способ отработки камер большого сечения горизонтальными слоями

Формула изобретения

Способ отработки камер большого сечения горизонтальными слоями, включающий проведение по вмещающему массиву конвейерного и вентиляционных штреков, разрезного орта, восстающего, слоевую отработку камеры заходками в нисходящем порядке, отличающийся тем, что в непосредственной близости от длинной стороны проектного контура камеры проходят наклонный конвейерный восстающий, соединяющий конвейерный штрек с разрезным ортом, после чего в верхнем слое камеры, примыкающем к наклонному конвейерному восстающему, проходят нишу, достаточную по ширине для маневров очистного комплекса, и начинают безотгонную выемку камеры заходками, расположенными в плоскостях, перпендикулярных плоскости наклонного конвейерного восстающего, с доставкой отбитого полезного ископаемого непосредственно на конвейер наклонного конвейерного восстающего, после отработки первого слоя выемку второго начинают с проходки ниши из конвейерного наклонного восстающего с укорочением конвейера, затем отрабатывают второй слой в вышеуказанной последовательности, а циклы по отработке остальных слоев камеры повторяют.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано, в частности, при подземной разработке мощных залежей калийной и каменной соли, а также при строительстве камер большого сечения.

Известен способ проходки камер большого сечения комбайнами горизонтальными слоями в нисходящем порядке (Папулов Л.М., Триполко А.С., Клишев В.Л., Константинова С.А., Пепеляева Т.Ф. Известия ВУЗов. Горный журнал, №1-2, 1997, с.21-27). Проходят подводящие и вспомогательные выработки: конвейерный штрек, восстающие, вентиляционный штрек. Подводящие выработки проходят комбайном того же типоразмера, что и при проходке камеры. Проведение восстающих осуществляют бурением скважин до почвы первого слоя буровым станком. Расстояние между скважинами принимается равным оптимальному для выбранного состава комбайнового комплекса. В устьях скважин устанавливают типовые выпускные течки. Конвейерный штрек располагают ниже почвы будущей камеры вдоль ее оси и монтируют в нем ленточный конвейер. Отработку первого слоя осуществляют от вентиляционного штрека последовательно, рядом заходок комбайна с наложением ходов по ширине камеры, отработку второго и последующих слоев - таким же количеством заходок с наложением ходов комбайна не только по ширине камеры, но и по высоте, поочередно при прямом и обратном ходах комбайна. Выемку первой заходки в каждом слое ведут в створе восстающих, вскрывая их по мере подвигания забоя. После вскрытия последнего восстающего в конце камеры разворачивают комбайн на 180° и обратным ходом отрабатывают заходку, примыкающую к первой. В конце второй заходки разворачивают комбайн на третью заходку и т.д. Последующие заходки отрабатывают поочередно прямым и обратным ходами в направлении от оси камеры к ее бортам. Выемку каждого последующего слоя начинают с почвы предыдущего заглублением комбайна на нижележащий слой на соответствующую высоту режущего органа комбайна. При этом в торцовой части камеры образуется временный наклонный съезд в пределах одного слоя, который погашают при отработке вскрытого этим съездом слоя. Доставку отбитой при выемке заходок соли осуществляют самоходным вагоном до ближайшего восстающего и под действием собственного веса перепускают на ленточный конвейер. Недостатком данного способа является необходимость проведения большого объема подготовительно-нарезных выработок, а также оставление после отработки запасов камеры целика над камерным конвейерным штреком, что вызывает необходимость использования комбайна со стреловидным исполнительным органом и снижает технико-экономические показатели отработки камер большого сечения.

Известен способ отработки камер большого сечения горизонтальными слоями в нисходящем порядке с образованием наклонного съезда, разработанный ВНИИСолью, принятый за прототип (Пермяков Р.С., Ковалев О.В., Пинский В.Л., Романов B.C., Нестеров М.П., Проскуряков Н.М. Справочник по разработке соляных месторождений, М., Недра, 1986, с.65-66). Подготовительные работы состоят в следующем. По всей длине камеры у подошвы и потолочины проходятся конвейерный и вентиляционный (разрезной) штреки. Конвейерный штрек проходится у одного из бортов камеры. Через 50-100 м по вентиляционному штреку проходятся заезды разминовки, в которых бурятся солеспускные скважины с погрузочными люками на конвейерном штреке. Разрезной штрек и остальные заходки в первом и лежащем ниже слоях проходятся комбайном в комплексе с бункером перегружателем и самоходным вагоном. Первая заходка, включая разрезной вентиляционный штрек, в каждом слое вынимается у борта камеры с образованием заездов-разминовок. В коротких камерах после выемки заходки комбайны отгоняются назад, а в длинных камерах комбайны разворачиваются в нише, пройденной при выемке первой заходки. Каждый последующий слой укорачивается и по всей длине камеры создается наклонный съезд с углом наклона 4-8°, определяемым первоначальной длиной камеры и параметрами оборудования. В камере может быть два наклонных съезда (с обеих сторон камеры). Затем вынимается оставшаяся часть запасов соли по аналогичной схеме с засечкой слоев с наклонного съезда. При выемке последнего и предпоследнего слоев в камере над конвейерным штреком оставляется целик, отрабатываемый комбайном со стреловидным исполнительным органом. Рабочие заходки вынимаются комбайнами с приспособлениями по пылеподавлению в рабочей зоне. Недостатком данного способа является необходимость проведения большого объема подготовительно-нарезных выработок, а также оставление после отработки запасов камеры целика над камерным конвейерным штреком, что вызывает необходимость использования комбайна со стреловидным исполнительным органом и снижает технико-экономические показатели отработки камер большого сечения.

