Способ разработки тонких и средней мощности крутых пластов полезного ископаемого с закладкой выработанного пространства

Способ разработки тонких и средней мощности крутых пластов полезного ископаемого с закладкой выработанного пространства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке тонких и средней мощности крутых пластов полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства.

Целью изобретения является снижение трудоемкости, повышение производительности, а также безопасности горных работ.

Известен способ отработки крутых пластов полосами по падению с применением щитовых агрегатов 1АЩМ или АНЩ с обрушением кровли (А.П.Килячков. Технология горного производства. М.: Недра, 1985, с.205-211).

Щитовой агрегат монтируется ниже вентиляционного штрека в монтажной нише размером по падению 10 м. После монтажа щита над крепью агрегата создается породная подушка из дробленых пород высотой, равной 3-4-кратной мощности пласта. Выемка угля осуществляется конвейеростругом. Посадка щита осуществляется отдельными частями (секций крепи) или одновременно.

К недостаткам данной технологии можно отнести то, что по флангам агрегата (для поддержания кровли пласта в районе углеспускного ската) устанавливается органный ряд крепи, вследствие чего снижается производительность труда и создаются опасные условия для горнорабочих. На поверхности образуются провалы. Сложное проветривание забоя.

Эти недостатки устранены в другом способе разработки тонких и средней мощности пластов полезного ископаемого с закладкой выработанного пространства, включающем отработку пласта полосами с применением выемочного агрегата (комплекса и заполнения выработанного пространства закладкой) (см. RU 94030175 А1, кл. Е 21 C 41/18, опубл. 10.06.1996, 8 с.).

Недостатки технологии следующие: ограниченная область применения; низкая производительность и большие затраты на закладочные работы, так как отсутствует дешевая самотечная закладка.

Задачей изобретения является расширение области применения, повышение производительности и уменьшение затрат на закладочные работы.

Сущность изобретения состоит в том, что в способе разработки тонких и средней мощности крутых пластов полезного ископаемого с закладкой выработанного пространства, включающем отработку пласта полосами и заполнение выработанного пространства закладкой, первую полосу отрабатывают по восстанию пласта гидравлическим способом, после ее отработки оставляют незаложенными восстающие выработки для отработки смежной полосы, которую осуществляют щитовым агрегатом по падению пласта, и во время отработки в монтажной нише на вентиляционном горизонте сооружают камеру, в которую подают твердеющую закладку, причем в закладочном массиве оставляют печи для подачи в выработанное пространство полосы самотечной закладки, осуществляют отработку следующей полосы по падению пласта щитовым агрегатом и заполняют ее выработанное пространство твердеющей закладкой, при этом осуществляют самотечную транспортировку горной массы, а проветривание забоев осуществляют за счет общешахтной депрессии.

На фиг.1 приведена схема подготовки и отработки выемочного поля с размещением в нем отрабатываемых полос и подготовительных выработок; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1; на фиг.5 - узел I на фиг.1.

На фиг.1-5 изображены: квершлаги 1, 2, пройденные для подготовки выемочного поля; грузоходовой скат 3 для соединения вентиляционного и откаточного горизонтов; вентиляционный 4 и откаточный 5 штреки, пройденные до границы выемочного поля; углеспускной скат 6 и вентиляционная печь 7 для обеспечения проветривания очистного забоя 8, оборудованного щитовым агрегатом; выработанное пространство 9, заполненное самотечной закладкой; выработанное пространство 10, пропитанное твердеющей закладкой; печи 11, оставляемые в закладочном массиве 12, для подачи самотечной закладки в выработанное пространство; сбойки 13, оставляемые в закладочном массиве 14 для проветривания очистного забоя; монтажная ниша 15 для монтажа агрегата 16; опорные врубы 17 для предотвращения сползания закладочного массива по падению пласта; герметичная прорезиненная лента 18 для предотвращения попадания твердеющей закладки в очистной забой; перемычка 19 для заполнения горных выработок и выработанного пространства отработанной полосы твердеющей закладкой; демонтажная камера 20 для демонтажа агрегата; скважина 21 для отработки полосы по восстанию пласта; канаты 22 для подвески гидромонитора 23 с водопроводом; наклонный полок 24 для транспортировки из забоя отбитой горной массы.

