Способ слоевой отработки мощных пологих угольных пластов



Способ слоевой отработки мощных пологих угольных пластов

 


Владельцы патента RU 2490458:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" (RU)

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке мощных пологих пластов полезных ископаемых, главным образом угольных, слоевыми системами разработки в нисходящем порядке. Способ слоевой отработки мощных пологих угольных пластов включает разделение пласта на слои, разделение слоев на столбы полезного ископаемого, отработку слоев длинными очистными забоями в нисходящем порядке с оставлением межслоевой пачки и проведением подготовительных вентиляционных и откаточных выработок верхнего слоя и оставлением межстолбовых целиков. Подготовку надработанного слоя вынимаемого пласта осуществляют парными выработками, а именно участковой вентиляционной и разгружающей у вентиляционной выработки, участковой конвейерной и разгружающей у конвейерной выработки, и разгружающие выработки проходят без крепления с опережением участковых выработок, при этом расстояние между парными выработками и величину опережения забоев разгружающих выработок над забоями участковых выработок определяют по формулам. Технический результат - повышение устойчивости и технологичности проведения выработок надработанного слоя, уменьшение потерь полезного ископаемого при отработке нижних слоев. 1 ил.

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке мощных пологих пластов полезных ископаемых, главным образом угольных, слоевыми системами разработки в нисходящем порядке.

Известен способ слоевой разработки пологозалегающих пластов полезных ископаемых (Фрянов В.Н., Чубриков А.В. Обоснование параметров технологии подготовки и отработки мощных пологих пластов: Новокузнецк: СибГИУ, 2002. 216 с.). Данный способ включает отработку пласта наклонными слоями с обрушением пород кровли и ведением очистных работ длинными столбами с использованием механизированных комплексов.

Недостатками данного способа являются большие издержки на поддержание выработок нижнего слоя в эксплуатационном состоянии при ведении работ на больших глубинах и потери полезного ископаемого в целиках.

Известен способ разработки мощных пологих пластов полезных ископаемых (патент RU №2403386, д.п. 09.04.2009), включающий деление на слои, проведение подготовительных выработок в верхнем и нижнем слоях, крепление подготовительных выработок. Отработку слоев производят в нисходящем порядке лавами. Подготовительные выработки нижнего слоя проходят под краевой частью пласта, сформировавшейся при отработке лав верхнего слоя. До проведения подготовительных выработок нижнего слоя производят ослабление краевой части пласта над трассой проведения подготовительных выработок нижнего слоя путем, например, бурения по пласту скважин или создания в пласте щели. Подготовительные выработки нижнего слоя крепят анкерами, при этом глубину ослабления пласта принимают больше ширины подготовительной выработки нижнего слоя.

Недостатком данного способа являются значительные затраты на поддержание подготовительных выработок нижнего слоя и невозможность обеспечения удовлетворительного состояния данных выработок при ведении горных работ на больших глубинах вследствие действия повышенных горизонтальных напряжений со стороны межлавного целика.

Известен способ слоевой отработки мощных пологих пластов полезных ископаемых на больших глубинах (патент RU №2375575, д.п. 07.05.2008), выбираемый в качестве прототипа, включающий разделение пласта на слои, разделение слоев на столбы полезного ископаемого, отработку столбов длинными очистными забоями в нисходящем порядке с оставлением межслоевой пачки и проведением подготовительных вентиляционных и откаточных выработок нижнего слоя со смещением в сторону отработанного пространства относительно выработок первого слоя и оставлением межстолбовых целиков. Перед началом ведения очистных работ в верхнем слое из подготовительных выработок верхнего слоя создают разгружающую щель в направлении нижнего слоя.

Недостатком данного способа являются: значительные потери полезного ископаемого в нижнем слое из-за смещения подготовительных выработок в сторону отработанного пространства относительно выработок первого слоя и оставлением межстолбовых целиков, длительное время и высокая трудоемкость создания разгрузочной щели, необходимость увязки работ по созданию щели и очистных работ в лаве.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение устойчивости и технологичности проведения выработок надработанного слоя, уменьшение потерь полезного ископаемого при отработке нижних слоев.

