Способ разработки мощных пожароопасных крутонаклонных угольных пластов

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.

Изобретение относится к механизированной выемке угля из пологих пластов. Способ разработки мощного пласта с выпуском угля подкровельной толщи включает механизированную выемку угля в подсечном слое и выпуск угля подкровельной толщи на забойный конвейер в рабочем пространстве очистного забоя. Подготовку выемочного столба осуществляют проведением слоевых выработок - вентиляционной, транспортной и монтажной камеры - у почвы пласта. Перед монтажом секций крепи определяют преимущественное направление естественных трещин в угольном массиве подкровельной толщи над монтажной камерой, затем в соответствии с планируемым направлением передвижки секций крепи на перекрытии каждой секции крепи устанавливают механический скалыватель, ориентируя его скалывающее ребро перпендикулярно преимущественному направлению естественных трещин в массиве подкровельной толщи. При каждом распоре секции крепи между почвой и потолочиной подсечного слоя скалыватель внедряется в угольный массив подкровельной толщи, ослабляя его и инициируя появление в нем искусственных трещин, ориентированных перпендикулярно естественным. Изобретение позволяет повысить эффективность разработки мощного угольного пласта, снизить вероятность забучивания выпускного окна секции крепи при выпуске. 1 ил.

Группа изобретений относится к забойному конвейеру для подземных горных работ длинными забоями. Технический результат - усовершенствование конструкции верхней части и нижней части желоба линейных рештаков для возможности удерживания и направления скребков и цепи в конвейере. Система добычи материала для шахты содержит машину для вырезки материала и забойный конвейер для транспортировки материала. Забойный конвейер содержит множество расположенных рядом друг с другом линейных рештаков, множество скребков, расположенных в желобе поперек линейных рештаков, и соединительный элемент, проходящий через множество скребков и соединяющий их друг с другом. Каждый линейный рештак включает желоб, имеющий две противоположные боковые стенки, образующие обращенные внутрь части желоба, каждая из которых имеет удлиненную верхнюю часть, имеющую верхнюю поверхность, нижнюю поверхность и по существу вертикальную наружную поверхность, и имеет также по существу вертикальную внутреннюю поверхность, расположенную ниже верхней части. Каждый скребок имеет конец с верхней направляющей поверхностью, обращенной к указанной наружной поверхности желоба, и с нижней направляющей поверхностью, обращенной к указанной внутренней поверхности желоба. Причем боковое движение любого скребка, приводящее к контакту его верхней направляющей поверхности с указанной наружной поверхностью желоба, приводит, по существу одновременно, к контакту его нижней направляющей поверхности с указанной внутренней поверхностью желоба. 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке угольных пластов полезных ископаемых, в том числе с нестандартными условиями залегания угольных пластов, а также находящихся на завершающей стадии открытой разработки и на уже отработанных карьерных полях. Способ комбинированной разработки включает следующие этапы. Этап разработки угольных пластов мощностью до 5 м, на котором открытыми горными работами производят подготовку угольного пласта и площадки. На выровненную площадку устанавливают комплекс открыто-подземной разработки, комплексом открыто-подземной разработки по восходящей траектории производят выемку угля выемочными камерами шириной 4 м и высотой 4.5 м, протяженностью до 300 м, причем угол наклона камер соответствует углу падения пласта и может изменяться в диапазоне от 0 до 25° к горизонтали. Между выемочными камерами по горизонтальной составляющей оставляют барьерный целик шириной 5 м. И этап разработки угольных пластов мощностью более 5 м или пластов, расположенных выше 5-метровой отметки от основания площадки, на котором над выемочными камерами осуществляют бурение скважин диаметром 200-250 мм, протяженностью до 300 м. Изобретение позволяет повысить полноту добычи угля. 4 ил.

Изобретение относится к способам определения газоносности угольных пластов с целью определения коммерческого потенциала угольных месторождений для организации добычи метана из угольных пластов, а также для расчетов ожидаемой газообильности горных выработок угольных шахт. Способ определения газоносности угольных пластов включает отбор проб угольного керна из угольного пласта с помощью съемных керногазонаборников, после подъема керногазонаборника на устье скважины отбирают газ из газосборника, керноприемник с пробой угольного керна отделяют от керногазонаборника и герметизируют заглушками. После чего пробы угольного керна устанавливают в термостат, настроенный на температуру, равную температуре пласта, из которого были отобраны пробы. Определяют объем десорбированного газа с помощью измерительного цилиндра или измерительной бюретки с уравнительной колбой, объем потерянного газа путем построения кривой десорбции и проецирования полученных ранее значений десорбции обратно к началу отсчета времени, а также определяют остаточный газ в угле при трех режимах дегазации до полного извлечения газа: при температуре 60-90°С, при термовакуумировании с нагревом до 60-90°С, после дробления пробы в шаровой мельнице при 60-90°С и вакуумировании. При этом общий уровень газоносности определяют как сумму объемов потерянного, десорбированного и остаточного газа. Техническим результатом является повышение качества и достоверности результатов определения газоносности угольных пластов за счет исключения потерь газа после перебурки пласта и подъеме пробы на поверхность, а также минимизации потерь газа после подъема на поверхность. 2 ил.

