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

Предложение относится к горной промышленности, а именно к разработке пологих угольных пластов.

Область применения: шахты с пологими пластами. Известен способ подготовки пологих угольных пластов, при котором шахтное поле с бремсберговым и уклонным полями подготавливают панельным способом при помощи односторонних панелей (секций), имеющими дополнительную транспортную и вентиляционную связь между собою (кроме магистральных штреков, пройденных в верхней части и нижней бремсбергового и уклонного полей) при помощи третьего магистрального штрека, пройденного в средней их части. В секции дополнительно проводят одиночные полевые наклонные выработки и делят ее на четыре участка. В каждой секции работают две лавы по столбовой системе разработки на свои передние и задние эти наклонные выработки (см., например, а.с. на изобретение N 492660 "Способ разработки пологих пластов" - приоритет 18.01.74).

Недостатки аналога:
снижение безопасности работ, во-первых, из-за оставления охраненных целиков возле секционных уклонов (их оставляют с одной стороны), создающих при разработке свиты выбросоопасных пластов неблагоприятные зоны ПГД (повышенное горное давление) и, следовательно, повышенную опасность выбросов угля и газа; во-вторых, вследствие конвейерной транспортировки угля по магистральному штреку с подводом свежей струи для выемочных участков секции, и что представляет опасность для работающих там людей в случае воспламенения конвейерной ленты (пример крупной аварии по этой причине в 1991 г. на шахте "Южнодонбасская" N 1 ПО "Донецкуголь");
отсутствие возможности при разработке свиты пластов создать зону разгрузки горного массива подработкой на всей выемочной площади секционной панели по причине оставления указанных охранных целиков, что не позволяет обеспечить снятие выбросоопасности, дегазацию пластов, улучшение условий поддержания выработок, особенно на глубоких горизонтах;
низкая концентрация транспортировки угля в секционной панели: конвейерную доставку угля осуществляют в каждой секции по своему бремсбергу или уклону;
усложнение технологической схемы по оставлению породы в шахте вследствие проведения основных и подготовительных выработок в секциях без ведения в них очистных работ;
повышение потерь угля за счет оставления указанных охранных целиков;
увеличение объема проведения основных выработок - в секции помимо секционных бремсбергов или уклонов проводят дополнительные полевые наклонные выработки, чтобы обеспечить работу двух лав в секции;
удлинение срока подготовки секционной панели из-за проведения основных выработок в секциях без совмещения во времени в них с очистными работами;
повышение затрат на поддержание основных выработок, особенно на глубоких горизонтах, - для них предварительно не создаются зоны разгрузки.

Известен более близкий по своей сущности и такой способ подготовки пологих пластов (он выбирается в качестве прототипа), при котором уклонную часть шахтного поля подготавливают при помощи секционной панели. Такую панель делят по простиранию на четыре секции: две центральные и две фланговые с проведением соответствующих двух секционных уклонов (одного полевого, второго пластового). Секционные уклоны центральных секций не имеют вентиляционную и транспортную связь со своими лавами и служат для предварительного проведения выемочных штреков при подготовке выемочных столбов. Для фланговых секций проводят также по два секционных уклона (один полевой, второй пластовый), которые используют только для обслуживания как своих лав, так и лав центральных секций. Между собой секционные уклоны дополнительно соединяют при помощи выемочного штрека, пройденного заранее до начала ведения очистных работ в предыдущем ярусе. Секционные уклоны охраняют с обеих сторон целиками угля (см. например, а.с. N 1448049 "Способ разработки уклонных шахтных полей тонких пологих угольных пластов" - приоритет 10.12.86).

Недостатки прототипа:
снижение безопасности работ: во-первых, оставляемые охранные целики возле секционных уклонов создают при разработке свиты пластов неблагоприятные зоны ПГД и тем самым возникает на смежных выбросоопасных пластах повышенная вероятность выбросов угля и газа; во-вторых, повышенное число конвейерных секционных уклонов (в каждой секции свой конвейерный уклон) повышает вероятность случаев воспламенения конвейерной ленты с тяжелыми последствиями;
наличие охранных целиков угля возле секционных уклонов не позволяет обеспечить бесцеликовую технологию в пределах секционной панели и, следовательно, создать разгрузку горного массива, особенно подработкой, на всей выемочной площади и таким путем обеспечить снятие выбросоопасности, дегазацию пластов, улучшение условий поддержания выработок, в т.ч. секционных уклонов, особенно на глубоких горизонтах;
низкая концентрация транспортировки угля в секционной панели из-за проходки в каждой секции конвейерных уклонов, (а не одного центрального уклона) - повышаются затраты на их проведение и обслуживание;
усложнение технологической схемы по оставлению породы в шахте вследствие отсутствия транспортной связи лав центральных секций со своими секционными уклонами - здесь производится наибольший объем предварительного проведения подготовительных выработок
повышение потерь угля за счет оставления указанных охранных целиков (они, в отличие от аналогов, оставляются с обеих сторон секционных уклонов).