Технический результат достигается тем, что в способе слоевой отработки мощных пологих угольных пластов, включающем разделение пласта на слои, разделение слоев на столбы полезного ископаемого, отработку слоев длинными очистными забоями в нисходящем порядке с оставлением межслоевой пачки и проведением подготовительных вентиляционных и откаточных выработок надработанного слоя и оставлением межстолбовых целиков, подготовку надработанного слоя вынимаемого пласта осуществляют парными выработками, а именно, участковой вентиляционной и разгружающей у вентиляционной выработки, участковой конвейерной и разгружающей у конвейерной выработки, и разгружающие выработки проходят без крепления с опережением участковых выработок, при этом расстояние между парными выработками определяют по формуле:

x m н 2 + H 1 2 0 + h н ,

где x - расстояние между парными выработками, м,

mн - мощность надработанного слоя, м,

H - глубина ведения горных работ, м,

hн - высота угольной потолочины над разгружающей выработкой, м,

а величину определяют по формуле

y≥2·(x+a+b),

где y - опережение забоев разгружающих выработок над забоями участковых выработок, м,

a - ширина участковой выработки, м,

b - ширина разгружающей выработки, м.

Подготовка надрабатываемого слоя выемочного пласта с использованием парных выработок позволяет применить проветривание проводимых подготовительных выработок на участке до ближайшей к забою сбойки за счет общешахтной депрессии, а так же существенно снизить затраты на проведение выработки за счет изменения паспорта крепления (уменьшения шага установки рам крепи) благодаря проведению выработки в части массива разгруженной от опорного давления.

Изобретение поясняется схемой на фиг.1. Способ подготовки надработанных слоев, где изображено:

1 - погашенная вентиляционная выработка верхнего слоя;

2 - разгружающая выработка у вентиляционной выработки;

3 - участковая вентиляционная выработка надработанного слоя;

4 - межстолбовой целик;

5 - надработанный слой отрабатываемого участка;

6 - выработанное пространство верхнего слоя;

x - расстояние между парными выработками;

y - опережение забоя разгружающей выработки над забоем участковой выработки;

7 - погашенная конвейерная выработка верхнего слоя;

8 - разгружающая выработка у конвейерной выработки;

9 - участковая конвейерная выработка надработанного слоя;

10 - сбойка.

Способ слоевой отработки мощных пологих угольных пластов осуществляют следующим образом. Подготовку надрабатываемого слоя выемочного пласта производят парными выработками: участковой вентиляционной 3 и разгружающей 2, а так же участковой конвейерной 9 и разгружающей 8, при этом разгружающие выработки 2 и 8 проходят с опережением y, м основных участковых выработок 3, 9, причем величину опережения забоев разгружающих выработок над забоями участковых выработок определяют по формуле: y≥2·(x+a+b), где x - расстояние между парными выработками; a - ширина участковой выработки; b - ширина разгружающей выработки. Из пары выработок, ближайшая к краевой части целика, является разгружающей и не используется для транспортировки и прохода людей, поэтому ее не крепят или для ее крепления применяют рамную деревянную крепью с возможностью последующего извлечения, либо используют анкерное крепление. За счет опережения забоев разгружающих выработок над забоями участковых выработок, участковые выработки проводятся в части массива разгруженной от опорного давления и не испытывают негативного влияния повышенных горизонтальных напряжений. Расстояние x, м между разгружающими и участковыми выработками определяют по формуле

x m н 2 + H 1 2 0 + h н ,

где mн - мощность надработанного слоя; H - глубина ведения горных работ; mн - высота угольной потолочины над разгружающей выработкой. В результате проведения разгружающей выработки также производится выемка полезного ископаемого, что позволяет сократить потери в надработанном слое. Участковые выработки 3 и 9 крепят, например, металлической арочной крепью и располагают под выработанным пространством 6 надрабатываемого слоя 5. Разгружающие выработки 2 и 8 крепят, например, рамной деревянной крепью с возможностью последующего извлечения или анкерной крепью.

