способ разработки пологих калийных пластов со слабоустойчивой кровлей

Формула изобретения

СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ПОЛОГИХ КАЛИЙНЫХ ПЛАСТОВ СО СЛАБОУСТОЙЧИВОЙ КРОВЛЕЙ, включающий разделение шахтного поля на участки с проведением подготовительных выработок, выполнение очистных работ камерами первой очереди на опережающем участке и камерами второй очереди на смежном с ним участке при расположении камер второй очереди между камерами первой очереди, отличающийся тем, что камеры выполняют под углом к оси складок кровли, а очистные работы в камерах второй очереди выполняют после прорезки врубовой щели в кровле камер первой очереди или после обрушения в них пород кровли.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для использования при подземной разработке калийных пластов преимущественно со складчатой кровлей.

Известна технология очистных работ при комбайновом способе выемки, в которой для повышения устойчивости в кровле горных выработок предлагается нарезать разгрузочные щели [1]

Недостатком этой технологии является снижение производительности комбайнового комплекса из-за необходимости формирования разгрузочных щелей.

Известен способ разработки пластовых месторождений [2] в котором с целью снижения напряжений в кровле очистную выемку ведут в две стадии камерами первой и второй очереди, располагая камеры второй очереди между камерами первой; при этом для разгрузки камер второй очереди кровлю камер 1-й очереди оформляют на 0,81,2 м выше камер 2-й очереди. Для этого необходимо либо оставлять руду в кровле камер 2-й очереди, либо верхнюю часть камер 1-й очереди формировать в пустой породе кровли пласта, что приведет либо к дополнительным потерям руды, либо к ее разубоживанию.

Цель изобретения обеспечение безопасности горных работ (при разработке пластов со слабоустойчивой кровлей), без уменьшения потерь руды и без ее разубоживания.

Для этого при разработке пластов известным способом, включающим разделение шахтного поля на участки с проведением подготовительных выработок, выполнение очистных работ с выемочного штрека камерами 1-й очереди на опережающем участке и камерами 2-й очереди на смежном с ним участке при расположении камер 2-й очереди между камерами первой очистные камеры выполняют под углом к оси складок, причем камеры 2-й очереди проходят после обрушения пород кровли в камерах 1-й очереди.

При оценке эффективности влияния отличительных признаков изобретения на безопасность горных работ следует исходить из известных в геомеханике научных положений.

Устойчивость кровли горных выработок зависит от мощности несущего слоя (ухудшается при уменьшении мощности) и от протяженности обнажения слоя с наименьшей мощностью (ухудшается при увеличении протяженности). При проходке камер под углом к оси складки наибольшая протяженность несущего слоя наименьшей мощности не может быть больше, чем расстояние между двумя складками кровли, а при проходке камер вдоль складок протяженность этого слоя может быть равна длине камеры. Исходя из изложенных геомеханических принципов, во втором случае устойчивость кровли будет хуже, чем в первом. Устойчивость кровли обусловлена также величиной вертикальной компоненты горного давления. При двухстадийной выемке руды в период проходки камер 1-й очереди вертикальная компоновка горного давления почти в два раза меньше, чем при одностадийной выемке. Благодаря этому повышается безопасность горных работ.

На второй стадии очистных работ проходка камер 2-й очереди производится после обрушения кровли в камерах 1-й очереди или прорезки в ней врубовой щели баром, установленным на комбайне, или врубовой машиной после проходки камеры. Кровля камер 1-й очереди "поднимается" над кровлей камер 2-й очереди. В результате этого осуществляется разгрузка камер 2-й очереди от опорного горного давления (горизонтальной компоненты), что способствует повышению устойчивости несущего слоя кровли.

Способ поясняется двумя вариантами технологических схем разработки пласта с неустойчивой кровлей:

выемка руды предлагаемым способом, когда камеры 1-й и 2-й очереди одновременно отрабатываются в каждой из полупанелей.

В процессе подготовки проходят выемочно-транспортный штрек 1 и сближенные вентиляционные штреки 2. Отработку пласта ведут в обратном порядке (от границ шахтного поля) диагональными камерами 3 первой очереди и камерами 4 второй очереди до границы панели 5. Камеры проходят одним комбайновым ходом. Отработка панели камерами 1 очереди опережает выемку руды камерами 2 очереди. Расстояние между фронтом очистных работ первой стадии выемки 6, за которым формируется зона 7 смягчения, и фронтом очистных работ второй стадии выемки 8, за которым образуется зона 9 повышенного извлечения "делают" таким, чтобы зона опорного давления, формирующаяся при повышенном извлечении руды на отстающем участке 10, не доходила в зоне смягчения до камер, в которых ведутся очистные работы;

выемка руды предлагаемым способом, когда отработка пласта камерами 1-й очереди в одной полупанели выполняются одновременно с отработкой пласта камерами 2-й очереди в другой полупанели.

При подготовке панели проходят выемочно-транспортный штрек 1 и сближенные вентиляционные штреки 2. Отработку пласта ведут в обратном порядке диагональными камерами 1-й очереди 3 и 2-й очереди 4. После отработки панели начинают выемку руды из пласта из другой панели, находящейся рядом с отработанной. Для этого по границе между панелями 5 проходят выемочный штрек 6 и диагональными камерами 1-й и 2-й очереди ведут отработку пласта с формированием участка 7 с повышенным извлечением между транспортно-выемочными штреками отработанной и отрабатываемой панелями, а также с формированием зоны смягчения между границей отрабатываемой панели и ее транспортно-выемочным штреком.