СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ПОЛОГИХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ Российский патент 1994 года по МПК E21C41/18 

Предложение относится к угольной промышленности, а именно к подземной разработке угольных месторождений с пологими пластами.

Область применения: пологие угольные пласты на действующих и строящихся шахтах.

Известен способ разработки пологих пластов, при котором в уклонной панели проводят фланговые уклоны, а также центральные, с которых подготавливают выемочные столбы с проведением выемочных штреков по пласту. Выемочные столбы отрабатывают обратным ходом с работой одной лавы в каждом крыле панели с проведением вслед за лавой вентиляционного штрека, начиная от флангового уклона. Этот штрек проводят на границе выработанного пространства ранее отработанного выемочного участка. Кроме того проводят вприсечку к выработанному пространству и отставанием от лавы выемочный штрек для подготовки смежного выемочного столба к отработке.

Проветривание лавы производят путем подвода свежей струи с центральных уклонов по нижнему конвейерному штреку, а исходящую струю отводят по указанному вентиляционному штреку на фланговый уклон. Для подсвежения исходящей струи лавы направляют свежую струю с центральных уклонов по верхнему штреку, предварительно пройденного вприсечку.

Транспортировку угля из лавы осуществляют на центральный конвейерный уклон по воздухоподающему штреку (см. например МУП СССР "Альбом схем вскрытия и подготовки и систем разработки пологих пластов Донбасса на больших глубинах с расположением выработок в разгруженных зонах". М. 1990 г., схема 4.2, с. 100).

Недостатки этого аналога:
снижение безопасности работ: в случае воспламенения ленты в конвейерном штреке (по нему подается свежая струя для проветривания лавы) подвергаются опасности люди на погрузочном пункте лавы и в очистном забое, а также люди в подготовительном забое указанного вентиляционного штрека;
ухудшение санитарно-гигиенических условий труда: люди, занятые на проходке вентиляционного штрека, находятся на исходящей струе лавы, а также люди на погрузочном пункте лавы и в очистном забое, работающие на свежей струе от источника пыли ленточного угольного конвейера;
ухудшение климатических условий труда на выемочных участках глубоких горизонтов: во-первых, отсутствует возможность подвески к лаве свыше ее пропускной способности дополнительно свежего воздуха (с его отводом минуя лаву), и во-вторых, от подачи свежей струи по конвейерному штреку-транспортируемый уголь является существенным источником тепла;
низкая концентрация горных работ в панели - возможна работа только двух лав (по одной лаве в каждом крыле);
повышение затрат на проведение выемочных штреков; во-первых, повышается сечение конвейерного штрека (в нем размещается и конвейерный транспорт и вспомогательный по доставке грузов к лаве); во-вторых, повышается сечение вентиляционного штрека (следует учитывать величину опускания кровли в выработанном пространстве), а также принимая во внимание затраты, связанные с выкладкой бутовой полосы и бутокостров или их заменителей;
увеличение затрат на создание зоны разгрузки для панельных центральных наклонных выработок - требуется для этого в связи с обратным ходом специальная лава, например работающая по падению (при прямом ходе разгрузка обеспечивается добычными лавами);
повышение потерь угля в барьерных целиках, оставляемых перед этой зоной разгрузки, а также появление неблагоприятных зон ПГД (повышенное горное давление), связанные с этими целиками, осложняющих отработку свиты пластов.

Известен более близкий по своей сущности и такой способ разработки пологих пластов (он выбирается в качестве прототипа), при котором в панели проводят только центральные уклоны, а выемочные столбы в крыльях панели отрабатывают обратным ходом сдвоенными лавами с проведением дополнительно полевого штрека (рядом с пластовым средним штреком, с которым его соединяют гезенком). Проветривание сдвоенных лав осуществляют с подводом свежей струи по бортовым штрекам и отводу исходящей струи по полевому штреку, а подсвежающую струю подают по среднему пластовому штреку и направляют ее в полевой штрек через задние гезенки сдвоенных лав.

Транспортировку угля из сдвоенных лав производят ленточным конвейером; из верхней лавы по вентиляционному полевому штреку, а из нижней - по воздухоподающему пластовому штреку с передачей угля на центральный конвейерный уклон. Поскольку применяют, как при аналоге, обратный ход, то охрану центральных уклонов осуществляют также целиками угля (см. например, а.с. N 1629560 с приоритетом 25.05.88).

Недостатки прототипа:
снижение безопасности работ: в случае воспламенения конвейерной ленты в воздухоподающем штреке нижней сдвоенной лавы подвергаются опасности люди, работающие на погрузочном пункте и в лаве;
ухудшение санитарно-гигиенических условий труда на выемочном участке нижней сдвоенной лавы: свежая струя в лаву подводится по конвейерному штреку и, следовательно, с повышенной запыленностью;
ухудшение климатических условий труда на выемочных участках сдвоенных лав на глубоких горизонтах (по той же причине как при аналоге см. п. 3) и дополнительно для нижней лавы от подачи свежей струи по конвейерному штреку (конвейерная транспортировка угля является значительным дополнительным источником тепла);
повышение затрат на проведение конвейерного штрека нижней сдвоенной лавы как в аналоге.