Изобретение относится к горному делу. Способ селективной выемки угольного пласта переменной мощности включает подготовку выемочного столба проведением конвейерного и вентиляционного штреков, отбойку и погрузку отбитого угля на забойный конвейер очистным комбайном, разрушение массива подкровельной толщи динамическим воздействием со стороны секции крепи скалывателем и выпуск угля подкровельной толщи на забойный конвейер. Разделение потоков горной массы осуществляют за счет организации временной паузы при их погрузке в транспортное средство - забойный конвейер. При подготовке выемочного столба бурением скважин в массив над выработкой осуществляют контроль мощности и уточнение запасов угля и сырья, содержащего ценные элементы. Выявляют геологические нарушения-пережимы и их пространственную ориентацию в пределах выемочного столба. При подходе к зоне пережима в потолочину бурят ряд наклонных шпуров, собирают буровую мелочь и направляют на анализ. В случае целесообразности выемки пород прослоя пережима, при входе в зону пережима прекращают работу по отбойке и погрузке угля. После очистки забойного конвейера скалывателем динамически воздействуют на породы прослоя пережима, осуществляют их отбойку, выпуск и погрузку на забойный конвейер. После погрузки пород прослоя пережима операции по отбойке и погрузке угля повторяются. Изобретение позволяет повысить эффективность селективной выемки. 7 ил.

Изобретение относится к области разработки угольных месторождений. Способ ступенчатой разработки угля с закладкой в ответвляющихся очистных штреках по типу wangeviry. Главный транспортный штрек и ответвляющиеся очистные штреки располагают согласно способу wangeviry, назначают местоположение многочисленных ответвляющихся очистных штреков на многочисленных стадиях разработки и проводят ступенчатую разработку согласно разделению на многочисленные стадии разработки, и угольные целики не резервируются между ответвляющимися очистными штреками. Главный транспортный штрек является основным транспортным путем, и ответвляющиеся очистные штреки являются штреками разработки угля. Во всех ответвляющихся очистных штреках последовательно выполняют выемку способом ступенчатой разработки согласно проектной последовательности разработки, а также последовательную и своевременную закладку. Угольные залежи, в которых не выполняют выемку, или заложенные ответвляющиеся очистные штреки применяют, как опоры для несения кровли с двух сторон ответвляющихся очистных штреков. В ответвляющихся очистных штреках последовательно выполняют выемку в нескольких стадиях разработки, и в итоге реализуют разработку без угольных целиков. Способ позволяет осуществлять эффективный контроль вызванных разработкой трещин покрывающих слоев и просадки поверхности грунта, обеспечивая безопасную и эффективную очистную выработку сдавленного угля под зданиями, железными дорогами и водными объектами, и эффективный контроль просадки поверхности грунта. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области горного дела. Способ раздельной разработки и транспортировки мощных угольных пластов с пустой породой и засыпки выработанного пространства пустой породой включает прокладку транспортного штрека (1) и дорожного полотна (2), расположенных параллельно в шахте. Соединение транспортного штрека и дорожного полотна с образованием открытого забоя. Использование полностью механизированной технологии угледобычи с твердой закладкой для добычи угля и засыпки выработанного пространства в ходе угледобычи. Последовательную разработку угольного пласта и пустой породы слоями в направлении сверху вниз. Транспортировку угля вниз к транспортному штреку через передний скребковый конвейер (10) и транспортировку угля из очистного забоя с помощью ленточного конвейера (5) в транспортный штрек. Во время добычи пустой породы использование обратного хода переднего скребкового конвейера для транспортировки пустой породы к дорожному полотну, транспортировки пустой породы к выработанному пространству (14) с помощью обратного хода погрузчика пустой породы (6) и подающего скребка (7) на дорожном полотне и засыпку пустой породы в выработанное пространство (14) с помощью скребкового конвейера (12). Способ улучшает качество и степень извлечения угля. 7 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подготовке и отработке мощных пологих угольных пластов наклонными слоями с обрушением пород кровли. Способ включает совместную отработку слоев по простиранию в обратном порядке с применением механизированных комплексов и выемку межслоевой толщи комбайном, расположенным на забойном конвейере механизированного комплекса нижнего слоя. После выемки угля в верхнем слое на величину захвата рабочим органом комбайна осуществляют передвижку крепи с одновременной выдвижкой домкратами козырька расположенного в основании механизированной крепи верхнего комплекса, в сторону выработанного пространства, после чего начинают выемку угля комбайном в нижнем слое и целика, оставленного в межслоевой пачке. При этом межслоевую пачку помимо выдвижного козырька отделяют от обрушенных пород ограждениями, а после выемки угля выдвижные козырьки и ограждения вместе с секциями крепи нижнего слоя передвигают к забою и снова начинают выемку угля в верхнем слое. Изобретение позволяет повысить безопасность и концентрацию ведения работ. 6 ил.

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 которых по падению определяют из выражения: H≥M, где M - вынимаемая мощность пласта. 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.

Наверх