СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ПОЛОГОГО УГОЛЬНОГО ПЛАСТА Российский патент 1995 года по МПК E21C41/18 

Описание патента на изобретение RU2029867C1

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при подземной разработке пластовых месторождений полезных ископаемых с применением протяженных очистных забоев.

Известен способ отработки угольного пласта спаренными протяженными очистными забоями при перпендикулярном или близком к нему расположении очистного забоя к подготовительным выработкам [1].

Однако этот способ имеет ряд недостатков, связанных с конструкцией технологической схемы и, прежде всего, с взаимным расположением очистных и подготовительных забоев. При расположении указанных выработок в перпендикулярном направлении или близком к нему обрушение пород основной кровли при достижении критических значений зависающих консолей кровли происходит одновременно по всей длине очистных забоев. Это обстоятельство при некоторых типах кровель может привести к динамическому удару, разрушению крепей лавы и штрека, длительным перерывам в технологическом цикле добычи полезного ископаемого и значительным затратам на ремонтно-восстановительные работы. Предотвращение подобных явлений требует дополнительных средств на проведение мероприятий, связанных с управлением горным давлением в очистных забоях, усложняет технологию ведения горных работ, снижает уровень нагрузки на забои и темпы их подвигания.

Нормативными документами предусматривается опережение передовой лавой не более 20 м [2]. При этом никак не оговаривается для каких горно-геологических и технологических условий и в зависимости от каких факторов варьируется расстояние опережения в пределах указанной жесткой границы 20 м.

Наиболее близким к предлагаемому является способ разработки полого пласта, включающий проведение центральной и оконтуривающих подготовительных выработок, выемку полезного ископаемого спаренными прямолинейными и наклонными относительно центральной выработки очистными забоями, направленными в сторону массива, транспортировку отбитой горной массы [3]. В процессе выемки полезного ископаемого проводят по известным методикам контроль шага обрушения пород основной кровли и расчет величины зоны опорного давления.

Недостатком способа-прототипа является расположение очистных забоев в створе друг с другом, что вызывает повышенные напряжения в этой зоне, которые могут привести к обрушению кровли и для предотвращения которых необходимы значительные затраты. Кроме того, не конкретизированное расположение очистных забоев относительно центральной выработки не позволяет обеспечить оптимальный угол встречи забоя с массивом и, тем самым, создать благоприятные условия для зонального управления обрушением кровли.

Целью предлагаемого способа является увеличение нагрузки на очистной забой и повышение безопасности горных работ.

Изменение угла наклона очистного забоя относительно центральной выработки вызывает перераспределение проявлений горного давления по длине забоя.

При углах наклона очистного забоя относительно центральной выработки близких к 90о перераспределением горного давления по cравнению c нормальным раcположением этих выработок практически не происходит. При углах наклона менее 70о обрушение пород основной кровли будет происходить одновременно по всей длине очистного забоя, так как в этом случае концевые его части опережают друг друга на величину большую, чем размер шага обрушения пород. При длине очистного забоя, соответствующего его проекции на ось центральной выработки, равной
Р = lоб ± 0,2lоб, где lоб - величина шага обрушения пород основной кровли, происходит рассредоточение зон обрушения основной кровли равномерными участками по длине очистного забоя, так как при этом в одной концевой его части консоль пород достигает максимума, тогда как в другой она имеет минимальный размер.

В связи с тем, что свойства пород кровли могут меняться на протяжении выемочного поля, и в соответствии с изменением свойств может изменяться шаг обрушения, эти изменения учтены путем корректировки проекции размера шага обрушения величиной ± 0,2 lоб.

Смещение концов очистных забоев относительно друг друга на величину, не превышающую размера зоны от поверхности очистного забоя до максимума опорного давления в массиве (lm), позволяет сохранять центральную выработку в зоне сопряжения очистных забоев в благоприятных условиях (разгрузки выработки от максимума опорного давления).

Таким образом, только совокупность указанных в формуле признаков обеспечивает достижение цели.

На фиг. 1 показана технологическая схема разработки выемочного участка при помощи наклонных спаренных прямолинейных очистных забоев, направленных в сторону массива; на фиг. 2 - то же, при помощи забоев, направленных в сторону выработанного пространства.

Способ разработки пологого угольного пласта осуществляют следующим образом.

В горном массиве по углю проводят центральную 1 и оконтуривающие 2, 3 выработки до границ выемочного поля 4. Затем по указанной формуле рассчитывают шаг обрушения пород основной кровли lоб. Длину каждого очистного забоя определяют исходя из того, чтобы ее проекция Р на ось центральной выработки была равна lоб ±0,2lоб.

Величину зоны от поверхности очистного забоя до максимума опорного давления (lm) определяют эмпирическим путем по выходу штыба при бурении прогнозных скважин.

Разрез каждого очистного забоя осуществляют из центральной и оконтуривающей выработок под таким углом, чтобы одна концевая его часть, сопряженная с одной из указанных выработок, совпадала с одной из границ шага обрушения, зафиксированного на оси центральной выработки, а другая концевая часть очистного забоя находилась в одной плоскости с другой границей шага обрушения пород основной кровли. При этом концы очистных забоев, примыкающих к центральной выработке, смещают относительно друг друга на величину, не превышающую размера зоны от поверхности очистного забоя до максимума опорного давления в массиве lm.

Выбор направления очистных забоев в сторону массива или выработанного пространства обусловлен азимутом встречи очистного забоя и естественной трещиноватости угольного пласта, что обеспечивает снижение энергоемкости его разрушения исполнительным органом выемочной машины.

