СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ ПЛАСТОВ Российский патент 1995 года по МПК E21C41/18 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при выемке мощных угольных пластов как пологого, так и крутого падения горизонтальными слоями в нисходящем порядке с выемкой каждого горизонтального слоя полосами по простиранию выемочным комбайном и закладкой выработанного пространства полос твердеющим материалом.

Известен способ разработки мощных крутых пластов, включающий отработку пласта полосами в нисходящем порядке, транспортирование отбитого угля по гидротранспортным желобам (секциям), установленным на почве полосы, закладку выработанного пространства твердеющей смесью, формирование на почве отработанной полосы в твердеющем закладочном массиве вентиляционной полости благодаря опалубки, образуемой гидротранспортными желобами, перевернутыми днищем вверх. Гидротранспортные желоба устанавливают с нахлестом, к одному из желобов в месте нахлеста прикрепляют гибкий материал для уплотнения, затем герметизируют зазор между почвой полосы и желобами, закрепляя желоба к почве полосы синтетическими анкерами с укладкой на поверхности секций желобов полиэтиленовой пленки или нанесением какой-либо мастики, обеспечивающих полную изоляцию вентиляционной полости. После чего производят закладку выработанного пространства, а затем по мере отработки нижележащей полосы секции опалубки подрабатывают, опускают их на почву днищем вниз и снова монтируют желоб для гидротранспорта отбитого угля.

Однако при применении этого способа для создания опалубки вентиляционной полости по всей длине отработанной полосы необходимо коробчатые желоба става для гидротранспорта отбитого угля переворачивать на 180^о вокруг продольной оси и устанавливать их с нахлестом днищами вверх. Кроме того, из-за неровностей почвы образуется зазор между ней и опалубкой вентиляционной полосы. Этот зазор герметизируют посредством закрепления секций опалубки к почве полосы синтетическими анкерами с укладкой на поверхности секций опалубки полиэтиленовой пленки или нанесением какой-либо мастики. Все это приводит к увеличению трудоемкости работ и расходу материала при изоляции опалубки вентиляционной полости, что снижает эффективности ведения горных работ.

Известен также способ выемки мощного крутого пласта с твердеющей закладкой, включающий выемку полосы, формирование отвала угля для образования полости, закладочные работы, укладывание перфорированного трубопровода, выемку угля из отвала путем подачи в перфорированный трубопровод жидкости под давлением до насыщения угля и последующим его размывом. При этом с целью повышения эффективности размыва в перфорированном трубопроводе формируют движущийся фронт давления жидкости. Недостатком данного способа является сложность его выполнения, когда выемку угля из отвала производят путем укладки перфорированного трубопровода, изоляции отвала от проникновения цементного молока, подачи в перфорированный трубопровод жидкости под давлением до насыщения угля и последующим его размывом и в связи с необходимостью эффективного размыва создание движущего фронта давления жидкости. Указанные операции данного способа требуют дополнительных затрат на изготовление перфорированного трубопровода с его элементами и монтажа става трубопровода в горных выработках для подвода жидкости под давлением в перфорированный трубопровод. При этом необходимо иметь дополнительные дренажные выработки (камеры) для размещения в них размытого насыщенного жидкостью угля из отвала, который затем требуется обогащать. Таким образом, в данном способе значительно увеличивается трудоемкость работ на выемку угля из отвала, что ведет к значительному росту затрат по созданию полости для проветривания.

Известен также способ разработки мощных крутых угольных пластов, включающий отработку пласта горизонтальными слоями в нисходящем порядке с выемкой каждого горизонтального слоя полосами по простиранию и закладкой выработанного пространства полос твердеющим материалом, при этом при закладке каждой полосы у почвы слоя в твердеющем материале оставляют сквозные полости для вентиляции. Сквозные полости могут быть получены путем укладки на почве отрабатываемого слоя сборно-разборных элементов. Недостатком этого способа является необходимость изготовления и применения специальных сборно-разборных элементов. При этом также требуется герметизация стыкуемых сборно-разборных элементов в местах нахлеста между собой посредством гибкого материала, а также при укладке их на неровную почву для ликвидации зазора между ней и сборно-разборными элементами, последние закрепляются к почве полосы синтетическими анкерами с укладкой на поверхности сборно-разборных элементов полиэтиленовой пленки или нанесением какой-либо мастики, обеспечивающих полную изоляцию вентиляционной полости. Таким образом, хотя конкретно не указано в этом способе, как герметизируются стыки и зазоры, изоляцию вентиляционной полости необходимо производить вышеуказанным общепринятым аналогичным способом по герметизации сборно-разборных элементов.

