую ширину зоны краевой части угольного пласта, обработанной растворами антипирогенов, принимают равной глубине распространения в краевую часть пласта области с повышенной интенсивностью трещин b2, определенной для участка краевой части пласта, расположенного впереди лавы на расстоянии S от лавы, определяемом из выражения

S=VT,

где S - расстояние от забоя лавы до участка краевой части угольного пласта, на котором определяют глубину распространения в массив угля области с повышенной интенсивностью трещин, м;

V - скорость подвигания лавы, м/сут,

T - продолжительность инкубационного периода самовозгорания угля, сут.

Параметры b2, V, T и другие, знание которых необходимо при реализации заявляемого способа, в каждом конкретном случае могут быть определены с использованием известных методик шахтных, лабораторных или аналитических исследований.

Использование заявляемого способа при разработке пластов угля, склонного к самовозгоранию, позволяет при использовании дешевых возвратноточных схем проветривания выемочных участков снизить опасность самовозгорания угля в краевых зонах пласта, характеризующихся повышенной интенсивностью трещин. Следствием этого, в свою очередь, является повышение безопасности труда горнорабочих, снижение издержек производства, повышение производительности труда.

Заявляемый способ предназначен для применения при подземной разработке пластов угля, склонного к самовозгоранию. Максимальная эффективность заявляемого способа достигается при отработке мощных пологих пластов угля. В Российской Федерации данный способ с получением значительного социального (безопасность) и экономического эффекта может быть использован при отработке угольных месторождений Кузнецкого бассейна.

Способ подземной разработки угольных пластов, включающий разделение угольного пласта на столбы, подготовку столба путем проведения двух параллельных подготовительных выработок с оставлением между ними целика угля, последовательную отработку столбов лавами с полным обрушением пород кровли в выработанном пространстве, отработку целика угля на одной линии с забоем лавы, погашение вслед за лавой одной подготовительной выработки, расположенной между отрабатываемым и подготавливаемым столбами, соосную укладку труб на подошве погашаемой подготовительной выработки без оставления зазоров между трубами, повторное использование второй подготовительной выработки при отработке подготавливаемого столба, отличающийся тем, что при отработке пластов угля, склонного к самовозгоранию, и возвратно-точных схемах проветривания выемочных участков, до погашения подготовительной выработки, расположенной между отрабатываемым и подготавливаемым столбами, в краевой части угольного пласта, расположенной со стороны нетронутого массива от погашаемой подготовительной выработки, пробуривают шпуры, через которые в пласт угля нагнетают растворы антипирогенов, при этом минимально допустимую ширину зоны краевой части угольного пласта, обработанной растворами антипирогенов, принимают равной глубине распространения в краевую часть пласта области с повышенной интенсивностью трещин, определенной для участка краевой части пласта, расположенного впереди лавы на расстоянии от лавы, определяемом из выражения
S=V·T,
где S - расстояние от забоя лавы до участка краевой части угольного пласта, на котором определяют глубину распространения в массив угля области с повышенной интенсивностью трещин, м;
V - скорость подвигания лавы, м/сут;
Т - продолжительность инкубационного периода самовозгорания угля, сут.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области горного дела, в частности к отработке запасов в свите пластов. .

Изобретение относится к горному делу, в частности к способам разработки ограниченных участков мощных пологих угольных пластов. .

Изобретение относится к горному делу, в частности к разработке угольных пластов сложного строения с раздельной выемкой угля и пород прослоя (одного или нескольких) с кондиционным содержанием других полезных ископаемых, явно отличающихся по физическим характеристикам от угля.

Изобретение относится к горному делу, в частности к селективной выемке угольных пластов, содержащих прослой с кондиционным содержанием железа. .

Изобретение относится к горной промышленности, к способам разработки пологих угольных пластов длинными столбами. .

Изобретение относится к угольной промышленности и может быть применено при проектировании и эксплуатации угольных шахт, отрабатывающих газоносные, пожароопасные пласты.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способу выемки угля из межслоевой толщи, и может быть использовано при разработке мощных пластов полезного ископаемого.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено при разработке полезного ископаемого. .

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при панельной подготовке и разработке пологих и наклонно залегающих угольных пластов малой и средней мощности.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подготовке и отработке тонких и средней мощности пластов. .

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для подготовки угольных пластов к отработке в условиях высокой их метаноносности

Изобретение относится к горному делу, в частности к способу разработки мощных пологих угольных пластов

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способу отработки пологих угольных пластов

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способу разработки пластов малой и средней мощности системой разработки длинными столбами по простиранию

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено при разработке полезного ископаемого

Изобретение относится к комплексному освоению угольных месторождений и может быть применено при разработке угольных пластов, в составе угольного вещества которых присутствуют элементы платиновой группы металлов

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для перехода горных выработок механизированным комплексом при разработке угольных пластов

Изобретение относится к горному делу, к разработке мощных крутонаклонных угольных пластов
Наверх