Величина шага обрушения пород основной кровли для угольных месторождений в различных горно-геологических условиях колеблется от 22 до 50 м и при существующих оптимальных длинах очистных забоев от 100 до 200 м угол наклона очистного забоя к центральной выработке, задаваемый с учетом этих величин, составит 70-80о. Такая геометрия выработок позволяет сохранить технологичность процессов выемки и обеспечить снижение нагрузки от горного давления на механизированную крепь вследствие рассредоточения обрушения пород по длине очистного забоя.

Похожие патенты RU2029867C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОХРАНЫ УЧАСТКОВЫХ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК 1998
  • Зубов В.П.
  • Назаров С.М.
  • Магомет Р.Д.
  • Васильев С.В.
RU2134786C1
СПОСОБ ИНТЕНСИВНОЙ ОТРАБОТКИ ПОЛОГИХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ МЕХАНИЗИРОВАННЫМИ КОМПЛЕКСАМИ БЕЗ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ПРОХОДКИ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК 2010
  • Розенбаум Марк Абрамович
  • Громов Юрий Викторович
  • Шабаров Аркадий Николаевич
  • Власенко Дмитрий Сергеевич
  • Баскаков Владимир Петрович
RU2444624C1
СПОСОБ ОХРАНЫ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК 2010
  • Овчаренко Григорий Васильевич
  • Петраков Дмитрий Геннадьевич
RU2441164C1
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ПЛАСТОВ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ НА БОЛЬШИХ ГЛУБИНАХ 1991
  • Зубов В.П.
  • Иванов А.А.
  • Лазченко К.Н.
  • Рутьков К.И.
RU2013548C1
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРУДНООБРУШАЮЩЕЙСЯ КРОВЛЕЙ ПРИ ОТРАБОТКЕ ГАЗОНОСНЫХ ПЛАСТОВ В ЛАВАХ С МЕХКОМПЛЕКСАМИ 2011
  • Баранов Сергей Григорьевич
  • Розенбаум Марк Абрамович
RU2471989C1
СПОСОБ ОХРАНЫ УЧАСТКОВЫХ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК 2007
  • Овчаренко Григорий Васильевич
  • Петраков Дмитрий Геннадьевич
  • Панишев Максим Алексеевич
RU2341657C1
Способ выемки пологих угольных пластов 1990
  • Колоколов Олег Васильевич
  • Лубенец Николай Алексеевич
SU1789694A1
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ ГАЗОНОСНЫХ ПОЛОГИХ ПЛАСТОВ (ВАРИАНТЫ) 1999
  • Зубов В.П.
  • Сиренко Ю.Г.
  • Петраков Д.Г.
  • Господариков А.П.
RU2150001C1
СПОСОБ ОХРАНЫ ПОВТОРНО ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК 2011
  • Овчаренко Григорий Васильевич
RU2472935C1
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРУДНООБРУШАЮЩЕЙСЯ КРОВЛЕЙ ПРИ ОТРАБОТКЕ ГАЗОНОСНЫХ ПЛАСТОВ В ЛАВАХ С МЕХАНИЗИРОВАННЫМИ КОМПЛЕКСАМИ 2011
  • Баранов Сергей Григорьевич
  • Розенбаум Марк Абрамович
RU2472931C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 029 867 C1

Реферат патента 1995 года СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ПОЛОГОГО УГОЛЬНОГО ПЛАСТА

Сущность изобретения: при разработке полого угольного пласта производят центральную и оконтуривающие выработки. Выемку угля производят спаренными наклонными очистными забоями. Определяют шаг обрушения пород основной кровли и расстояние от поверхности забоя лавы до зоны максимума опорного давления. Длину каждого очистного забоя выбирают так, чтобы величина его проекции на ось центральной выработки была равна P = lоб± 0,2lоб, где lоб - величина шага обрушения пород основной кровли, а концы очистных забоев, примыкающих к центральной выработке, смещают относительно друг друга на величину, не превышающую размера зоны от поверхности очистного забоя до максимума опорного давления в массиве. При этом концы очистных забоев, примыкающих к центральной выработке, направлены в сторону забоя или выработанного пространства. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения RU 2 029 867 C1

1. СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ПОЛОГОГО УГОЛЬНОГО ПЛАСТА, включающий проведение центральной и оконтуривающих подготовительных выработок, выемку угля спаренными, прямолинейными и наклонными относительно центральной выработки очистными забоями, направленными в сторону массива, транспортировку отбитой горной массы, определение массива, транспортировку отбитой горной массы, определение шага обрушения пород основной кровли и расстояния от поверхности забоя лавы до зоны максимума опорного давления, отличающийся тем, что длину каждого очистного забоя выбирают из условия, что величина его проекции P на ось центральной выработки равна
P = lоб ± 0,2lоб,
где lоб - величина шага обрушения пород основной кровли, а концы очистных забоев, примыкающих к центральной выработке, смещают относительно друг друга на величину, не превышающую размера зоны от поверхности очистного забоя до максимума опорного давления в массиве.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что концы очистных забоев, примыкающих к центральной выработке, направлены в сторону выработанного пространства.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1995 года RU2029867C1

Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. 1921
  • Богач Б.И.
SU3A1
Способ разработки наклонных тонких и маломощных рудных залежей 1989
  • Борщ-Компониец Виталий Иванович
  • Кондратьев Сергей Сергеевич
  • Тарасенко Владимир Дмитриевич
  • Хан Алексей Сергеевич
SU1617143A1
Выбрасывающий ячеистый аппарат для рядовых сеялок 1922
  • Лапинский(-Ая Б.
  • Лапинский(-Ая Ю.
SU21A1

RU 2 029 867 C1

Авторы

Терентьев Б.Д.

Аюров В.Д.

Лазченко К.Н.

Рутьков К.И.

Савин В.А.

Даты

1995-02-27Публикация

1992-06-25Подача