способ отработки калийных пластов комбинированной технологией

Формула изобретения

1. Способ отработки калийных пластов комбинированной технологией, включающий проведение очистных и подготовительных выработок, проходимых комбайнами, отбойку слоя каменной соли из пласта с оставлением ее на почве пройденного комбайнового хода, комбайновую отработку оставшихся продуктивных слоев полезного ископаемого из пласта, транспортировку полезного ископаемого самоходным транспортным средством, отличающийся тем, что осуществляют последовательную выемку продуктивных слоев калийного пласта с опережающей отбойкой слоя каменной соли, для чего первоначально проходят комбайновый ход в проектном контуре камеры на всю ее длину и сбивают его с вентиляционным штреком, затем из стенок выработки пройденного комбайнового хода производят буровзрывную отбойку всего слоя каменной соли в объеме проектного контура очистной камеры с размещением отбитой каменной соли на почве ранее пройденного комбайнового хода, после чего осуществляют выемку объема полезного ископаемого из продуктивных слоев калийного пласта в камере очистными комбайнами.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что комбайновую выработку в проектном контуре камеры располагают в зависимости от ширины камеры либо по центру камеры, либо по борту проектного контура камеры.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и позволяет отрабатывать калийные пласты малой мощности или сложного строения с прослоями каменной соли комбинированной технологией, в т.ч. пласты смешанного состава, состоящие из чередующихся по мощности пласта продуктивных слоев, разделенных слоями каменной соли, а также опасные по газодинамическим явлениям.

Известен способ разработки мощного пологого калийного пласта с прослоем каменной соли, включающий комбайновую отработку пласта камерами, транспортировку полезного ископаемого самоходным транспортным средством, отработку пласта в камере ведут послойно заходками сразу на всю мощность пласта, а при выполнении заходки по прослою каменной соли отбитую соль размещают вслед за комбайном на почве камеры в виде слоя и заходки по слоям выполняют в результате возвратно-поступательных движений комбайна (Пат. № 2421616 Российская Федерация, МПК E21C 41/20, № 2009148606, заявл. 28.12.09, опубл. 20.06.2011).

Однако в технологии по указанному патенту отработку запасов полезного ископаемого производят камерами селективной выемкой, восходящими последовательными заходками по слоям с использованием комбайнов избирательного действия, которые имеют ограниченную область применения, так как на калийных рудниках отрабатываются в том числе выбросоопасные пласты, где использование комбайнов избирательного действия запрещено. Это вызвано тем, что в конструкции комбайнов избирательного действия не предусмотрены щиты ограждения рабочего органа, защищающие рабочих забойной группы от возможных последствий выброса соли и газа, а также снижающие запыленность воздуха в отрабатываемой тупиковой выработке.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ отработки мощного пологого пласта, разделенного породным прослоем, включающий комбайновую отработку пласта камерами последовательными заходками по слоям, транспортировку полезного ископаемого самоходным транспортным средством, производят отбойку прослоя на всю длину и ширину камеры с удалением отбитой каменной соли из отрабатываемой камеры, а затем на всю ширину и длину камеры производят отбойку и отгрузку, причем отбойку производят несколькими ходами комбайна с последующим их расширением до проектной ширины, при этом отбойку прослоя каменной соли производят последовательными ходами комбайна или на всю длину камеры, или ее часть (Пат. 2439322 Российская Федерация, МПК E21C 41/20, № 2010123083, заявл. 08.06.10, опубл. 10.01.2012).

Однако указанная технология предусматривает большое количество отгонов комбайновых комплексов, что значительно снижает производительность комбайновой технологии отбойки руды.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении технологичности и безопасности отработки пластов, содержащих прослой каменной соли, за счет предварительной отбойки разубоживающего слоя в контуре камеры.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе отработки калийных пластов комбинированной технологией, включающем проведение очистных и подготовительных выработок, проходимых комбайнами, буровзрывную отбойку слоя каменной соли из пласта с оставлением ее на почве пройденного комбайнового хода, комбайновую отработку оставшихся продуктивных слоев полезного ископаемого из пласта, транспортировку полезного ископаемого самоходным транспортным средством, осуществляют последовательную выемку продуктивных слоев калийного пласта с опережающей выемкой слоя каменной соли, для чего первоначально проходят комбайновый ход в проектном контуре камеры на всю ее длину и сбивают его с вентиляционным штреком, затем из стенок выработки пройденного комбайнового хода производят буровзрывную отбойку всего слоя каменной соли в объеме проектного контура очистной камеры с оставлением отбитой каменной соли на почве ранее пройденного комбайнового хода, после чего осуществляют выемку объема полезного ископаемого из продуктивных слоев калийного пласта в камере очистными комбайнами.