Далее работы ведутся в соответствии с известными схемами. Пласт отрабатывают наклонными слоями с обрушением пород кровли и ведением очистных работ длинными столбами с использованием механизированных комплексов и опережением забоя верхнего слоя с оставлением межстолбовых целиков полезного ископаемого и расположением конвейерных и вентиляционных слоевых выработок под обрушенными породами относительно выработок верхнего слоя.

Способ использован при отработке запасов мощных пологих пластов угля на шахтах Кузбасса. С увеличением глубины ведения горных работ эффективность использования заявляемого способа возрастает.

Таким образом, способ позволяет повысить устойчивость и технологичность проведения выработок надработанного слоя, уменьшить потери полезного ископаемого при отработке нижних слоев.

Способ слоевой отработки мощных пологих угольных пластов, включающий разделение пласта на слои, разделение слоев на столбы полезного ископаемого, отработку слоев длинными очистными забоями в нисходящем порядке с оставлением межслоевой пачки и проведением подготовительных вентиляционных и откаточных выработок верхнего слоя и оставлением межстолбовых целиков, отличающийся тем, что подготовку надработанного слоя вынимаемого пласта осуществляют парными выработками, а именно участковой вентиляционной и разгружающей у вентиляционной выработки, участковой конвейерной и разгружающей у конвейерной выработки, и разгружающие выработки проходят без крепления с опережением участковых выработок, при этом расстояние между парными выработками определяют по формуле:
x m н 2 + H 1 2 0 + h н ,
где х - расстояние между парными выработками, м,
mн - мощность надработанного слоя, м,
H - глубина ведения горных работ, м,
hн - высота угольной потолочины над разгружающей выработкой, м,
а величину опережения забоев разгружающих выработок над забоями участковых выработок определяют по формуле:
y≥2·(х+a+b),
где y - опережение забоев разгружающих выработок над забоями участковых выработок, м
a - ширина участковой выработки, м,
b - ширина разгружающей выработки, м.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке свиты сближенных пологих и наклонных пластов угля, находящихся в условиях многолетней мерзлоты.

Изобретение относится к горному делу, а именно к подэтажной разработке мощных крутых угольных пластов с разупрочнением межслоевой толщи угля: вибросейсмовоздействием, гидроразрывом, буровзрывным и др.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам вентиляции при подземной разработке свиты высокогазоносных пластов угля. .
Изобретение относится к подземной разработке месторождений полезных ископаемых, склонных к газо- и геодинамическим явлениям, в частности к скважинной разработке угольных месторождений.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для вскрытия и разработки Эльгинского каменноугольного месторождения в Республике Саха (Якутия).

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при отработке угольных пластов при входе механизированного комплекса в демонтажную камеру в широком диапазоне условий залегания угольных пластов.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано в лавах с механизированными комплексами при отработке газоносных пластов с труднообрушающейся кровлей в широком диапазоне условий залегания угольных пластов.

Изобретение относится к горному делу, используется при разработке указанных угольных пластов. .

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при отработке газоносных пластов в лавах с мехкомплексами. .

Изобретение относится к горному делу, к механизированной разработке мощных крутонаклонных угольных пластов. .