Кроме этих недостатков прототипу присущи и три недостатка аналога (пп. 6-8).

Предлагаемый способ лишен указанных недостатков.

Целью настоящего предложения является повышение безопасности работ и улучшение санитарно-гигиенических условий труда.

Эта цель достигается техническими решениями, включающими панельную подготовку с проведением центральных и фланговых наклонных выработок, одновременную отработку нескольких смежных выемочных столбов, проветривание лав с подводом свежей струи по пластовым штрекам, конвейерную транспортировку угля из лав на центральную наклонную выработку.

Предлагаемый способ отличается тем, что отрабатывают выемочные столбы в направлении от центральных наклонных выработок к фланговым, а по мере подвигания каждой лавы проводят дополнительно полевой штрек, посредством которого его соединяют с пластовым штреком, и производят проветривание лав путем подвода свежей струи с фланговых наклонных выработок по пластовым штрекам и отводу исходящей струи на центральные наклонные выработки по полевым штрекам, кроме того часть свежей струи направляют через гезенк, минуя лаву, с пластовых штреков в полевые штреки, а уголь из лав транспортируют на эти полевые штреки сонаправленно с этой частью свежей струи.

Благодаря этой новой совокупности отличительных признаков предлагаемого способа обеспечивается следующий положительный эффект:
повышается безопасность работ, во-первых, благодаря конвейерной транспортировке угля из каждой лавы по полевому штреку и отводу по нему исходящей струи лавы, а также отводу по нему части свежей струи, минуя лаву сонаправленно с транспортировкой угля, что позволяет обезопасить людей, работающих в лаве в случае возгорания конвейерной ленты - продукты пожара отводятся по вентиляционным выработкам, а не по воздухоподающим и лаве как до этого; во-вторых, вследствие направления части свежей струи, подводимой к лаве, с пластового на полевой штрек через гезенк, минуя ее, что обеспечивает при перекреплении проветривания лавы в случае аварийной ситуации (например внезапного выброса угля и газа и закупорку лавы углем) сохранить как проветривание этих выемочных штреков так и запасной выход людей из аварийной зоны на свежую струю;
улучшаются санитарно-гигиенические условия труда на выемочных участках вследствие указанной транспортировке угля не по воздухоподающей выработке, как до этого, а по вентиляционной; - пыль не попадает в свежую струю и, следовательно, не разносится по рабочим местам в т.ч. в лаве;
нормализуются тепловые условия на выемочных участках глубоких горизонтов путем устранения основного источника тепла - конвейерного транспорта (он размещается в обособленно проветриваемой штреке, а также вследствие подвода к каждой лаве повышенного количества свежей струи, часть которой отводится минуя лаву (уменьшается удельное тепло в воздухе);
уменьшается сечение каждого пластового и полевого штреков, соединенных гезенком, и, следовательно, снижаются затраты на их проходку вследствие указанной обособленной транспортировки угля по полевому штреку из каждой лавы - теперь вспомогательный транспорт по доставке грузов и угольный транспорт размещают по отношению к лаве обособленно соответственно в пластовом и полевом штреках, а не вместе как до этого;
снижаются затраты на поддержание каждого выемочного участка за счет отмеченного уменьшения их сечения;
устраняется необходимость применения специальной разгрузочной лавы для создания зоны разгрузки для центральных наклонных выработок и ликвидируются барьерные целики перед этой разгрузочной зоной благодаря отработке выемочных столбов в направлении от центральных наклонных выработок к фланговым с созданием зоны разгрузки добычными лавами, а не специальными, и поэтому снижаются затраты на создание этой зоны разгрузки, а также ликвидируются потери угля в целиках и связанные с этим зоны ПГД (повышенное горное давление) при разработке свиты пластов, осложняющих их отработку;
создаются благоприятные условия для оставления породы в шахте благодаря отработке столбов в направлении от центральных наклонных выработок к фланговым - закладочные лавы находятся вблизи подготовительных забоев выемочных штреков и центральных наклонных выработок.

Сущность предлагаемого способа поясняется чертежом.

На фиг. 1 изображена в плане уклонная панель с отработкой в крыле панели одновременно нескольких выемочных столбов прямым ходом; на фиг. 2 - характерный разрез фиг. 1.

Предлагаемый способ выполняют следующим образом (фиг. 1-2). Панель размещают, например, в уклонной части шахтного поля с проведением магистральных штреков 1, центральных уклонов 2 и фланговых уклонов 3 и производят подготовку нескольких (например двух) смежных выемочных столбов к отработке путем предварительного проведения пластовых штреков 4.

