способ разработки пластов сложного строения с прослоями пустых пород

Формула изобретения

Способ разработки пластов сложного строения с прослоями пустых пород, включающий селективную выемку угля заходками полезного ископаемого, управление кровлей и размещение отбитого породного прослоя в выработанном пространстве, отличающийся тем, что с отставанием от линии очистного забоя на почву пласта укладывают П-образные коробы с открытой поверхностью в сторону кровли пласта и перпендикулярно линии очистного забоя и заполняют их пустой породой из прослоев пласта сложного строения, затем на породу укладывают пневмобаллон, подают сжатый воздух и уплотняют пустую породу, после чего пневмобаллон разгружают и на него укладывают следующий П-образный короб несколько больших размеров, с открытой поверхностью в сторону почвы пласта образуя замкнутый контур, и подают сжатый воздух в пневмобаллон распирая П-образные короба между кровлей и почвой пласта, а на полки нижнего П-образного короба по бокам пневмобаллонов укладывают деревянные прокладки высотой больше высоты пневмобаллонов в спущенном состоянии, а после опускания пород кровли и смыкания верхнего короба с деревянными прокладками пневмобаллоны разгружают, извлекают и перемещают к линии очистного забоя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при подземной разработке пологих пластов с селективной выемкой полезного ископаемого.

Известен способ разработки пологих пластов полезных ископаемых с неустойчивыми породами кровли, включающий отработку пласта полезного ископаемого камерами (короткими очистными забоями), установку в камерах крепи, оставление между камерами опорных и податливых целиков полезного ископаемого (а.с. №1270334, кл. Е21C 41/04).

Недостатком данного способа является низкая производительность и высокая трудоемкость очистных работ, высокая себестоимость и большие потери полезного ископаемого в целиках.

Известен способ разработки пологих пластов полезных ископаемых с неустойчивыми породами кровли, включающий отработку пласта полезного ископаемого камерами, установку в камерах крепи и оставление междукамерных целиков полезного ископаемого (Ю.Ф.Васючков Горное дело, Москва, «Недра», 1990, стр.284-286).

Недостатком данного способа является низкая производительность и высокая трудоемкость очистных работ и большие (40-50% и более) потери полезного ископаемого в целиках.

Известен способ (а.с. №941583, кл. Е21С 41/04) разработки пологих пластов полезных ископаемых с неустойчивыми породами кровли, включающий отработку пласта полезного ископаемого камерами, оставление междукамерных целиков полезного ископаемого, возведение в камерах породных полос и отработку междукамерных целиков вторичными камерами. Недостатками данного способа являются низкая производительность очистных работ и большие эксплуатационные потери полезного ископаемого в междукамерных целиках. Указанные недостатки связаны главным образом с относительно небольшой шириной камер, составляющей 3-5 м, не позволяющей эффективно использовать современное высокопроизводительное очистное оборудование и средства доставки полезного ископаемого.

Известен способ разработки пластов сложного строения с прослоями пустых пород (а.с. №909178, М. кл. Е21С 41/04, БИ №8, 1982), взятый в качестве прототипа, включающий селективную выемку полезного ископаемого панелями, управление кровлей и размещение отбитого породного прослоя в выработанном пространстве, при этом панель по ширине разделяют на две части, причем часть панели, смежную с ранее отработанной, разрабатывают длинным забоем с полным обрушением кровли, а часть панели, смежную с нетронутым массивом, разрабатывают камерой-лавой с оставлением целиков, причем выемку полезного ископаемого и размещение отбитого породного прослоя в камере-лаве ведут с опережением по отношению к части панели, отрабатываемой длинным забоем на величину, превышающую зону влияния опорного давления отстающей части панели, а длину камер-лавы принимают, исходя из условия размещения в ней пустой породы, но не меньше зоны влияния опорного давления отстающей части панели.

Недостатками данного способа являются большие эксплуатационные потери полезного ископаемого в междукамерных целиках и невысокая эффективность управления кровлей.

Техническим результатом является устранение указанных недостатков, а именно: снижение эксплуатационных потерь полезного ископаемого и повышение эффективности управления кровлей.

