Способ разработки уклонных выемочных полей на пологих угольных пластах

Способ разработки уклонных выемочных полей на пологих угольных пластах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке пологих и наклонно залегающих угольных пластов.

Известен способ разработки пологих и наклонно залегающих угольных пластов, при котором уклонные выемочные поля подготавливаются проходкой вентиляционного штрека в верхней части поля и транспортного штрека в нижней части поля, причем просек не проходится и целики угля не оставляются, он заменяется крепью, в частности податливыми тумбами (см., например, В.Н. Макаров, Г.И. Трофимов “Проектирование и расчет процессов подземных горных работ”. Ростов н/Д., Пегас, 1995, с.300). Лавный конвейер выводится непосредственно на транспортный штрек. Недостаток этого способа при разработке уклонных выемочных полей в том, что как при проходке вентиляционного и транспортного штреков, так и при очистной выемке создаются трудности из-за водопритоков, что снижает интенсивность подготовки и отработки уклонных выемочных полей, а создание ниш в верхней части лавы трудоемко и также сдерживает интенсивность очистных работ. Кроме этого, порода от проходки выработок, как правило, идет в уголь, что сильно снижает качество добываемого угля.

Известен также способ разработки пологих угольных пластов сплошной системой разработки по простиранию, при котором выемочное поле подготавливается проходкой в верхней части поля вентиляционного штрека, а на уровне основного горизонта - транспортного штрека, выше транспортного штрека через целик угля проходится просек, который периодически соединяется с транспортным штреком углепогрузочными сбойками (см., например, А.П. Килячков “Технология горного производства”. М., Недра, 1992, с.174, рис.7.1). Подготовительные выработки незначительно опережают в пространстве и во времени очистные работы. Подготовительные и очистные работы в пределах выемочного поля, этажа, участка или яруса ведут одновременно. Для подготовки к очистным работам от просека до вентиляционного штрека по углю проходится разрезная печь. Затем в верхней и нижней частях лавы вынимаются ниши для размещения рабочего органа добычного технологического комплекса. Недостатки этого способа в том, что при подготовке уклонных полей объем проходки транспортного и вентиляционного штреков и просека очень большой, причем их проходка затруднена из-за водопритоков, что сдерживает интенсивность как подготовки, так и очистной выемки, а при очистных работах требуется периодически выполнять весьма трудоемкие работы по образованию в верхней и нижней частях лавы ниш, что также снижает интенсивность очистных работ.

Главным недостатком этого варианта является то, что при разработке пластов тонких и средней мощности подготовительные выработки проходят с подрывкой породы, которая выдается вместе с углем, из-за чего повышается его зольность.

Также известен способ разработки уклонных выемочных полей на пологих угольных пластах, включающий подготовку уклонных выемочных полей по простиранию, проведение транспортных штреков, проведение вентиляционного штрека для верхнего выемочного поля и использование транспортного штрека вьшерасположенного выемочного поля в качестве вентиляционного при подготовке нижерасположенного выемочного поля, проведение двух камер через целик параллельно транспортному штреку. Нижнюю камеру проводят с опережением по отношению к транспортному штреку и к верхней камере и с уклоном, обеспечивающим свободный сток воды из транспортного штрека и обеих камер. Транспортный штрек периодически соединяют сбойками с верхней камерой, которую сбойками соединяют с нижней камерой, причем ширину нижней камеры задают, исходя из условия размещения в ней рабочего органа технологического выемочного комплекса, а ширину верхней камеры - из условия размещения в ней породы от проходки транспортного штрека (см. RU 2206743 С2, Кл. Е 21 С 41/18). Известный способ принят за прототип.

Главным недостатком прототипа является недостаточная интенсивность подготовки и отработки, поскольку проведение подготовительных выработок осуществляется за 1,5-2 года до начала очистных работ.

Изобретение направлено на повышение интенсивности подготовки и отработки.

Для достижения поставленного результата в способе, включающем подготовку уклонных выемочных полей по простиранию, проведение транспортных штреков, проведение вентиляционного штрека для верхнего выемочного поля и использование транспортного штрека вышерасположенного выемочного поля в качестве вентиляционного при подготовке нижерасположенного выемочного поля, проведение двух камер через целик параллельно транспортному штреку, при этом нижнюю камеру проводят с опережением по отношению к транспортному штреку и к верхней камере и с уклоном, обеспечивающим свободный сток воды из транспортного штрека и обеих камер, причем транспортный штрек периодически соединяют сбойками с верхней камерой, которую сбойками соединяют с нижней камерой, причем ширину нижней камеры задают, исходя из условия размещения в ней рабочего органа технологического выемочного комплекса, а ширину верхней камеры - из условия размещения в ней породы от проходки транспортного штрека, транспортный штрек и обе камеры проводят при прямом порядке подготовки и отработки выемочных полей, используя сплошную систему разработки выемочных полей.

Сущность изобретения представлена на чертежах, где фиг.1 - проекция на горизонтальную плоскость сплошной системы разработки, включающую проведение параллельно откаточному штреку камеры, фиг.2 - вертикальный разрез по линии I-I, фиг.3 - вертикальный разрез по линии II-II.

Способ осуществляется следующим образом.

