Способ разработки мощных пожароопасных крутонаклонных угольных пластов



Способ разработки мощных пожароопасных крутонаклонных угольных пластов
Способ разработки мощных пожароопасных крутонаклонных угольных пластов

 


Владельцы патента RU 2568447:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) (RU)

Способ разработки мощных пожароопасных крутонаклонных угольных пластов относится к горному делу. Способ разработки включает деление пласта на слои по падению, отработку каждого слоя с делением на выемочные блоки. Каждый выемочный блок ограничивают по ширине пласта межблочными воздухонепроницаемыми перемычками и по падению пласта границей деления слоя на горизонты. Доставку отбитого угля осуществляют до углеспускной печи и далее через откаточный штрек на погрузочный комплекс шахты. При делении слоя по падению на горизонты между блоками оставляют межгоризонтные целики угля, высоту H (м) которых по падению определяют из выражения: H≥(2,1÷3,5)M, где M - вынимаемая мощность пласта (м). Межгоризонтные целики возводят искусственным образом при подготовке выемочных блоков к отработке. Изобретение позволяет повысить безопасность отработки мощных пожароопасных крутонаклонных угольных пластов путем уменьшения вероятности проникновения воздуха в отработанное пространство вышележащего горизонта. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Заявляемое техническое решение относится к горному делу, а именно к разработке мощных пожароопасных крутонаклонных угольных пластов.

Известна слоевая система разработки мощных угольных пластов (Основы горного дела / П.В. Егоров, Е.А. Бобер, Ю.Н. Кузнецов и др. - Москва: Издательство Московского государственного горного университета, 2000. - С. 257), включающая деление пласта на наклонные слои, отработку слоев в нисходящем порядке. Отработку слоев ведут столбовыми системами разработки с подвиганием очистного забоя по падению пласта с делением на горизонты. В слоях для подготовки к очистной выемке проводят необходимые выработки, в том числе углеспускные печи для доставки отбитого угля, выполняют один на несколько слоев откаточный штрек, который является частью погрузочного комплекса шахты.

Указанная технология характеризуется значительными потерями в недрах угля, высокой пожароопасностью и, как следствие этого, низкими технико-экономическими показателями.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому способу является способ разработки мощных крутонаклонных угольных пожароопасных пластов с обрушением кровли (патент РФ №2263213, МПК E21C 41/18, опубл. 27.10.2005, бюл. №30), согласно которому делят пласт на слои по падению, отрабатывают каждый слой с делением на выемочные блоки, при этом каждый выемочный блок ограничивают по ширине пласта межблочными воздухонепроницаемыми перемычками и по падению пласта границей деления слоя на горизонты, доставляют отбитый уголь до углеспускной печи и далее через откаточный штрек на погрузочный комплекс шахты.

Указанный способ характеризуется повышенной опасностью при отработке пожароопасных участков пластов. Наличие воздушных потоков между выработанным пространством и шахтной атмосферой в условиях крутонаклонных угольных пластов может привести к эндогенным возгораниям углей.

Технический результат - повышение безопасности отработки мощных пожароопасных крутонаклонных угольных пластов путем уменьшения вероятности проникновения воздуха в отработанное пространство вышележащего горизонта.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе разработки мощных пожароопасных крутонаклонных угольных пластов, включающем деление пласта на слои по падению, отработку каждого слоя с делением на выемочные блоки, при этом каждый выемочный блок ограничивают по ширине пласта межблочными воздухонепроницаемыми перемычками и по падению пласта границей деления слоя на горизонты, доставку отбитого угля до углеспускной печи и далее через откаточный штрек на погрузочный комплекс шахты, согласно заявляемому техническому решению при делении слоя по падению на горизонты между блоками оставляют межгоризонтные целики угля, высоту H (м) которых по падению определяют из выражения:

H≥(2,1÷3,5)M,

где M - вынимаемая мощность пласта (м).

Указанный технический результат достигается также и тем, что межгоризонтные целики возводят искусственным образом при подготовке выемочных блоков к отработке.

