способ отработки калийных пластов

Формула изобретения

1. Способ отработки калийных пластов, включающий сплошную систему отработки, струговую или комбайновую выемку, конвейерную транспортировку, закладку выработанного пространства, отличающийся тем, что отработанное пространство отгораживают от забоя механизированной крепью и осуществляют полное заполнение отработанного пространства закладочным материалом, при этом первоначально производят заполнение выработанного пространства закладочным материалом со степенью заполнения 0,8-0,9, причем расстояние от механизированной крепи до забоя лавы не превышает 10-12 м, а затем пространство за перегородкой, оставшееся незаложенным, забутовывают до кровли извлекаемого пласта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что забутовку кровли пласта производят с помощью пневмозакладочного комплекса.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют автоматическое управление работой добычного комплекса в забое лавы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при сплошной системе разработки калийных пластов, в том числе складчатых.

Известен способ выемки полезного ископаемого, применяемый на Солигорских рудниках Старобинского месторождения калийных руд. Способ предусматривает отработку калийной руды лавами с применением комбайнового комплекса, конвейерную транспортировку руды и управление кровлей полным обрушением (Технология подземной разработки калийных руд. / В.Г.Зильбершмидт, К.Г.Синопальников, Г.Д.Полянина и др. - М., Недра, 1977, С.47-49).

Однако в условиях отработки Солигорских рудников нет необходимости сохранения сплошности водозащитной толщи, т.к. нет угрозы затопления рудников.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению является способ управления труднообрушаемой кровлей, например калийных пластов, включающий отработку полезного ископаемого лавами, частичную закладку выработанного пространства бутовыми полосами (пат.2325528 Российская Федерация, МПК Е21С 41/16, з. № 2007101781/03, завл. 17.01.2007, опубл. 27.05.2008).

Однако этот способ трудоемкий, предусматривает значительные потери полезного ископаемого в целиках и не гарантирует (не обеспечивает) сохранность водозащитной толщи.

На соляных рудниках, где имеется опасность их затопления водами, находящимися выше продуктивной толщи солей, оставляют водозащитную толщу, нарушение сплошности которой недопустимо.

Для сохранения сплошности водозащитной толщи добыча солей производится камерной системой разработки с оставлением ленточных междукамерных целиков, что ведет к значительным потерям запасов руды в недрах; низкой производительности горных работ из-за цикличной отгрузки руды; низкому уровню безопасности горных работ в связи с необходимостью постоянного присутствия людей в забоях во время добычи руды комбайновыми комплексами.

Исключить эти недостатки при отработке маломощных калийных пластов (0,6-1,5 м) позволяет применение сплошной системы разработки с использованием струговых установок или механизированных горных комплексов на базе комбайнов, установленных на скребковые конвейеры. Однако в этом случае необходима сплошная закладка выработанного пространства с подбутовкой кровли, которая исключает необходимость оставления междукамерных целиков. Кроме того, при непрерывной доставке руды от комбайнов до магистральных конвейеров существенно возрастет производительность добычных работ, при этом их безопасность (особенно на пластах, опасных по газодинамическим явлениям (ГДЯ) и газам) будет значительно выше.

Технический результат состоит в повышении полноты извлечения калийных руд с сохранением сплошности водозащитной толщи, производительности и безопасности производства добычных работ.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе отработки калийных пластов, включающем сплошную систему отработки, струговую или комбайновую выемку, конвейерную транспортировку, закладку выработанного пространства, отработанное пространство отгораживают от забоя механизированной крепью и осуществляют полное заполнение отработанного пространства закладочным материалом, при этом первоначально производят заполнение выработанного пространства закладочным материалом со степенью заполнения 0,8-0,9, причем расстояние от механизированной крепи до забоя лавы не превышает 10-12 м, а затем пространство за перегородкой, оставшееся незаложенным, забутовывают до кровли извлекаемого пласта.

Забутовку кровли пласта производят с помощью пневмозакладочного комплекса. Осуществляют автоматическое управление работой добычного комплекса в забое лавы.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема производства добычных и закладочных работ в лаве; фиг.2 - разрез по А-А.

На чертежах: 1 - добычной комбайн (струг), 2 - скребковый конвейер, 3 - передвижная механизированная крепь, 4 - пневмозакладочная машина, 5 - конвейер для транспортирования закладочного материала, 6 - конвейер для доставки руды, 7 - ниша для пневмозакладочного комплекса, 8 - трубопровод для пневмозакладки, 9 - забой лавы, 10 - вентиляционный штрек, 11 - заложенное выработанное пространство, 12 - закладка, выполненная механическим способом, 13 - закладка, выполненная пневматическим способом, 14, 15 - штреки, 16 - пневмозакладочная машина, 17 - направление движения фронта очистных работ, 18 - место оператора добычного комплекса.

Способ осуществляется следующим образом. Калийная руда вынимается с помощью струга или добычного комбайна 1, установленного на скребковом конвейере 2 (фиг.1). Для повышения безопасности добычных работ и исключения необходимости постоянного присутствия людей в забое, управление добычным комплексом производится оператором с места управления 18 или автоматически. Отработанное пространство отгораживают от забоя передвижной механизированной крепью 3. По мере подвигания забоя лавы 9, скребковый конвейер 2 и передвижная механизированная крепь 3 подаются вслед за забоем лавы 9. Отбитая горная масса скребковым конвейером 2 перегружается на конвейер 6, расположенный на штреке 14.

При отработке калийной руды в механизированном комплексе может использоваться реверсивный конвейер. Это позволит в случае попадания струга или комбайна на складку пласта (на пустую породу) воспользоваться реверсом конвейера и отправить добытую пустую породу на закладку.

При производстве горных работ свежий воздух поступает по штрекам 14, 15, а отработанный воздух выдается по вентиляционному штреку 10. Проветривание осуществляется следующим образом: либо свежий воздух подается по штрекам 14, 15, омывает забой лавы, а отработанный воздух сбрасывается по вентиляционному штреку 10, либо свежий воздух подается по штреку 15, омывает забой лавы, сбрасывается по штреку 14. В этом случае штрек 10 не проходит и экономятся затраты на подготовительных работах.

Выработанное пространство должно быть полностью заполнено закладочным материалом.

Для достижения надлежащей забутовки выработанного пространства, его закладка производится в два этапа:

- первоначально производят механической закладкой заполнение отработанного пространства закладочным материалом 12 с помощью метателя или закладочной машины 4. Степень заполнения отработанного пространства закладочным материалом с учетом последующей его усадки (80-90% от его объема). Для предупреждения обрушения кровли извлекаемого пласта расстояние от передвижной механизированной крепи 3 до забоя лавы и закладочного массива не должно превышать 10-12 м (устойчивый пролет кровли).

- на втором этапе, с целью надлежащей подбутовки кровли, пространство, оставшееся незаложенным за перегородкой, забутовывают (заполняют пневматическим способом) до кровли отработанного пространства 13 (фиг.2). Закладочный материал подается с использованием пневмозаклад очного комплекса, а именно: конвейера для доставки закладочного материала 5, трубопровода для пневмозакладки 8, и самой пневмозакладочной машины 16, размещенной в нише штрека 15 для пневмозакладочного комплекса 7.

Применение предлагаемого способа отработки калийных пластов позволит:

- повысить полноту извлечения полезного ископаемого из недр;

- сохранить сплошность водозащитной толщи;

- повысить производительность горных работ за счет непрерывной доставки руды от забоя до магистральных конвейеров;

- повысить безопасность работы людей за счет автоматического управления работой добычного комплекса в забое лавы.