Предлагаемый способ лишен указанных недостатков.

Целью настоящего предложения является повышение безопасности работ и обеспечение бесцеликовой технологии и концентрации транспортировки угля. Эта цель достигается техническими решениями, включающими деление панели по простиранию на секции, проведение центральных и секционных наклонных выработок, отработку выемочных столбов с работой сдвоенных лав прямым ходом на воздухоподающие пластовые и вентиляционные полевые штреки, проветривание сдвоенных лав и транспортировку угля из них.

Предлагаемый способ отличается тем, что проводят по мере отработки выемочных столбов воздухоподающую секционную наклонную выработку впереди сдвоенных лав, а вентиляционную - позади них после перехода сдвоенных лав без перенарезки из центральной во фланговую секцию, а в период надработки воздухоподающей секционной наклонной выработки производят подвод свежей струи в сдвоенные лавы с другой передней воздухоподающей секционной наклонной выработки, при этом транспортируют уголь из сдвоенных лав фланговых секций на центральную конвейерную наклонную выработку по вентиляционному полевому штреку верхней сдвоенной лавы центральной секции.

Благодаря этой новой совокупности отличительных признаков предлагаемого способа обеспечивается следующий положительный эффект:
повышается безопасность работ, во-первых, ликвидируются охранные целики возле секционных уклонов и, следовательно, неблагоприятные зоны ПГД при разработке свиты выбросоопасных пластов, создающих повышенную опасность выбросов угля и газа вследствие проведения по мере отработки выемочных столбов воздухоподающую секционную наклонную выработку впереди сдвоенных лав, а вентиляционную - позади них после перехода сдвоенных лав без перенарезки из центральной во фланговую секцию, а в период надработки воздухоподающей секционной наклонной выработки производят подвод свежей струи в сдвоенные лавы с другой передней воздухоподающей секционной наклонной выработки; во-вторых, снижается в секционной панели количество конвейерных секционных наклонных выработок до одной и вместе с этим уменьшается вероятность случаев возникновения воспламенения конвейерной ленты (пример крупной аварии по этой причине в 1991 г. на шахте "Южнодонбасская" N 1) путем транспортировки угля фланговых секций на центральную конвейерную наклонную выработку по вентиляционному полевому штреку верхней сдвоенной лавы центральной секции;
обеспечивается бесцеликовая технология указанным выше новым техническим решением и за счет этого создается разгрузка горного массива, в первую очередь, подработкой на всей выемочной площади секционной панели и таким путем достигается снятие выбросоопасности, дегазация пластов, улучшения условий поддержания выработок, особенно на глубоких шахтах;
достигается концентрация транспортировки угля в секционной панели (техническое решение предлагаемого способа указано в первом преимуществе) и вследствие этого снижается количество конвейерных наклонных выработок и связанных с этим затрат на проходку и их обслуживание;
упрощается технологическая схема по оставлению породы в шахте благодаря тому, что транспортируют уголь (и таким путем породу) из сдвоенных лав (и, следовательно, из подготовительных забоев) на центральную конвейерную наклонную выработку по вентиляционному полевому штреку верхней сдвоенной лавы центральной секции (эту лаву целесообразно сделать закладочной);
снижаются потери угля за счет ликвидации охранных целиков для секционных наклонных выработок указанным в первом пункте преимущества техническим решением предлагаемого способа.

Сущность предлагаемого способа поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображена в плане секционная панель, расположенная в уклонной части шахтного поля, на фиг. 2 - характерный разрез на фиг. 1.

Предлагаемый способ выполняют следующим образом. Вскрытие шахтного поля осуществляют двумя вертикальными стволами 1 с проведением двух магистральных штреков 2. Уклонную часть шахтного поля подготавливают при помощи секционной панели, которую делят на четыре секции: две центральные и столько же фланговых. На границе этих секций по простиранию проводят в почве пласта секционные уклоны: три центральных 3, два секционных 4 и один фланговый 5, с которых подготавливают выемочные столбы путем проведения по пласту воздухоподающих штреков 6. Выемочные столбы отрабатывают при помощи сдвоенных лав прямым ходом начиная с центральных секционных уклонов 3. По мере подвигания лав проводят полевые штреки 7, которые соединят с пластовыми впереди лавы при помощи гезенка 8 (см. фиг. 2). Для самой верхней лавы полевой штрек 7 используют повторно в качестве вентиляционного. Позади каждой лавы воздухоподающие штреки 6 погашают, а вместо них проводят вприсечку к выработанному пласту вентиляционные 9.

