способ разработки участка мощного пологого угольного пласта

Формула изобретения

Способ разработки участка мощного пологого угольного пласта, включающий подготовку выемочного поля в слое у кровли пласта проведением вентиляционной и транспортной выработок, поочередное проведение выемочных камер от транспортной до вентиляционной выработки с анкерным креплением висячего борта и кровли, погашение междукамерных целиков диагональными заходками в два слоя с оставлением подзавальных целиков, опережающее крепление обоих бортов части камеры и заходки у почвы пласта возведением анкерной крепи в почве слоя по боковым сторонам камеры и заходки под углом 20-30° к вертикали, углубку камер и заходок до почвы пласта и транспорт отбитого угля в пределах выемочной камеры, отличающийся тем, что по мере проведения выемочной камеры и выемки заходки в слое у кровли пласта осуществляют мониторинг состояния угольного массива и пород кровли пласта, опережающее крепление обоих бортов части камеры у почвы пласта и заходки возведением анкерной крепи осуществляют при выявлении нарушений сплошности угольного массива, а при выявлении нарушений сплошности пород кровли пласта кровлю камеры и заходки перекрывают металлической сеткой и используют анкеры глубокого заложения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу, в частности к способам разработки ограниченных участков мощных пологих угольных пластов, и может быть использовано при разработке других пластовых полезных ископаемых.

Известен слоевой способ выемки мощных пологих угольных пластов с гибким перекрытием, включающий подготовку выемочных полей в каждом слое путем проведения вентиляционных и транспортных выработок и их соединение вентиляционными и конвейерными печами. Верхний монтажный слой вынимают с настилкой на почве слоя гибкого разделяющего перекрытия. Нижний слой вынимают под защитой гибкого перекрытия забоем с отставанием во времени не менее 3 месяцев от верхнего слоя с тем, чтобы до начала работ в забое нижнего слоя произошла посадка основной кровли. Разработка каждого слоя ведется по системе разработки «Длинные столбы по простиранию» с применением очистных механизированных комплексов [1]. Недостаток способа состоит в том, что при разработке нарушенных пластов с непереходимыми геологическими нарушениями длина подготавливаемого выемочного столба значительно сокращается, из-за чего значительно увеличиваются удельные затраты на монтажно-демонтажные работы, и разработка такого пласта становится не эффективной.

Наиболее близким аналогом, принятым в качестве прототипа, является способ отработки участка мощного пологого угольного пласта средствами механизации по камерно-столбовой системе разработки, включающий подготовку выемочного поля в слое у кровли пласта проведением вентиляционного и транспортного штреков, поочередное проведение выемочных камер от транспортной до вентиляционной выработки с анкерным креплением висячего борта и кровли, погашение междукамерных целиков диагональными заходками в два слоя с оставлением подзавальных целиков, опережающее крепление обоих бортов части камеры и заходки у почвы пласта возведением анкерной крепи в почве слоя по боковым сторонам камеры и заходки под углом 20-30 градусов к вертикали, углубку камер и заходок до почвы пласта и транспорт отбитого угля в пределах выемочной камеры [2].

Недостатками прототипа являются:

- при разработке запасов участка пласта с крепкими углями и ненарушенной сплошностью угольного массива опережающее крепление бортов выемочных камер и заходок в слое у почвы пласта становится излишним и приводит к снижению производительности забоя, повышению трудовых и материальных затрат;

- при разработке запасов участка с нарушенной сплошностью пород кровли традиционное анкерное крепление не сможет обеспечить надежное поддержание кровли, вследствие чего повышается вероятность возникновения аварии.

Эти недостатки снижают эффективность и безопасность разработки участка мощного пологого угольного пласта в два слоя по камерно-столбовой системе.

Целью изобретения является повышение эффективности и безопасности разработки участка мощного пологого угольного пласта по камерно-столбовой системе за счет выполнения операций технологического цикла в соответствии с результатами контроля состояния пород кровли и угольного массива в слое у кровли пласта.

Поставленная цель достигается тем, что в способе разработки участка мощного пологого угольного пласта, включающем подготовку выемочного поля в слое у кровли пласта проведением вентиляционной и транспортной выработок, поочередное проведение выемочных камер от транспортной до вентиляционной выработки с анкерным креплением висячего борта и кровли, погашение междукамерных целиков диагональными заходками в два слоя с оставлением подзавальных целиков, опережающее крепление обоих бортов части камеры и заходки у почвы пласта возведением анкерной крепи в почве слоя по боковым сторонам камеры и заходки под углом 20-30 градусов к вертикали, углубку камер и заходок до почвы пласта и транспорт отбитого угля в пределах выемочной камеры, по мере проведения выемочной камеры и выемки заходки в слое у кровли пласта осуществляют мониторинг состояния угольного массива и пород кровли пласта, опережающее крепление обоих бортов части камеры у почвы пласта и заходки возведением анкерной крепи осуществляют при выявлении нарушений сплошности угольного массива, а при выявлении нарушений сплошности пород кровли пласта кровлю камеры и заходки перекрывают металлической сеткой и используют анкеры глубокого заложения.