Изобретение относится к горному делу, в частности к системам разработки сближенных высокогазоносных угольных пластов. Техническим результатом является повышение эффективности удаления метана, повышение нагрузки на очистной забой и повышение безопасности очистных работ по газовому фактору. Способ заключается в определении протяженности зон активного газовыделения, подготовку выемочных столбов путем проведения и крепления конвейерных и вентиляционных выработок по массиву горных пород, отработку выемочных столбов и удаление метана по дегазационным скважинам. При этом протяженность зон активного газовыделения определяют по изменению объемных деформаций массива горных пород. Причем значения объемных деформаций массива горных пород получают численными методами на основе анализа компонентов тензоров деформаций и напряжений с учетом временного фактора. Тензорной характеристикой является газопроницаемость горных пород в условиях естественного их залегания. Осуществляют оценку средних значений величин газопроницаемости массива горных пород по приведенному математическому выражению. После определения протяженности зон активного газовыделения, с учетом полученных данных, выбирают схемы бурения скважин, их диаметр и число. 6 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке пластов полезных ископаемых лавами, оборудованными очистными механизированными комплексами. Способ разработки пластов полезных ископаемых включает разделение отрабатываемого участка шахтного поля на столбы полезного ископаемого, подготовку столбов путем проведения участковых подготовительных выработок, отработку столбов лавами, оборудованными механизированными комплексами, и демонтаж механизированных комплексов в демонтажных камерах после прекращения в лавах очистных работ. При расстоянии между лавой и местом расположения демонтажной камеры, большем ширины зоны повышенных напряжений, возникающих впереди забоя лавы, на границе отрабатываемого столба впереди забоя лавы проходят вспомогательную демонтажную выработку. Производят ослабление пласта в области, прилегающей к вспомогательной демонтажной выработке со стороны лавы, путем, например, бурения по пласту скважин. Очистные работы в лаве продолжают до вскрытия ее забоем вспомогательной демонтажной выработки. При этом ширину зоны ослабленного пласта в области, прилегающей к вспомогательной демонтажной выработке со стороны лавы, определяют из выражения. Техническим результатом заявляемого способа является уменьшение затрат, связанных с демонтажем механизированного комплекса, сокращение времени выполнения демонтажных работ и повышение их безопасности. 2 ил.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для безлюдной выемки крутых и наклонных пластов угля. Сущность изобретения заключается в том, что сначала проводят подготовительные полевые выработки - этажные откаточный и вентиляционный штреки с одинаковыми геодезическими отметками, блоковые квершлаги и аккумулирующие штреки с уклоном под самотечный гидротранспорт, бурят вскрывающие скважины под прямым углом к плоскости паста, затем гидравлическим способом вымывают щелевые врубы. Этажные откаточный и вентиляционный штреки проходят на одинаковых геодезических отметках для формирования схемы проветривания с горизонтальной депрессией. Площадь щелевых врубов увеличивают до инициирования процесса самообрушения нависающего массива в очистной камере. Дно очистной камеры формируют вымыванием щелевых врубов с уклоном, обеспечивающим накопление обрушенного угля самотеком. Обрушенный уголь магазинируют для управления сдвижением боковых пород в очистной камере. Смежные с выработанным пространством камеры отделяют ограждающими целиками. Негабариты дробят и периодически дозированно выгружают угольную массу в аккумулирующий штрек для обеспечения продвижения забоя камеры по восстанию. Техническим результатом изобретения является исключение утечек воздуха через выработанное пространство, снижение засорения угля обрушенными породами, повышение надежности функционирования очистных забоев и безопасности труда. 2 ил.

