Способ разработки пологих и наклонных мощных угольных пластов при гидродобыче

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а именно для разработки пологих и наклонных мощных угольных пластов с применением гидромеханизации. Способ разработки пологих и наклонных мощных угольных пластов включает блоковую подготовку и очистную гидромониторную выемку из последних, при этом пласт в пределах отрабатываемого столба перед очистной выемкой разупрочняют проведением у почвы по схеме камерной системы разработки разгрузочных выработок в направлении от выемочного штрека до обрушенного пространства с временным формированием у почвы пласта ленточных целиков заданной податливости, ширина которых определяется по эмпирической зависимости, что обеспечивает разупрочнение массива угольного пласта и позволяет применить гидромониторную выемку в заходке веерообразными стружками. 3 ил.

 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а в частности к угольной, и может быть использовано для разработки пологих и наклонных мощных угольных пластов при гидродобыче.

Известен способ выемки угля гидромониторами при отработке пологих пластов короткими очистными забоями в зоне повышенных деформаций в направлении от выемочного штрека на всю ширину столба заходками в восходящем порядке от почвы к кровле пласта (SU №1153064 А1, кл. E21C 41/04, опубл. 30.04.1983 г.), заключающийся в том, что для уменьшения потерь угля, увеличения производительности гидроотбойки и снижения энергоемкости выемки угля отбойку угля в каждой заходке производят в отжатой зоне пласта.

Недостатком известного способа является то, что область применения данного способа ограничена пластами средней мощности, а также тем, что для скорости подвигания очистного забоя формирование зоны ослабления пласта является сдерживающим фактором, поскольку основной параметр заходки ограничен величиной отжатой зоны и не превышает 1,5 м.

Частая цикличность перестановки гидромонитора на новую заходку увеличивает затраты времени и гидроэнергии.

Известен также способ разработки пологих и наклонных угольных пластов, включающий блоковую подготовку, проведение выемочных выработок и очистную гидромониторную выемку из последних (RU 2057935 С1, кл. E21C 41/18, опубл. 10.04.1996 г.), принятый за прототип, заключающийся в том, что пласт в пределах отрабатываемого столба перед очистной выемкой разупрочняют проведением у почвы маарообразных полостей в направлении от выемочной выработки до обрушенного пространства с временным формированием податливых целиков переменного сечения.

Недостатком известного способа является то, что энергозатраты на формирование маарообразных полостей гидромонитором значительно превышают энергозатраты в сравнении с механогидравлическим способом проведения, а также тем, что формирование маарообразных полостей гидромонитором значительно усложняет сам процесс соблюдения геометрических параметров этих полостей, что в значительной степени влияет на характер разупрочнения угольного массива пласта.

Задачи изобретения:

- изменение способа проведения разгрузочных выработок с целью снижения энергозатрат;

- обеспечение требуемой геометрии разгрузочных выработок по всей их длине с заданными параметрами и формирование податливых угольных целиков расчетной формы;

- реализация порядка выемки разупрочненного угольного пласта веерообразными стружками.

Задачи достигаются тем, что разработка пологих и наклонных мощных угольных пластов включает блоковую подготовку и очистную гидромониторную выемку из последних, согласно изобретению пласт в пределах отрабатываемого столба перед очистной выемкой разупрочняют проведением у почвы по схеме камерной системы разработки разгрузочных выработок в направлении от выемочного штрека до обрушенного пространства с временным формированием у почвы пласта ленточных целиков заданной податливости, ширина которых (bц) определяется по эмпирической зависимости,

где x - коэффициент, учитывающий несущую способность целика;

ϕ - коэффициент, учитывающий размеры разгруженных выработок, структуру пласта и вмещающих пород;

bк - ширина разгрузочной выработки (камеры), м.

; ;

где σсж - прочность угля в целике на одноосное сжатие, МПа;

к - коэффициент концентрации напряжений в целике;

γ - плотность пород, т/м3;

Н - глубина залегания пласта, м;

m - мощность разгружаемого слоя пласта, м;

β - коэффициент, учитывающий структуру и прочность контактов угольного пласта и вмещающих пород (β в расчетах принимать равным 1,0÷1,5);

β=1 для сильнотрещиноватых углей;

β=1,5 для слаботрещиноватых углей;

а очистную гидромониторную выемку осуществляют из выемочных выработок веерообразными стружками.