Сущность технического решения поясняется схемами. На фиг.1 показана технологическая схема подготовки и отработки выемочного поля; на фиг.2 - поперечное сечение выемочной камеры и заходки в слое у кровли пласта.

Способ может быть реализован следующим образом. Выемочное поле мощного пологого угольного пласта подготавливают проведением в слое у кровли пласта транспортной 1 и вентиляционной 2 выработок. В транспортной выработке 1 монтируют конвейер 3 (ленточный или скребковый). По верхней границе выемочного поля комбайном фронтального действия 4 от транспортной 1 до вентиляционной 2 выработки вынимают камеру 5. При проведении камеры транспорт угля до конвейера 3 осуществляют самоходным вагоном 6. В камере 5 кровлю и висячий бок поддерживают стальной анкерной крепью 7. По мере проведения выемочной камеры 5 производят контроль крепости, трещиноватости и сплошности угольного массива как по бортам камеры, так и по ее почве, а также сплошности пород кровли. В случае выявления снижения крепости угля, повышения его трещиноватости или нарушения сплошности угольного массива, в почву выемочной камеры у обоих бортов бурят шпуры 8 под углом 20-30 градусов к оси ее поперечного сечения и закрепляют в них стальные (со стороны висячего бока пласта) и полимерные (со стороны лежачего бока) анкеры, т.е. возводят анкерную крепь в почве слоя. При выявлении нарушения сплошности пород кровли участок обнаженной поверхности кровли камеры перекрывают металлической сеткой 9 и возводят анкерную крепь глубокого заложения 10.

После выхода комбайна 4 в вентиляционную выработку 2 его отгоняют на некоторое расстояние назад в камеру и начинают вынимать уголь со стороны падения пласта в диагональной заходке 11 и продолжают контролировать состояние кровли и угольного массива (особенно в заходках, примыкающих к зонам выемочной камеры с нарушенной кровлей). В случаях отсутствия нарушения сплошности пород кровли кровлю поддерживают анкерной крепью, а при выявлении снижения крепости угля, повышенной трещиноватости или нарушения сплошности угольного массива, в почву заходки у обоих ее бортов бурят шпуры 8 под углом 20-30 градусов к оси ее поперечного сечения и закрепляют в них стальные анкеры. После выемки заходки 11 и возведения крепи, комбайн 4 отгоняют назад по камере и, оставив подзавальный целик 12, начинают вынимать уголь в заходке 13 аналогичным образом.

После выемки угля в заходке 13 комбайн опять отгоняют на определенное расстояние по камере в сторону транспортной выработки и начинают работы по углубке камеры 5 до почвы пласта. Для этого комбайн 4 зарубают в почву камеры, образуя наклонный съезд в пространстве между рядами анкеров, установленных еще в почве слоя у кровли пласта (в случае, если была выявлена необходимость укрепления бортов камеры). Углубив часть камеры 5 до почвы пласта, тем же комбайном 4 приступают к выемке угля в заходке 14, располагая ее под заходкой 11. При углублении выемочной камеры в зоне ослабленного угольного массива оба ее борта поддерживаются от обрушения анкерной крепью, установленной при выемке камеры в слое у кровли пласта.

После выемки заходки 14 у почвы пласта комбайн 4 перегоняют на почву слоя у кровли пласта и в том же порядке вынимают уголь в заходках 15 и 16, оставляя подзавальные целики 17 и 18. Затем выполняют следующий наклонный съезд, углубляя следующую часть камеры 5 до почвы пласта, и вынимают уголь в заходках 19 и 20. И так до тех пор, пока не будет отработана часть выемочного поля, прилегающая к камере 5 со стороны падения пласта между транспортной 1 и вентиляционной 2 выработками.

Таким образом, за счет выполнения операций технологического цикла в соответствии с результатами контроля состояния пород кровли и угольного массива в слое у кровли пласта достигается снижение трудовых и материальных затрат, времени на выполнение необязательных операций, повышается безопасность ведения очистных работ. Все это свидетельствует о повышении эффективности и безопасности разработки участка мощного пологого угольного пласта, т.е. о достижении цели изобретения

Источники информации

1. А.с. СССР № 1697479 (аналог);

2. Способ разработки мощного пологого угольного пласта. Патент РФ № 2354829, опубл. 10.05.2009, бюл. № 13 (прототип).