Изобретение относится к горному делу, к комплексному освоению угольных месторождений. Способ включает детальное изучение вещественного состава угольных пластов на предмет выявления металлов платиновой группы, подлежащих попутному извлечению. Производят селективную выемку угля и при этом уголь с повышенным содержанием осмия обособленно поставляют на углесжигающее предприятие, в качестве которого может быть использована котельная угледобывающего предприятия. Осмийсодержащий уголь сжигают в топке низкотемпературного кипящего слоя водогрейного или парового котла с не менее чем двукратным избытком подаваемого для горения воздуха по сравнению с теоретически необходимым, температуру в объеме кипящего слоя поддерживают на уровне 800±50°С. Газообразные продукты сгорания направляют в эмульгатор, в котором из них сначала удаляют крупные золовые частицы, затем им обеспечивают контакт с раствором щелочи типа NaOH; продукты взаимодействия дымовых газов с раствором щелочи выводят из эмульгатора и направляют на восстановление осмия до металла. Изобретение позволяет повысить эффективность комплексного освоения месторождений энергетических углей. 1 ил.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для безлюдной выемки крутых и наклонных пластов угля. Устройство содержит станок с гидроприводом возвратно-поступательного и возвратно-поворотного перемещения, двухканальный трубчатый став, струйный рабочий орган, систему подвода и распределения напорной жидкости. Рабочий орган оснащен основным и вспомогательными струеформирующими стволами с насадками и обособленными каналами подвода напорной жидкости к ним. Основной ствол установлен под углом 90°, а вспомогательные стволы - под углами соответственно 45° и 3-10° к продольной оси рабочего органа. Подача напорной жидкости к каналам регулируется двухпозиционным распределителем, установленным на валу гидропривода возвратно-поворотного перемещения. Обеспечивает упрощение конструкции, повышение надежности конструкции, а также повышение безопасности и производительности труда. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области горного дела, к способам разработки шахтных полей по системе разработки «Длинные столбы по простиранию». Способ включает выемку угля в длинном очистном забое обратным ходом, проветривание очистного забоя, управление горным давлением обрушением пород кровли в выработанном пространстве, сбор шахтных вод в нижних точках шахты и подачу водного раствора антипирогена в выработанное пространство. Выемочные столбы отрабатывают попеременно обратным и прямым ходом. Заранее сооружают демонтажную техосмотровую и монтажную камеры соосно. Загоняют очистной механизированный комплекс - ОМК в демонтажную камеру без распора в кровлю камеры. Перегоняют поблочно тройками элементами комплекса из демонтажной камеры в монтажную, попутно осуществляют текущий ремонт по пути движения блоков в камере техосмотра, при этом используют механизмы передвижения распорно-скользяще-скользящего - РСС типа с автономным энергопитанием каждого блока. В качестве механизма передвижения распорно-скользяще-скользящего - РСС типа используют те же секции крепи ОМК и их взаимосвязь через цилиндры передвижки с соответствующим рештаком лавного конвейера. На период демонтажа из них образуют n-е количество автономных блоков «тройка» с попеременным перемещением 3-х секций крепи без распора относительно 3-х рештаков, выполняющих функции жесткой балки. Способ ускоряет заводку ОМК в демонтажную камеру, позволяет без технических средств по доставке осуществить перемонтаж своим ходом из лавы в лаву ОМК поблочно тройками, осуществить перемонтаж длиной лавы в 450 м за 10 суток, 300 м за 5-7 суток, что позволит увеличить производительность использования ОМК. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к горному делу, в частности к механизированной разработке мощных крутонаклонных угольных пластов в наклонных слоях по щитовой системе разработки с выпуском угля межслоевой пачки. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности и безопасности разработки мощных крутонаклонных угольных пластов за счет использования средств механизации ведения очистных работ пластов средней мощности и организации выпуска угля межслоевой пачки с завальной стороны крепи в рабочее пространство слоя у почвы пласта. Способ слоевой разработки мощного крутонаклонного угольного пласта с выпуском межслоевой пачки включает подготовку выемочного столба проведением конвейерного и вентиляционного штреков, подготовку выемочной полосы проведением углеспускных и вентиляционных выработок от конвейерного до вентиляционного штрека, выемку монтажной камеры на сопряжении выемочной полосы с вентиляционным штреком с разделением пласта по мощности на два наклонных слоя с оставлением межслоевой пачки. В монтажной камере на почве каждого слоя монтируют секции крепи, а на почве слоя у кровли пласта - гибкое перекрытие в виде сетки, которое покрывает межслоевую пачку и секцию крепи, установленную на почве пласта. В качестве очистного оборудования принимают секции агрегатированной крепи с исполнительным органом. При этом исполнительный орган выполнен в виде горизонтально ориентированного барабана с зубками. С завальной стороны каждая секция снабжена дополнительным режущим органом для нарезания щели ослабления. Выемку и транспортирование отбитого угля вдоль линии очистного забоя осуществляют в наклонных слоях у кровли и почвы пласта шнековыми исполнительными органами агрегатированных секций крепи. Межслоевую пачку делят на порции по мере подвигания очистного забоя слоя у почвы пласта путем нарезания щелей ослабления над каждой секцией крепи, разрушают давлением обрушенных пород за перекрытием и выпускают в рабочее пространство слоя у почвы пласта в пространстве между стойками секций крепи. Стойки секций крепи установлены на почве пласта. 3 ил.