Проветривание сдвоенных лав производят в каждой секции путем подвода свежей струи с передних секционных уклонов (им может быть или фланговый секционный уклон 5 или воздухоподающий секционный уклон 4) и отвода исходящей струи на задний секционный уклон (вентиляционный секционный уклон 5 или центральные вентиляционные уклоны 3).

По мере отработки выемочных столбов проводят воздухоподающий секционный уклон 4 и фланговый секционный уклон 5 впереди сдвоенных лав, а вентиляционный секционный уклон 5 позади них после перехода сдвоенных лав без перенарезки из центральной во фланговую секцию. В период же надработки воздухоподающего секционного уклона 4 производят подвод свежей струи в сдвоенные лавы с флангового секционного уклона 5.

Транспортировку угля из сдвоенных лав в пределах каждой секции производят с передачей угля из пластовых штреков 6 через гезенки 8 на полевые штреки 7 сонаправленно с исходящей струей (верхняя лава) или частью свежей струи (нижняя лава). В центральных секциях уголь далее передают на центральный конвейерный уклон 3, а уголь из фланговых секций также направляют на этот центральный конвейерный уклон 3, по вентиляционному полевому штреку 7 верхней сдвоенной лавы центральной секции. При этом уголь из верхней сдвоенной лавы фланговой секции передают на этот полевой штрек 7 скребковым конвейером, который располагают в вентиляционном секционном уклоне 4.

Создание зоны разгрузки для центральных секционных уклонов 3 производят по известному способу путем проведения монтажного ходка 10 и одного или двух полевых уклонов с последующей их надработкой лавой (см. МУП СССР альбом "Технологические схемы разработки пластов, опасных по внезапным выбросам угля и газа", с. 125, схема 2.7).

Создание зоны разгрузки для двух секционных уклонов 4 осуществляют указанным выше способом (надработкой одного из них и последующим проведением второго в разгруженной зоне).

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

На действующей шахте предлагаемый способ можно реализовать в ряде случаев и на действующем горизонте, объединив две панели в одну секционную. Для этого необходимо, во-первых, на стыке двух панелей осуществить проведение секционных уклонов; во-вторых, это также необходимо выполнить и на флангах этих панелей. После этого производят переход на отработку ярусов по предлагаемому способу. Возможны и другие варианты реализации предлагаемого способа на действующем горизонте.

В результате при предлагаемом способе достигается поставленная цель: концентрация горных работ и улучшение условий поддержания секционных уклонов.

Использование: при разработке пологих угольных пластов. Сущность: способ предусматривает деление панели по простиранию на секции, проведение центральных и секционных наклонных выработок, отработку выемочных столбов сдвоенными лавами прямым входом на воздухоподающие пластовые и вентиляционные полевые штреки, проведение по мере отработки выемочных столбов воздухоплавающей секционной наклонной выработки впереди сдвоенных лав, а вентиляционной - позади них после перехода сдвоенных лав без перенарезки из центральной во фланговую секцию, в период надработки воздухоподающей секционной наклонной выработки подвод свежей струи в сдвоенные лавы с передней воздухоподающей секционной наклонной выработки, транспорт угля из сдвоенных лав фланговых секций на центральную наклонную выработку по вентиляционному полевому штреку верхней сдвоенной лавы центральной секции. 2 ил.

СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПОЛОГИХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ, включающий деление панели по простиранию на центральные и фланговые секции проведением центральных и секционных наклонных выработок, отработку секций столбами, подготовку столбов проведением воздухоподающих и вентиляционных штреков, отработку столбов лавами прямым ходом, проветривание лав и транспорт угла из них, отличающийся тем, что отработку секций столбами производят сдвоенными лавами, по мере отработки столбов дополнительно проводят воздухоподающую секционную наклонную выработку впереди сдвоенных лав и вентиляционный полевой штрек, отработку панели сдвоенными лавами ведут от центральных наклонных выработок с переходом секционных наклонных выработок, после перехода сдвоенных лав из центральных во фланговые секции проводят вентиляционную наклонную выработку позади них, в период надработки воздухоподающей секционной наклонной выработки проветривание лав производят подводом свежей струи в сдвоенные лавы с передней воздухоподающей секционной наклонной выработки, а транспорт угля из сдвоенных лав фланговых секций осуществляют на центральную наклонную выработку по вентиляционному полевому штреку верхней лавы центральной секции.