При этом для исключения взаимного влияния очистных и подготовительных работ в выемочном блоке в последнем предусмотрен интервал L, определяемый по формуле:

где bц - ширина податливого целика, м;

bк - ширина разгрузочной выработки (камеры), м.

Способ разработки пологих и наклонных мощных угольных пластов, включающий блоковую подготовку и очистную гидромониторную выемку из последних, поясняется чертежами, на которых на фиг. 1 приведена схема расположения податливых целиков при блоковой подготовке и очистной гидромониторной выемке; на фиг. 2 показано проведение разгрузочных выработок с формированием податливых угольных целиков заданных параметров и очистная гидромониторная выемка из них после разупрочнения; на фиг. 3 показана гидромониторная выемка угля из разупрочненных целиков веерообразными стружками с разнесением во времени очистных и подготовительных работ.

Реализация предлагаемого способа осуществляется следующим образом.

Участок мощного пологого или наклонного угольного пласта, ограниченный по падению вентиляционным 1 и аккумулирующим 2 штреками, по простиранию разделяют на выемочные блоки 3 блоковыми выработками - печами 4, 5. Из последних с уклоном i=0,07 в сторону выработанного пространства 6 проводят выемочные выработки 7. Расстояние между ними, равное 20-25 м, определяют расчетом, сообразуясь с устойчивостью выемочных столбов 8 и величиной дистанционного управления маханогидравлическими комбайнами в забоях 12 и 13. Затем из выемочных выработок 7 этими же комбайнами проводят разгрузочные выработки 9, с определенной для конкретных горно-геологических условий частотой.

Для обеспечения фронта очистных работ формирование податливых целиков 10 осуществляется по схеме камерной системы разработки.

При этом разгрузочными выработками (камерами) 9 являются выработки, проводимые на ширину выемочного столба 8 между выемочными выработками 7, а междукамерными целиками, являющимися податливыми опорами, служат целики угля 10 между проводимыми выработками (камерами) 9.

Выемка угля в камерах 9 осуществляется проходческими комбайнами.

По мере изрезанности выемочного столба 8 камерами 9 и формированием ленточных целиков 10 осуществляется подготовка части пласта 8 к последующей гидромониторной выемке.

Под действием распределенной нагрузки на пласт горного давления угольные целики 10 в начале упруго сжимаются, а затем раздавливаются, заполняя объем вынутых камер.

Дальнейшая отработка разупрочненного пласта производится из выемочных выработок 7 с применением гидромониторной выемки веерообразными стружками S1-Sn.

Способ разработки пологих и наклонных мощных угольных пластов при гидродобыче включает блоковую подготовку и очистную гидромониторную выемку из последних, отличающийся тем, что пласт в пределах отрабатываемого столба перед очистной выемкой разупрочняют проведением у почвы по схеме камерной системы разработки разгрузочных выработок в направлении от выемочного штрека до обрушенного пространства с временным формированием у почвы пласта ленточных целиков заданной податливости, ширина которых (bц) определяется по эмпирической зависимости:

где х - коэффициент, учитывающий несущую способность целика;

ϕ - коэффициент, учитывающий размеры разгруженных выработок, структуру пласта и вмещающих пород;

bк - ширина разгрузочной выработки (камеры), м.

где σсж - прочность угля в целике на одноосное сжатие, МПа;

к - коэффициент концентрации напряжений в целике;

γ - плотность пород, т/м3;

Н - глубина залегания пласта, м;

m - мощность разгружаемого слоя пласта, м;

β - коэффициент, учитывающий структуру и прочность контактов угольного пласта и вмещающих пород (β в расчетах принимать равным 1,0÷1,5);

β=1 для сильнотрещиноватых углей;

β=1,5 для слаботрещиноватых углей;

а очистную гидромониторную выемку осуществляют из выемочных выработок веерообразными стружками, при этом для исключения взаимного влияния очистных и подготовительных работ в выемочном блоке в последнем предусмотрен интервал L, определяемый по формуле:

где bц - ширина податливого целика, м;

bк - ширина разгрузочной выработки (камеры), м.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области разработки россыпных месторождений, представленных суглинистыми отложениями. Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых включает бурение технологических скважин, размещение в них гидростволов и напорных трубопроводов, размыв продуктивного пласта.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при скважинной гидродобыче мощных обводненных месторождений рыхлых полезных ископаемых, содержащих тяжелые металлы.