Способ осуществляется следующим образом. До начала очистных работ от квершлагов 1 и 2 до границы выемочного поля проводятся вентиляционный и откаточный штреки 4, 5. В районе квершлага штреки соединяются грузоходовым скатом 3, а на границе выемочного поля - углеспускным скатом. На расстоянии, равном длине очистного забоя, с основного штрека на вентиляционный горизонт пробуривается скважина 21. По скважине заводятся канаты 22 для подвески гидромонитора 23 с водопроводом. Управление работой гидромонитора осуществляется дистанционно или по заранее заданной программе.

Для отделения закладываемого пространства от рабочего используется наклонный полок 24, по которому отбитый гидромонитором уголь поступает в пульпоспускные трубы диаметром 800 мм, а из них - на основной горизонт.

После подвигания забоя полосы на 2-3 м по восстанию пласта полок поднимается лебедками, устанавливаются стойки и оборудуются углеспускные и ходовые отделения (Н.С.Арсенов, А.И.Петров, А.П.Широков. Разработка угольных пластов в сложных горно-геологических условиях. Кемеровское кн. изд., 1984, с.134-136).

Твердеющая закладка подается в специальные отсеки 14 после отработки полосы на всю высоту этажа. При этом остаются незаложенными печь 7, углеспускной скат 6 и сбойки 13 для отработки следующей смежной полосы щитовым агрегатом 16.

Одновременно с отработкой полосы и оставлением в выработанном пространстве восстающих выработок 6, 7 на вентиляционном горизонте в монтажной нише 15 над задними ограждениями щитового агрегата сооружается камера, в которую подается твердеющая закладка. В закладочном массиве 12 оставляются печи для подачи в выработанное пространство 9 самотечной закладки. Для устойчивости закладочного массива от сползания по падению пласта оборудуются опорные врубы 17.

Щитовой агрегат 16 производит выемку угля по падению пласта конвейеростругом по всей мощности и длине забоя и обеспечивает доставку отбитого угля к углеспускному отделению ската 6. По мере подвигания по падению пласта очистного забоя, оборудованного щитовым агрегатом, восстающие выработки 6 и 7, а также сбойки 13, заполняются самотечной закладкой, которая подается с вентиляционного штрека 4 по печам 11. После подвигания очистного забоя 8 к демонтажной камере 20 на вентиляционном штреке 4 устанавливается перемычка 19 и через оставленные в ней отверстия подается литая твердеющая закладка. Литая твердеющая закладка проливает самотечную закладку, уложенную в выработанном пространстве, через печи 11 и заполняет вентиляционный штрек на длину отработанной полосы угля щитовым агрегатом. Проветривается забой 8 за счет общешахтной депрессии. Свежий воздух поступает из основного штрека в ходовое отделение ската и далее, омыв забой, выходит по вентиляционной печи 7 и сбойке 13 в ходовое отделение ската 6 смежной полосы. Затем отработанный воздух выходит на вентиляционный горизонт.

Отработка следующей полосы щитовым агрегатом 16 осуществляется аналогично вышеописанному.

Применение щитового агрегата и гидравлической отбойки угля во время проведения восстающих выработок повышает производительность труда и обеспечивает безопасность работ по добыче угля на пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа.

Способ разработки тонких и средней мощности крутых пластов полезного ископаемого с закладкой выработанного пространства, включающий отработку пласта полосами и заполнение выработанного пространства закладкой, отличающийся тем, что первую полосу отрабатывают по восстанию пласта гидравлическим способом, после ее отработки оставляют незаложенными восстающие выработки для отработки смежной полосы, которую осуществляют щитовым агрегатом по падению пласта, и во время отработки в монтажной нише на вентиляционном горизонте сооружают камеру, в которую подают твердеющую закладку, причем в закладочном массиве оставляют печи для подачи в выработанное пространство полосы самотечной закладки, осуществляют отработку следующей полосы по падению пласта щитовым агрегатом и заполняют ее выработанное пространство твердеющей закладкой, при этом осуществляют самотечную транспортировку горной массы, а проветривание забоев осуществляют за счет общешахтной депрессии.