Изобретение относится к горному делу, в частности к разработке наклонных угольных пластов. Способ включает подготовку шахтного поля столбами по системе разработки «Длинные столбы по простиранию» с применением очистных механизированных комплексов - ОМК, диагональное проведение вскрывающих горных выработок с углом наклона в пределах техусловий транспортных средств по выдаче полезных ископаемых, выемку угля в длинном очистном забое обратным ходом с проведением монтажной камеры, демонтажной камеры, комплексом и техосмотром при перемонтаже на промплощадке, управление горным давлением обрушением пород кровли в выработанном пространстве, сбор шахтных вод в нижних точках шахты и подачу водного раствора антипирогена в выработанное пространство. Разработку столбов осуществляют при расположении линии очистного забоя с ОМК, демонтажной, техосмотровой и монтажной камер параллельно вскрывающим горным выработкам как при прямом, так и при обратном ходе очистного забоя. Изобретение позволяет обеспечить полноту извлечения запасов в пределах шахтного поля и эффективность использования ОМК. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке сближенных угольных пластов на участках шахтных полей, осложненных дизъюнктивными геологическими нарушениями в условиях высокой газоносности угля и массива вмещающих пород. Способ включает опережающую отработку нижерасположенных защитных пластов угля, разделение пласта на столбы, подготовку столба сдвоенными подготовительными выработками с оставлением между ними целиков угля, отработку столба лавой с обрушением пород кровли в выработанном пространстве, погашение одной подготовительной выработки за лавой и поддержание второй подготовительной выработки за лавой для повторного ее использования при отработке смежного столба. При отработке сближенных пластов на участках шахтных полей, осложненных дизъюнктивными геологическими нарушениями, определяют ориентацию дизъюнктивных геологических нарушений в пространстве. Сдвоенные подготовительные выработки проходят в лежачем боку дизъюнктивного геологического нарушения параллельно линии пересечения защитного пласта с плоскостью сместителя дизъюнктивного геологического нарушения. Границу столба и подготовительной выработки, погашаемой за лавой, располагают по линии пересечения защитного пласта с плоскостью сместителя дизъюнктивного геологического нарушения. Техническим результатом заявляемого способа является повышение эффективности дегазации защищаемого пласта, снижение затрат на поддержание подготовительных выработок защитного пласта и повышение эффективности очистных работ по защитному нижерасположенному пласту. 2 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для комплексного освоения месторождений бурого угля. Технический результат заключается в обеспечении эффективного комплексного использования месторождений бурого угля и комплексной защите окружающей среды от воздействия технологического процесса. Способ комплексного освоения месторождений бурого угля включает деление месторождения на блоки, бурение дренажных скважин и подземную газификацию угля, растворение золошлаковых остатков угля и откачку продуктивного раствора на поверхность для последующей экстракции ценных компонентов, заполнение выработанного пространства блока закладочным материалом. Бурят 6 рядов вертикальных скважин, расположенных в блоке друг от друга на расстоянии 20…25 м, которые последовательно используют как дренажные, продуктивные для газификации угля, для растворения и извлечения золошлаковых остатков угля и для нагнетания закладочной смеси. В каждом ряду располагают 10…12 вертикальных скважин на расстоянии 15…20 м друг от друга. Откачивают подземную воду и через узел водоподготовки направляют к потребителю. Газ подземной газификации угля очищают от примесей в узле очистки энергетического газа и сжигают в локальной газовой электростанции. Образующийся диоксид углерода нагнетают в закладочный массив посредством узла аккумулирования, а продуктивный раствор очищают от твердых примесей и откачивают по трубопроводу к химико-технологическому узлу, связанному с закладочным комплексом посредством узла неутилизированных отходов. 1 ил., 2 табл.
Наверх