Указанные недостатки ведут также к увеличению трудоемкости ручных работ и расходу материала при изоляции опалубки из сборно-разборных элементов вентиляционной полости, что также снижает эффективность горных работ.

Целью изобретения является снижение трудоемкости горных работ и расхода материалов при подготовке отработанной полосы к закладке.

Достигается это тем, что при способе разработки мощных пластов горизонтальными слоями в нисходящем порядке с выемкой их полосами, включающим транспортирование отбитого угля, формирование опалубки вентиляционной полости из сборно-разборных элементов с последующей их изоляцией, закладку выработанного пространства твердеющей смесью и опускание сборно-разборных элементов на почву отрабатываемой нижележащей полосы, изоляцию сборно-разборных элементов от твердеющей смеси производят насыпкой отбитого угля, при этом сборно-разборные элементы устанавливают под углом, не превышающим угла естественного откоса насыпаемого угля, а после установки очередной секции сборно-разборных элементов производят насыпку отбитого угля выемочным комбайном для изоляции ее от твердеющей смеси, причем насыпку угля для изоляции сборно-разборных элементов производят при зачистке выемочным комбайном.

Предлагаемый способ разработки мощных пластов позволяет снизить трудоемкость ведения горных работ, расход материала и увеличить площадь сечения создаваемой вентиляционной полости, а также повысить безопасность горных работ.

На фиг.1 показана технологическая схема выемки крутого пласта; на фиг.2 разрез по А-А на фиг.1; на фиг.3 вид по стрелке Б на фиг.2 (схема выемки полосы).

Предлагаемый способ разработки мощных пластов раскрыт для варианта выемки мощного крутого пласта с отработкой слоями в нисходящем порядке с выемкой каждого горизонтального слоя полосами по простиранию.

Мощный крутой угольный пласт вскрывается кваршлагом 1, 2 и 3 с полевых штреков на вентиляционном и откаточном горизонтах. С квершлагов по почве пласта проходятся центральный 4 и фланговые скаты 5 и 6. Выемку полосы 7 в каждом слое ведут от центрального ската 4 к фланговым скатам 5 и 6 с углом подъема 3-5о посредством проходческого комбайна 8, например, типа ГКПС. Транспортировка отбитого угля производится дополнительным контейнером 9, установленным на почве вынимаемой полосы 7, с которого уголь подается в грузовое отделение центрального ската 4. Погрузку угля на дополнительный конвейер 9 производят перегружателем комбайном 8.

Проветривание забоя осуществляется посредством общешахтной депрессии через вентиляционную полость 10, формируемую из опалубки, создаваемой из сборно-разборных элементов (рештаков, желобов) 11, укладываемых с нахлестом днищами вверх в зонах сопряжения почвы проводимой полосы с ее боковыми стенками (возможно их укладывание на почве этой полосы), при этом указанная полость 10 образуется в закладочной твердеющей смеси (закладочном массиве), которая подается в выработанное пространство ранее отработанной вышележащей полосы 12.