Техническим результатом способа является снижение объемов подготовительно-нарезных работ и повышение технико-экономических показателей отработки камер большого сечения.

Технический результат достигается тем, в способе отработки камер большого сечения горизонтальными слоями, включающем проведение по вмещающему массиву конвейерного и вентиляционных штреков, разрезного орта, восстающего, слоевую отработку камеры заходками в нисходящем порядке, согласно изобретению, в непосредственной близости от длинной стороны проектного контура камеры проходят наклонный конвейерный восстающий, соединяющий конвейерный штрек с разрезным ортом, после чего в верхнем слое камеры, примыкающем к наклонному конвейерному восстающему, проходят нишу, достаточную по ширине для маневров очистного комплекса, и начинают безотгонную выемку камеры заходками, расположенными в плоскостях, перпендикулярных плоскости наклонного конвейерного восстающего, с доставкой отбитого полезного ископаемого непосредственно на конвейер наклонного конвейерного восстающего, после отработки первого слоя выемку второго начинают с проходки ниши из конвейерного наклонного восстающего с укорочением конвейера, затем отрабатывают второй слой в вышеуказанной последовательности, а циклы по отработке остальных слоев камеры повторяют.

Применение предлагаемого способа по сравнению с прототипом позволяет снизить объемы подготовительно-нарезных работ и повысить технико-экономические показатели отработки камер большого сечения.

Способ отработки камер большого сечения горизонтальными слоями поясняется чертежами, где на фиг.1-9 изображены этапы проходки выработок и отработки камеры, на фиг.1 - 1-й этап отработки камеры, проходка ниши для маневров очистного комплекса, разрез А-А, на фиг.2 - 1-й этап отработки камеры, проходка ниши для маневров очистного комплекса, разрез С-С, на фиг.3 - 1-й этап отработки камеры, проходка ниши для маневров очистного комплекса, разрез Б-Б, на фиг.4 - отработка первого (подкровельного) слоя камеры, разрез А-А, на фиг.5 - отработка первого (подкровельного) слоя камеры, разрез С-С, на фиг.6 - отработка первого (подкровельного) слоя камеры, разрез Б-Б, на фиг.7 - отработка второго слоя камеры, разрез А-А, на фиг.8 - отработка второго слоя камеры, разрез С-С, на фиг.9 - отработка второго слоя камеры, разрез Б-Б.

На фиг.1-9 представлены:

1 - вентиляционные штреки;

2 - наклонный конвейерный восстающий;

3 - проектный контур камеры большого сечения;

4 - вмещающий массив, например мощный пласт каменной или калийной соли;

5 - восстающий;

6 - разрезной орт;

7 - конвейерный штрек;

8 - направление отработки камеры;

9 - первая заходка;

10 - вторая заходка;

11 - третья заходка;

12 - четвертая заходка;

13 - пятая заходка;

14 - шестая заходка;

15 - седьмая заходка;

16 - восьмая заходка;

17 - девятая заходка;

18 - десятая заходка;

19 - одиннадцатая заходка;

20 - двенадцатая заходка;

21 - тринадцатая заходка;

22 - четырнадцатая заходка;

23 - пятнадцатая заходка;

24 - шестнадцатая заходка;

25 - семнадцатая заходка;

26 - восемнадцатая заходка;

27 - девятнадцатая заходка;

28 - двадцатая заходка;

29 - двадцать первая заходка.