Предлагаемый способ иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображена схема по линии простирания пласта, на фиг. 2 приведен фрагмент участка пласта вкрест простирания (сечение А-А).

При разработке мощных пожароопасных крутонаклонных угольных пластов делят пласт на слои по падению, отрабатывают каждый слой с делением на выемочные блоки 1, при этом каждый выемочный блок ограничивают по ширине пласта межблочными воздухонепроницаемыми перемычками 2 и по падению пласта границей деления слоя на горизонты, доставляют отбитый уголь до углеспускной печи 3 и далее через откаточный штрек 4 на погрузочный комплекс шахты. При делении слоя по падению на горизонты между блоками оставляют межгоризонтные целики угля 5, высоту H (м) которых по падению определяют из выражения:

H≥(2,1÷3,5)M,

где M - вынимаемая мощность пласта (м).

Межгоризонтные целики 5 в иных случаях возводят искусственным образом при подготовке выемочных блоков к отработке.

Раскрытие предлагаемого способа разработки мощных пожароопасных крутонаклонных угольных пластов.

При подземной разработке угольные пласты с мощностью более 3,5 м и углом падения 35°…55° классифицируются как мощные крутонаклонные. При этом с возрастанием мощности и угла падения под воздействием временно удерживаемых обрушенных пород и кровли уменьшаются сжимающие и возрастают сдвиговые факторы в напряженном состоянии массива угольного пласта. При этом прочность на сдвиг угля как горной породы составляет примерно 30% прочности на сжатие. Поэтому для мощных пожароопасных крутонаклонных угольных пластов необходимо оставлять такие межгоризонтные целики угля, высота которых по падению пласта гарантированно обеспечивает сохранение (при наличии соответствующего напряженного состояния под воздействием временно удерживаемых обрушенных пород и кровли) целостность их ядер, обеспечивающих непроницаемость для воздушных потоков между выработанным пространством и шахтной атмосферой в рабочей зоне выемочного участка. Граничные коэффициенты 2,1 и 3,5 установлены с учетом запаса прочности и при изменении горно-геологических условий залегания пласта могут быть скорректированы, при этом более высокие значения принимаются для пластов с большим углом падения.

Например, при отработке угольного пласта средней мощностью 10 м со средним углом падения 37° получаем высоту межгоризонтного целика по падению:

Н≥2,1·10=21 м,

округляя которую, можем принять H=25 м.

При отработке угольного пласта средней мощностью 11 м со средним углом падения 42°, используя интерполяцию внутри заявляемого интервала, получаем высоту межгоризонтного целика по падению:

H≥2,6·11=28,6 м,

округляя которую, можем принять H=30 м.

При отработке угольного пласта средней мощностью 5 м со средним углом падения 50° получаем высоту межгоризонтного целика по падению:

H≥3,5·5=17,5 м,

округляя которую, можем принять H=20 м.

При наличии на шахте закладочного комплекса с литой твердеющей закладкой угольные целики могут быть заменены искусственно возведенными в процессе подготовки выемочного блока к очистной выемке.

Технический результат заявляемого способа обеспечивается влиянием существенных признаков:

1) за счет оставления при делении слоя по падению на горизонты между блоками межгоризонтных целиков угля достигается воздухонепроницаемость в рабочей зоне выемочного участка угольного пласта, уменьшается вероятность проникновения воздуха в отработанное пространство вышележащего горизонта и, следовательно, повышается безопасность отработки мощных пожароопасных крутонаклонных угольных пластов;

2) за счет назначения для межгоризонтных целиков высоты по падению, учитывающей физико-механические и горно-технические характеристики мощных крутонаклонных угольных пластов, диапазон величин которой гарантирует целостность ядер вышеназванных целиков, достаточных для временного удерживания обрушенных пород и кровли, благодаря чему также уменьшается вероятность проникновения воздуха в отработанное пространство вышележащего горизонта и, следовательно, также повышается безопасность отработки мощных пожароопасных крутонаклонных угольных пластов.