Для подготовки самого верхнего выемочного поля вдоль его верхней границы проходят три выработки; одна в качестве вентиляционного штрека 1 с подрывкой вмещающих пород и через целики 7 параллельно штреку две угольные камеры, также разделенные между собой угольным целиком. При этом сечение выработок должно обеспечивать проветривание лавы и других забоев. Поэтому сечение вентиляционного штрека может быть принято минимально возможным, а минимальное сечение нижней угольной камеры 3 должно быть равным S=ml_З, где m - выемочная мощность пласта, м; l_З - длина заходки, необходимая для нормального перевода рабочего органа технологического добычного комплекса на новую ленту. Если при проходке вентиляционного штрека требуется подрывка вмещающих пустых пород, то необходимо проходить угольную камеру 5 для размещения в ней пустой породы от проходки вентиляционного штрека. Сечение верхней угольной камеры должно быть достаточным и для размещения породы согласно условию S=m(l_З+l_П), где l_П - ширина, необходимая для складирования породы от проходки вентиляционного штрека. Особенностью нижней угольной камеры является то, что она проходится с опережением вентиляционного штрека и обязательно с уклоном, обеспечивающим сток воды в сторону основных вскрывающих выработок в период проходки выработок и в дальнейшем в течение всего срока службы выработок. В случае необходимости верхняя и нижняя камеры могут быть разделены крепью или перегородкой.

Для подготовки нижней части выемочного поля проходятся три выработки: транспортный штрек 2 с подрывкой пород и через целик параллельно ему две угольные камеры, также разделенные между собой угольным целиком. При этом нижняя угольная камера 4 проходится с некоторым опережением по отношению к транспортному штреку и верхней угольной камере 6 и обязательно с уклоном для обеспечения свободного стока воды из всех трех выработок в период проходки этих выработок и отработки всего выемочного поля. Транспортный штрек периодически соединяется с верхней угольной камерой сбойками 8 для стока воды и погрузки породы от проходки транспортного штрека. Верхняя угольная камера в свою очередь соединяется с нижней сбойками для стока воды из транспортного штрека и верхней угольной камеры. Ширина верхней угольной камеры определяется из условия размещения в ней породы от проходки транспортного штрека, а нижней из условия размещения в ней комбайна или приводных головок с учетом безопасного расстояния для прохода людей. Этим обеспечиваются благоприятные условия работы транспортного штрека в течение всего срока подготовки и отработки выемочного поля, а также оставление в шахте пород от проходки и ремонта выработок. После отработки первого уклонного выемочного поля подготовка всех нижерасположенных выемочных полей осуществляется проходкой только транспортного штрека и ниже его уровня через целик и двух угольных камер. При этом транспортный штрек каждого вышерасположенного выемочного поля служит в качестве вентиляционного при разработке нижнего выемочного поля, верхняя угольная камера служит для заполнения породой от проходки штрека, а нижняя камера используется вместо ниш для перевода рабочего органа технологического добычного комплекса на новую ленту.

Несмотря на то что объем проходческих работ по подготовке и нарезке уклонного выемочного поля в предлагаемом новом варианте примерно такой же, как и в прототипе, благодаря почти одновременному выполнению проходческих и очистных работ при новом варианте прямого порядка подготовки и отработки выемочного поля, представляется возможность начать очистные работы на 1-1,5 года раньше, чем при системе разработки длинными столбами, и, соответственно, уменьшить срок окупаемости кредитов для выполнения проходческих работ. Благодаря созданию условий для быстрого ввода в эксплуатацию лавы, за счет одновременного ведения очистных и подготовительных работ, более надежной работы транспортного штрека в период отработки выемочного поля, а также благодаря ликвидации ниш создаются условия для увеличения не только нагрузки на лаву, но и производственной мощности шахты в целом. Таким образом, при новой технологической схеме обеспечивается не только возможность быстрой окупаемости затрат на проходку и минимальный объем проходческих работ, в том числе по породам, но и увеличивается длина линии очистного забоя, ликвидируется трудоемкая проходка ниш в лаве и обеспечивается более надежная и интенсивная работа очистных комплексов независимо от водопритоков и простоев из-за необходимости проходки ниш. Кроме этого, благодаря оставлению в верхней угольной камере пород от проходки транспортного штрека представляется возможность снижения зольности добываемого угля.

Способ разработки уклонных выемочных полей на пологих угольных пластах, включающий подготовку уклонных выемочных полей по простиранию, проведение транспортных штреков, проведение вентиляционного штрека для верхнего выемочного поля и использование транспортного штрека вышерасположенного выемочного поля в качестве вентиляционного при подготовке нижерасположенного выемочного поля, проведение двух камер через целик параллельно транспортному штреку, при этом нижнюю камеру проводят с опережением по отношению к транспортному штреку и к верхней камере и с уклоном, обеспечивающим свободный сток воды из транспортного штрека и обеих камер, причем транспортный штрек периодически соединяют сбойками с верхней камерой, которую сбойками соединяют с нижней камерой, причем ширину нижней камеры задают, исходя из условия размещения в ней рабочего органа технологического выемочного комплекса, а ширину верхней камеры - из условия размещения в ней породы от проходки транспортного штрека, отличающийся тем, что транспортный штрек и обе камеры проводят при прямом порядке подготовки и отработки выемочных полей, используя сплошную систему разработки выемочных полей.