При выемке полосы 7 исполнительным режущим органом комбайна 8 производят непрерывное вскрытие вентиляционной полости 10 и высвобождение ранее установленных в полосе 7 сборно-разборных элементов (рештаков, желобов) 11, используемых в качестве секций опалубки вентиляционной полости 10. Высвобожденные сборно-разборные элементы (рештаки, желоба) опускают на почву отрабатываемой полосы 7 (например, с помощью стреловидного исполнительного органа комбайна) и устанавливают их с нахлестом днищами вверх в зонах сопряжения почвы с боковыми стенками проводимой полосы 7 или с боковыми породами пласта, что способствует увеличению сечения вентиляционной полости, а также можно на почве отрабатываемой полосы. При этом в зонах сопряжения сборно-разборные элементы устанавливают под углом к почве вынимаемой полосы, не превышающем угла естественного откоса насыпаемого угля для получения равномерной толщины насыпаемого угля, образующей изоляционный слой 13. После установки очередной секции сборно-разборных элементов (рештаков, желобов) производят насыпку на нее отбитого угля при зачистке почвы выемочным комбайном 8 и возможно при одновременном разрушении забоя его исполнительным органом. Засыпку отбитого угля на сборно-разборные элементы производят выемочным комбайном. После засыпки очередной секции перегружатель комбайна 8 разворачивают и осуществляют погрузку отбитого угля на конвейер 9. Насыпку отбитого угля производят для изоляции сборно-разборных элементов от твердеющей смеси. По мере выемки полосы производится монтаж дополнительного конвейера 9 по его удлинению. После отработки полосы 7 на всю длину по простиранию от центрального ската 4 вправо до флангового 5, перегона комбайна 8 для выемки следующей полосы влево от центрального ската и демонтажа дополнительного конвейера 9 производят в отработанной полосе закладку выработанного пространства. На всей длине отработанной полосы оставляется опалубка из сборно-разборных элементов, засыпанная слоем отбитого угля. На границах отработанной полосы у центрального и флангового скатов ставятся перемычки для изоляции выработанного пространства полосы при его заполнении литой твердеющей смесью. Отвал насыпного угля, состоящего из мелких кусков его и угольной пыли, спрессовывается под действием собственного веса и образует непроницаемый слой для проникновения "молочка" литой твердеющей смеси. "Молочко" твердеющей смеси практически проникает в этот спрессованный слой в пределах 3-5 см. Поэтому, исходя из этих условий, для предотвращения проникновения литой твердеющей смеси в зазоры и стыки опалубки насыпаемый слой отбитого угля выбирают более 3-5 см (обычно не менее 20 см укладывают этот слой отвала). Таким образом, этот защитный слой насыпаемого угля изолирует сборно-разборные элементы опалубки от проникновения литой твердеющей смеси под нее и тем самым создается под опалубкой вентиляционная полость.

После подачи в выработанное пространство отработанной полосы литой твердеющей закладочной смеси и ее затвердения до нормативной прочности производят отработку следующей нижележащей или смежной полосы аналогичным образом.

Предлагаемый способ разработки мощных крутых пластов позволяет снизить трудоемкость ведения работ и расхода материала, а также повысить безопасность горных работ.

Использование: выемка мощных угольных пластов. Сущность изобретения: способ разработки мощных пластов включает отработку пласта горизонтальными слоями в нисходящем порядке с выемкой их полостями и формирование опалубки вентиляционной полости из сборно-разборных элементов. После формирования вентиляционной полости из сборно-разборных элементов производят изоляцию последних от твердеющей смеси путем насыпания слоя отбитого угля. Сборно-разборные элементы устанавливают под углом, не превышающим угла естественного откоса насыпаемого угля. Насыпку отбитого угля производят комбайном. Данное решение снижает трудоемкость изоляции. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ ПЛАСТОВ, включающий отработку пласта горизонтальными слоями в нисходящем порядке с выемкой их полосами, транспортирование отбитого угля, формирование опалубки вентиляционной полости из сборно-разборных элементов, закладку выработанного пространства и опускание сборно-разборных элементов на почву отрабатываемой нижележащей полосы, отличающийся тем, что после формирования вентиляционной полости из сборно-разборных элементов производят изоляцию последних от твердеющей смеси путем насыпания слоя отбитого угля, при этом сборно-разборные элементы устанавливают под углом, не превышающим угла естественного откоса насыпаемого угля. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что насыпку отбитого угля производят выемочным комбайном. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что насыпку угля для изоляциии сборно-разборных элементов производят при зачистке почвы полосы выемочным комбайном.