1. Способ разработки мощных пожароопасных крутонаклонных угольных пластов, включающий деление пласта на слои по падению, отработку каждого слоя с делением на выемочные блоки, при этом каждый выемочный блок ограничивают по ширине пласта межблочными воздухонепроницаемыми перемычками и, по падению пласта, границей деления слоя на горизонты, доставку отбитого угля до углеспускной печи и далее через откаточный штрек на погрузочный комплекс шахты, отличающийся тем, что при делении слоя по падению на горизонты между блоками оставляют межгоризонтные целики угля, высоту H (м) которых по падению определяют из выражения:
H≥(2,1÷3,5)M,
где M - вынимаемая мощность пласта (м).

2. Способ разработки по п. 1, отличающийся тем, что межгоризонтные целики возводят искусственным образом при подготовке выемочных блоков к отработке.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к подземной разработке месторождений полезных ископаемых, склонных к внезапным выбросам угля и газа, и в частности к скважинной разработке угольных месторождений.

Способ открыто-подземной разработки свиты крутонаклонных угольных пластов включает деление горного отвода на участки, на дневной поверхности каждого участка сооружают рабочую площадку путем удаления наносов над внутренним пластом нерабочей мощности.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для разработки мощных пологих пластов угля. Способ разработки мощных пологих угольных пластов включает подготовку выемочного столба, монтаж механизированного комплекса, подрезку нижнего слоя пласта очистным комбайном, разрушение подкровельной толщи тонкими гидравлическими струями, выпуск горной массы на подзавальный конвейер.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подготовке и отработке мощных пологих угольных пластов наклонными слоями с обрушением пород кровли.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке полезного ископаемого. Способ улавливания метана при отработке угольных пластов с помощью механизированного комплекса включает отработку угольного пласта с использованием секций механизированной крепи с коробчатыми верхними перекрытиями забойного конвейера и комбайна.

Изобретение относится к горному делу, к разработке крутых угольных пластов. Способ по щитовой системе разработки включает полевую подготовку выемочного поля пласта, вскрываемого проведением транспортных и вентиляционных квершлагов, деление выемочного поля по простиранию пласта на ограниченные по ширине выемочные полосы проведением двух наклонных выработок, проведение монтажной камеры на уровне вентиляционного штрека, монтаж в ней секционного щитового перекрытия, проведение углеспускных скважин, выемку угля под щитовым перекрытием и самотечный транспорт отбитого угля по углеспускным скважинам до транспортного штрека.

Изобретение относится к горному делу, к механизированной разработке крутопадающих угольных пластов средней мощности полосами по падению. Способ включает подготовку выемочного столба и выемочной полосы проведением выработок.

Изобретение относится к комплексному освоению угольного месторождения при подземной газификации угля. Способ комплексного освоения угольного месторождения включает бурение системы дутьевых и газоотводящих скважин, гидравлически связанных между собой по угольному пласту, осуществление через них гидродинамического воздействия с образованием зоны искусственных полостей и трещин и огневого воздействия на угольный пласт с образованием очага горения, перемещаемого от дутьевой скважины в сторону газоотводящей скважины, получение сырого генераторного газа, охлаждение его до температуры ниже температуры конденсации компонентов, входящих в состав сырого газа, и получение вместе с очищенным газом других полезных компонентов.

Изобретение относится к горной промышленности, к разработке сближенных пологих пластов. Способ включает проходку выемочных штреков по двум пластам, сбиваемых уклонами, проветривание тупиковых забоев вентиляционными установками местного проветривания и подачу отбитой руды от проходки выемочных штреков по верхнему пласту через рудоспускные скважины на конвейерную линию, смонтированную на нижнем пласте.

Изобретение относится к устройству промплощадок шахт угольных шахт и рудников. Угольнопородный технологический комплекс промплощадки включает машинное здание наклонного ствола со зданием углеподготовки, углепородную галерею, породный бункер, стрелу рассеяния угля на склад, приемные воронки с выходом на станцию погрузки угля в вагоны.
Наверх