Способ отработки камер большого сечения горизонтальными слоями осуществляют следующим образом. По вмещающему массиву 4 проходят необходимые подготовительно-нарезные выработки: вентиляционные 1 штреки и конвейерный 7 штрек. Затем проходят разрезной 6 орт, необходимый для вентиляции при отработке 1-го слоя камеры за счет общешахтной депрессии. После проходки орта 6 начинают проходку наклонного конвейерного восстающего 2. Наклонный конвейерный восстающий 2 проходит в непосредственной близости от длинной стороны проектного контура 3 камеры (вприсечку к одной из стенок камеры). Наклонный конвейерный восстающий 2 соединяет конвейерный 7 штрек с расположенным в параллельной ему в вертикальной плоскости разрезным ортом 6. Переход восстающего 2 на горизонтальную часть при сопряжении его с конвейерным 7 штреком начинают при достижении им нижней части (нижнего угла) проектного контура 3 камеры большого сечения. Пролет камеры, размеры междукамерных, междуэтажных и междупанельных целиков определяют исходя из физико-механических свойств пород, глубины расположения камеры, устойчивости при обнажении и т.д. Предварительно эти параметры могут быть рассчитаны, например, с помощью метода граничных элементов. После проходки наклонного конвейерного восстающего 2 его соединяют восстающим 5 с разрезным ортом 6. Восстающий 2 предназначен для подачи воздуха в камеру большого сечения, а также для подъема и спуска людей и может использоваться как аварийный выход с соответствии с Правилами безопасности. Затем из разрезного штрека 6 начинают проходку ниши, достаточной по ширине для маневров очистного комплекса, состоящую из нескольких заходок, примыкающую к наклонному конвейерному восстающему 2. Очистной комплекс, например, может состоять из комбайна Урал-10КС, бункера-перегружателя БП-3 и самоходного вагона 5 ВС15М. Нишу проходят с отгоном очистного комплекса, например, она может быть оформлена проходкой первой заходки 9, второй заходки 10, третьей заходки 11. Доставку руды производят, например, с помощью самоходного вагона, разгружающегося непосредственно на концевую часть ленточного конвейера (на чертеже условно не показан), смонтированного в наклонном конвейерном восстающем 2. После проходки ниши, состоящей, например, из заходок 9, 10, 11, начинают безотгонную отработку (выемку) запасов камеры. При этом заходки располагают в плоскостях, перпендикулярных плоскости наклонного конвейерного 2 восстающего с доставкой отбитого полезного ископаемого непосредственно на конвейер наклонного восстающего 2. Направления и порядок выемки заходок в первом слое отработки камерного запаса показаны на фиг.4, 5, 6. После отработки четвертой заходки 12 отрабатывают пятую заходку 13, затем шестую заходку 14, далее седьмую заходку 15, следующую восьмую заходку 16, затем девятую заходку 17, после этого десятую заходку 18, далее одиннадцатую заходку 19, после двенадцатую заходку 20, после чего тринадцатую заходку 21, затем четырнадцатую заходку 22, и, в заключении, пятнадцатую заходку 23. Заходки отрабатывают с наложением по ширине и высоте для соблюдения минимальных эксплуатационных потерь руды (соли) в камере. Доставку отбитого полезного ископаемого при этом ведут, например, с помощью самоходного вагона непосредственно на концевую часть конвейера. Загрузка отбитого полезного ископаемого непосредственно на концевую часть конвейера позволит снизить динамические нагрузки на ленту и исключить необходимость установки разного рода приемных устройств. После отработки первого слоя камеры конвейер (на чертеже условно не показан) укорачивают на величину, достаточную для подъезда комбайна ко второму слою по наклонному конвейерному восстающему 2. Выемку второго слоя камеры начинают с проходки ниши из конвейерного наклонного восстающего 2, смещенную по горизонтали (в горизонтальной плоскости) относительно ниши первого слоя. После проходки слоевой ниши, состоящей, например, из заходок 24, 25, 26 (24 - шестнадцатая заходка, 25 - семнадцатая заходка, 26 - восемнадцатая заходка), продолжают отработку камеры без отгона очистного комплекса. Отрабатывают, например, девятнадцатую заходку 27, двадцатую заходку 28, двадцать первую заходку 29 и т.д. Затем перегоняют комплекс по камере и отрабатывают путем безотгонной выемки запасы слоя, оставшиеся с другой стороны слоевой ниши. После полной выемки второго слоя отработку камеры продолжают переходом на третий слой в вышеописанной последовательности. Отработку запасов камеры ведут с доставкой полезного ископаемого непосредственно на конвейер, укорачиваемый по мере отработки остальных слоев после чего циклы отработки остальных слоев камеры повторяют. Направление 8 отработки камеры - нисходящее. Отработку камеры в вышеописанной последовательности ведут до получения проектного контура 3 камеры большого сечения.

Применение данного способа отработки камер большого сечения горизонтальными слоями при подземной разработке месторождений обеспечивает следующие преимущества:

- снижение объема подготовительно-нарезных работ;

- повышение технико-экономических показателей отработки камер большого сечения;

- повышение производительности камер;

- снижение потерь при проходке;

- интенсификация отработки камерных запасов.