Технический результат достигается тем, что в способе разработки пластов сложного строения с прослоями пустых пород, включающим селективную выемку заходками полезного ископаемого, управление кровлей и размещение отбитого породного прослоя в выработанном пространстве, согласно изобретению, с отставанием от линии очистного забоя на почву пласта укладывают П-образные коробы с открытой поверхностью в сторону кровли пласта и перпендикулярно линии очистного забоя и заполняют их пустой породой из прослоев пласта сложного строения, после чего на породу укладывают пневмобаллон, подают сжатый воздух и уплотняют пустую породу, после чего пневмобаллон разгружают и на него укладывают следующий П-образный короб несколько больших размеров, образуя замкнутый контур, и подают сжатый воздух в пневмобаллон, распирая П-образные короба между кровлей и почвой пласта, а на полки нижнего П-образного короба по бокам пневмобаллонов укладывают деревянные прокладки высотой, больше высоты пневмобаллонов в спущенном состоянии, а после опускания пород кровли и смыкания верхнего короба с деревянными прокладками пневмобаллоны разгружают, извлекают и перемещают к линии очистного забоя.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема выемки полезного ископаемого длинными очистными забоями, с расположением породных опор в плане; на фиг.2 - П-образная опора, заполненная пустой породой; на фиг.3 - П-образная опора, заполненная пустой породой, на которой размещен спущенный пневмобаллон; на фиг.4 - П-образная опора, заполненная пустой породой, на которой размещен пневмобаллон, распертый между кровлей пласта и пустой породой; на фиг.5 - П-образная опора, заполненная пустой породой, на которой размещен пневмобаллон в спущенном состоянии и перекрытый П-образной опорой; на фиг.6 - П-образная опора, заполненная пустой породой, на которой размещен пневмобаллон в загруженном состоянии, перекрытый П-образной опорой и деревянными прокладками, расположенными на стенках нижней П-образной опоры; на фиг.7 - П-образная опора, заполненная пустой породой, на которой размещен пневмобаллон в состоянии просадки под воздействием горного давления, перекрытый П-образной опорой, контактирующей с деревянными прокладками; на фиг.8 - повернутая П-образная опора, заполненная пустой породой и перекрытая П-образной опорой, контактирующей с деревянными прокладками и снятым пневмобаллоном.

Способ осуществляется следующим образом: селективную выемку пластов горючих сланцев сложного строения осуществляют в направлении от транспортного 1 к вентиляционному 2 штрекам, заходками (I, II, III,), по длине l_оз очистного забоя 3, (фиг.1). (Ширина заходки l_з при выемке пласта горючих сланцев составляет примерно 1,8 м). При выемке заходки I (фиг.1) сланец транспортируют на транспортный штрек 1, а известняк, получаемый при этом, оставляют в выработанном пространстве, при этом вначале на почву пласта укладывают П-образные коробы 4 (с длиной l и шириной b, равной примерно 2 l _з, на расстоянии друг от друга, равным с=0,5 l _з) с открытой поверхностью в сторону кровли пласта и перпендикулярно линии очистного забоя и заполняют их пустой породой 5 из прослоев пласта сложного строения (фиг.2), после чего на породу укладывают пневмобаллон 6 (фиг.3), подают сжатый воздух, распирая между кровлей пласта и породой, и уплотняют пустую породу (фиг.4), после чего пневмобаллон разгружают и на него укладывают следующий П-образный короб 7 несколько больших размеров с открытой поверхностью в сторону почвы пласта образуя замкнутый контур (фиг.5), и подают сжатый воздух в пневмобаллон, распирая П-образные коробы между кровлей и почвой пласта, (фиг.6), а на полки нижнего П-образного короба по бокам пневмобаллонов укладывают деревянные прокладки 8 (фиг.6, 7) высотой, больше высоты пневмобаллонов в спущенном состоянии, а после опускания пород кровли и смыкания верхнего короба с деревянными прокладками пневмобаллоны разгружают, извлекают (фиг.8), и переносят к линии очистного забоя.

(В качестве деревянных опор (прокладок) могут быть использованы, например, брусья, шпалы, доски и др.) С удалением очистного забоя от установленных пневмобаллонов опускание пород кровли происходит с различной интенсивностью. В непосредственной близости от очистного забоя скорость опускания пород кровли имеет максимальные значения. По мере удаления от забоя скорости уменьшаются и на определенном расстоянии l_пр., зависящем от горно-геологических условий отработки пласта, стабилизируются (т.е. в дальнейшем существенно не изменяются) или становятся практически равными нулю. Кровля опустилась на величину , (фиг.7, 8). Здесь происходит соприкосновение кровли с деревянными опорами. После чего пневмобаллоны разгружают и извлекают. Разгрузка пневмобаллонов заключается в выпуске из них воздуха. Разгруженный пневмобаллон переносят к линии очистного забоя.

После чего операции по выемке очередных заходок, выкладке П-образных коробов, заполнению их породой из прослоев пустых пород, установке пневмобаллонов на породу, уплотнению ее путем распора пневмобаллонов между кровлей и пустой породой, разгрузке пневмобаллонов, установке на них П-образных коробов, загрузке пневмобаллонов и распоре П-образных коробов между кровлей и почвой пласта, укладке деревянных прокладок на полки нижнего П-образного короба, разгрузке, извлечению и переноске пневмобаллонов к линии очистного забоя повторяют.

Использование заявляемого способа при отработке пласта сложного строения позволит уменьшить эксплуатационные потери сланца и повысить эффективность управления кровлей.