Подготовленные выемочные столбы затем отрабатывают в направлении от центральных уклонов 2 к фланговым 3. При этом по мере подвигания каждой лавы проводят дополнительно полевой штрек 5 и гезенк 6 и соединяют периодически впереди лавы этот полевой штрек 5 с пластовым штреком 4 при помощи этих гезенков. При этом пластовые штреки 4 позади лавы погашают, а взамен их проводят вприсечку к выработанному пространству вентиляционные штреки 7 и соединяют их с полевыми штреками впереди лавы при помощи повторно используемых гезенков 6. Однако в ряде случаев, например при устойчивых боковых породах целесообразно проводить полевой штрек без опережения лавы и тем самым исключить вредное влияние опорного давления лавы и соединять его с пластовым штреком 4, сохраняемым позади лавы (до этого его погашали). Для самой верхней лавы полевой штрек 5 используют повторно в качестве вентиляционного и его соединяют гезенками 6 с проводимым вприсечку вентиляционным штреком 7 как впереди лавы, так и позади.

Проветривание лав в крыле панели производят путем подвода свежей струи с флангового уклона 3 по пластовым штрекам 4 и отвода исходящей струи на центральные уклоны 2 по полевым штрекам 5. Кроме того часть свежей струи направляют через гезенки 6, минуя лаву с пластовых штреков 4 в полевые штреки 5. Эта часть свежей струи служит и для подсвежения исходящей струи лав, кроме самой нижней. Следует отметить, что производят отвод исходящей струи кроме переднего и на задний гезенк, но по неподдерживаемому в выработанном пространстве штреку 7, чтобы исключить загазирование сопряжения лавы с этим штреком 7.

Кроме того часть свежей струи направляют через гезенки 6, минуя лаву, с пластовых штреков 4 в полевые штреки 5 как для проветривания этого полевого штрека (самая нижняя лава), так и подсвежения исходящей струи (остальные смежные лавы). Для самой верхней лавы направляют свежую струю с флангового уклона 3 непосредственно в повторно используемый полевой штрек 5. При помощи этой свежей струи проветривают забой проводимого вентиляционного штрека 7, а также подсвежают исходящую струю.

Транспортировку угля из каждой лавы осуществляют с передачей угля из пластового штрека 4 через гезенк 6 на полевой штрек 5 сонаправленно с указанной частью свежей струи, а также с исходящей, кроме самой нижней лавы.

Создание зоны разгрузки для центральных уклонов 2 при прямом ходе лав осуществляют по известному способу: проводят монтажный ходок 7 вблизи пройденного с опережением одного из центральных уклонов (в случае возможности повторного использования монтажного ходка 7) или двух, которые надрабатывают добычной лавой, а затем после создания зоны разгрузки проводят остальные центральные уклоны (см. МУП СССР альбом "Технологические схемы разработки пластов, опасных по внезапным выбросам угля и газа", с. 125, схема 2.7).

Пример конкретного выполнения предлагаемого способа. Он может быть применен как на строящейся шахте, так и действующей. На строящейся шахте его реализация, вполне очевидно, не вызывает затруднений.

На действующей шахте предлагаемый способ можно выполнить и в действующей, например уклонной панели с наиболее неблагоприятным прямым ходом отработки ярусов и с работой одиночной лавы в крыле панели. Для этого проводят с вентиляционного штрека фланговый уклон, не ожидая окончания работы лавы, а с центральных уклонов проводят два пластовых штрека, чтобы подготовить два столба для их отработки по предлагаемому способу. После отработки яруса по старому способу вентиляционный штрек лавы используют, как воздухоподающий для новых сдвоенных лав, а конвейерный как вентиляционный для верхней сдвоенной лавы.

В результате при предлагаемом способе достигается поставленная цель: повышения безопасности работ и улучшение санитарно-гигиенических условий труда.

Использование: при разработке пологих угольных пластов. Сущность: способ предусматривает панельную подготовку проведением центральных и фланговых наклонных выработок, проветривание лав с подводом свежей струи по пластовым штрекам, конвейерную транспортировку угля из лав на центральную наклонную выработку, одновременную отработку нескольких выемочных столбов в направлении от центральных наклонных выработок к фланговым, а по мере продвигания каждой лавы проведение полевого штрека и гезенка, посредством которого его сбивают с пластовым штреком, проветривание лав путем подвода свежей струи с фланговых наклонных выработок и отвода исходящей струи на центральные наклонные выработки по полевым штрекам, направление части свежей струи через гезенки, минуя лаву, с пластовых штреков в полевые штреки, транспорт угля из лав на полевые штреки сонаправленно с подсвежающей частью свежей струи. 2 ил.

СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ПОЛОГИХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ, включающий подготовку панелей проведением центральных и фланговых наклонных выработок, отработку панелей столбами, выемку угля в столбах лавами в направлении от наклонных выработок к флангам, проветривание лав подачей свежей струи воздуха по пластовым штрекам и транспорт угля по наклонным выработкам, отличающийся тем, что по мере подвигания лав проводят полевые штреки, пластовые штреки сбивают гезенками с полевыми штреками, проветривание лав осуществляют подачей свежей струи воздуха в пластовые штреки из фланговых наклонных выработок и отводом исходящей струи воздуха по полевым штрекам на центральные наклонные выработки, при этом производят подсвежение воздуха в полевых штреках подачей свежей струи из пластовых штреков в гезенки, минуя лавы, а транспорт угля из лав к наклонным выработкам проводят по полевым штрекам сонаправленно с направлением подсвежающей струи воздуха.