Комбайновую выработку в проектном контуре камеры располагают в зависимости от ширины камеры либо по центру (оси) камеры, либо по борту проектного контура камеры.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 - схема отработки выемочного участка; на фиг.2 - схема проходки разрезной комбайновой выработки; на фиг.3 - схема доработки запасов камеры после взрыва с отработкой очистным комбайном.

На чертежах обозначено: 1 - отрабатываемая камера (L₁); 2 - разрезной комбайновый ход; 3 - отрабатываемая камера (L₂); 4 - слой каменной соли; 5 - продуктивный (сильвинитовый) пласт; 6, 7 - второй и третий комбайновый ход очистной выемки пласта; 8 - отбитая каменная соль; 9 - шпуры; 10 - выемочный штрек.

Суть способа заключается в последовательной выемке комбайновым способом продуктивных слоев калийного пласта и слоя каменной соли с обязательной опережающей буровзрывной отбойкой слоя каменной соли сразу на всю длину камеры.

Способ осуществляется следующим образом.

Наибольший эффект достигается, когда на выемочном участке одновременно отрабатывается более двух камер: 1, шириной L₁ и 3, шириной L₂.

В этом случае возможно (оптимально) совмещение буровзрывных работ по выемке солевого слоя и комбайновой выемке запасов полезного ископаемого в очистных камерах.

Первоначально в проектном контуре подготовительной камеры 1 (шириной L₁) на всю ее длину проходят 1-ый тупиковый разрезной комбайновый ход 2 (фиг.2). Комбайновый ход располагают в зависимости от ширины камеры либо по центру (оси) камеры, либо по борту проектного контура камеры и сбивают его с вентиляционным штреком.

Дальнейшее проветривание осуществляется за счет общешахтной депрессии.

При проходке тупикового комбайнового хода происходит разубоживание руды за счет подрезки слоя соли 4, расположенного между слоями полезного ископаемого 5. При этом разубоживание сильвинитовой руды каменной солью составляет не более 30% на один комбайновый ход или не более 10% на весь объем отрабатываемой выработки.

После проходки I тупикового хода 2 комбайн направляют в следующую планируемую к отработке камеру для проходки аналогичного хода.

Из комбайнового хода 2, пройденного в камере, осуществляют бурение шпуров 9 (Фиг.1, 2) до границ проектного контура отрабатываемой камеры 3 (на всю ширину камеры L₂ ) (Фиг.2) на высоту слоя каменной соли, после чего производят буровзрывную отбойку слоя каменной соли 4 в продуктивном, сильвинитовом пласте 5 в объеме проектного контура отрабатываемой камеры.

Отбойку слоя каменной соли производят на всю длину камеры либо последовательно, либо одновременно с двух сторон. Каменную соль 8 из отбитого слоя размещают на почве ранее пройденного комбайнового хода 2.

После того как произведена отбойка каменной соли на всей длине камеры, производят доработку оставшихся запасов сильвинитовой руды в камере комбайновым способом (Фиг.3).

Для этого по левому и правому краю контура отрабатываемой камеры, в которой предварительно отбили буровзрывным способом слой каменной соли, производят выемку сильвинитового пласта поочередно комбайновыми ходами 6 и 7 (I и II ход на фиг.1). Количество комбайновых ходов зависит от проектной ширины камеры и, соответственно, типоразмера комбайна (Фиг.3).

Отбитое полезное ископаемое по мере его добычи отгружают из камеры самоходным транспортом по выемочному штреку 10.

Использование предлагаемой комбинированной технологии выемки калийного пласта смешанного состава позволяет сократить разубоживание сильвинитовой руды каменной солью, которое по всей отработанной камере составит <10%, существенно снизить объем погрузочно-разгрузочных работ с очистного комбайна к средствам доставки, так как отбитый слой каменной соли из отрабатываемой камеры не вывозят и в дальнейшем он станет составной частью закладочного массива. Также указанная технология повышает технологичность и безопасность горных работ за счет предварительной буровзрывной отбойки слоя каменной соли и уменьшения количества заходок при отработке комбайном сначала слоя каменной соли, а затем полезного ископаемого, т.е за счет уменьшения цикличности добычных работ.