Изобретение относится к горному делу, может быть использовано при разработке россыпных месторождений и может быть использовано для обогащения россыпей, содержащих мелкое, тонкое и дисперсное золото.

Изобретение относится к области гидравлической добычи полезных ископаемых. Успокоитель потока воды выполнен из двух взаимно перпендикулярных пластин, пересекающихся по оси ствола гидромонитора, оборудованного насадкой.

Группа изобретений относится к способу формирования струи жидкости и устройству для его осуществления. Способ заключается в том, что направляют сопутствующий поток энергии вдоль траектории движения струи в виде электрического тока постоянного напряжения, положительный заряд которого подают на нитевидный проводник вдоль траектории движения струи на участок снижения плотности струи, а отрицательный заряд подают на насадку гидромонитора.

Изобретение относится к области гидродобычи. Гидровзвешивающее устройство скважинного гидроагрегата включает отдельный вертикально подвижный напорный водовод, смещенный вдоль внутренней боковой поверхности пульпоподъемной трубы эрлифта и гидровзвешивающий разуплотненную горную массу.

Изобретение относится к химической, горнодобывающей промышленности, в частности к искусственному оттаиванию мерзлых пород в горном деле и строительстве, и может быть использовано при разработке россыпных месторождений, в том числе с применением внешних энергоисточников, в особенности ядерных.

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.

Изобретение относится к области горного дела и строительства, а именно к скважинной гидродобыче твердого полезного ископаемого и строительству подземных сооружений.

Группа изобретений относится к добыче полезных ископаемых через вскрывающие месторождение скважины. Способ скважинной гидродобычи рыхлых руд заключается в бурении вскрывающих скважин, установке обсадных труб, оснащении скважин рабочими снарядами, восходящей выемке полезного ископаемого с последующей закладкой объема выемки руды, подаче в очистное пространство по трубопроводам сжатого воздуха, рабочей среды и закладочной смеси.

Изобретение относится к области горного дела, в частности к селективной выемке пологих угольных пластов. Способ включает подготовку выемочного столба проведением конвейерного и вентиляционного штреков и монтажной камеры, 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.

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 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.

Изобретение относится к области разработки угольных месторождений. Способ ступенчатой разработки угля с закладкой в ответвляющихся очистных штреках по типу wangeviry.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Изобретение относится к разработке мощных наклонных угольных пластов. Способ разработки включает подготовку выемочного столба проведением конвейерного и вентиляционного штреков, подготовку выемочной полосы проведением флангового и ближнего скатов по линии падения по обеим сторонам полосы, проведение монтажной камеры у вентиляционного штрека, монтаж в ней секций крепи, механизированную слоевую выемку угля в очистном забое с приданием почве каждого слоя уклона в сторону ската, принудительный транспорт угля вдоль забоя в сторону флангового ската при уклоне почвы слоя в сторону ближнего ската и в сторону ближнего ската при уклоне почвы слоя в сторону флангового ската и проветривание очистного забоя за счет общешахтной депрессии. Каждую секцию крепи со стороны выработанного пространства связывают гибкими связями с контейнером, а за поворотным ограждением сооружают желоб с высокими бортами. Боковой зазор, появляющийся между секциями крепи во время передвижки, перекрывают у почвы пласта контейнером, у кровли - бортом желоба передвигаемой секции крепи. В части очистного забоя с уклоном почвы слоя в сторону ближнего ската перекрывают боковой зазор между секциями крепи со стороны ближнего ската. В части очистного забоя с уклоном почвы слоя в сторону флангового ската перекрывают боковой зазор между секциями крепи со стороны флангового ската. В части очистного забоя в зоне смены угла наклона почвы слоя перекрывают боковые зазоры между секциями крепи с обеих сторон. Изобретение позволяет повысить эффективность и безопасность разработки. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а именно для разработки пологих и наклонных мощных угольных пластов с применением гидромеханизации. Способ разработки пологих и наклонных мощных угольных пластов включает блоковую подготовку и очистную гидромониторную выемку из последних, при этом пласт в пределах отрабатываемого столба перед очистной выемкой разупрочняют проведением у почвы по схеме камерной системы разработки разгрузочных выработок в направлении от выемочного штрека до обрушенного пространства с временным формированием у почвы пласта ленточных целиков заданной податливости, ширина которых определяется по эмпирической зависимости, что обеспечивает разупрочнение массива угольного пласта и позволяет применить гидромониторную выемку в заходке веерообразными стружками. 3 ил.

Наверх