СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ КРУТЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ Российский патент 1997 года по МПК E21C41/18 

Изобретение относится к горной промышленности, а конкретно и технологии отработки мощных угольных пластов.

Известен способ разработки крутых угольных пластов, включающих проведение подэтажных штреков, бурение взрывных скважин в подэтаже в пределах взрываемого блока, проведение дегазационно-компенсационной восстающей выработки, заряжение скважин зарядами BB, взрывание зарядов и выпуск отбитого угля на подэтажной штрек [1] Эта технология разработки крутых угольных пластов принята нами за прототип, недостатками которого являются большое количество негабарита в отбитом угле при массовом взрыве скважин и наличие гибкого ограждающего перекрытия, возведение которого на нарушенных участках мощных крутых пластов, для отработки которых в первую очередь предназначается патентуемая технология, неэффективно.

Целью изобретения является устранение или по крайней мере снижение его отрицательного воздействия на эффективность технологии отработки мощных крутых пластов с применением массовых взрывов скважин зарядов BB выход большого количества негабарита в отбитом угле.

Поставленная цель достигается тем, что при технологии отработки мощных крутых угольных пластов, включающей проведение подэтажных штреков, бурение взрывных скважин в подэтаже в пределах взрываемого блока, проведение дегазационно-компенсационной восстающей выработки, заряжение скважин зарядами BB, взрывание зарядов и выпуск отбитого угля на подэтажный штрек, взрывные скважины бурят сквозными между буровыми штреками, пройденными в угольном массиве подэтажа, скважины бурят в плоскостях, параллельных оси дегазационно-компенсационной выработки, причем скважины, расположенные в двух смежных плоскостях, бурят между штреками так, чтобы их проекции на плоскость, параллельную оси дегазационно-компенсационной выработки, пересекались. Достижению поставленной цели также способствует и то, что буровые штреки в подэтаже проводят у почвы и кровли пласта, взрывные скважины в одной плоскости бурят между буровыми и подэтажными штреками, расположенными у почвы и кровли пласта, параллельно последним, и восстающие скважины между буровыми штреками, расположенными у почвы пласта и буровыми штреками, расположенными у кровли пласта, а в смежных плоскостях бурят восстающие взрывные скважины между буровыми штреками, расположенными у кровли пласта, и буровыми (подэтажными) штреками, расположенными у почвы пласта.

В известном способе разработки крутых угольных пластов [2] отбойка угля также как в прототипе ведется взрывными скважинами, пробуренными между вентиляционным и конвейерными подэтажными штреками; при этом скважины бурят наклонно, под углом естественного откоса обрушенных пород, а призабойное пространство защищают консолью угольного массива (целика), оставляемого между вентиляционным штреком отрабатываемого подэтажа и конвейерным штреком отработанного вышерасположенного подэтажа. Недостатки те же, что и у прототипа.

Взрывная отбойка массовое применение нашла при разработке рудных месторождений. При этом применяются как тупиковые взрывные скважины, буримые из отдельных подготовительных и нарезных выработок, так и скважины, которые бурятся параллельно линии (поверхности) забоя и взрываются последовательно одиночно или группами скважин [3]
Известен также способ отработки рудных месторождений блоками из буровых восстающих выработок, пройденных в рудном теле в пределах отрабатываемого блока, из которых бурятся горизонтальные скважины, параллельно линии (плоскости) забоя, подвигаемого по восстанию [4] Недостатком способа является большой объем буровых работ, сложность и небезопасность бурения шпуров (скважин) из восстающих выработок при отработке мощных крутых пластов.

Из обзора известных технических решений по буровзрывной технологии выемки рудных и пластовых месторождений полезных ископаемых неизвестно применение взрывных сквозных с колонковыми зарядами скважин, которые в смежных параллельных плоскостях располагались бы в поперечных направлениях, что в значительной степени повышает разрушение отбиваемого угля, особенно в комплексе с применением короткозамедленного взрывания зарядов.

Разработанная технология отработки мощных крутых пластов рекомендована к применению на шахтах Кузбасса (Инструкция по безопасному применению короткозабойных систем разработки нарушенных пластов на шахтах Кузбасса, утвержденная компанией "Росуголь" 27.07.1993) КузНИУИ, Прокопьевск, с. 30-31).

На фиг.I представлен фрагмент отработки участка крутого мощного пласта в плоскости пласта, подготовленного к выемке; на фиг.2 то же, что на фиг.1 только после взрывной отбойки угля в камере (блоке); на фиг.3- разрез A-A на фиг. 4 разрез ББ на фиг.2; на фиг.5 разрез В-В на фиг.1; на фиг.6 разрез Г-Г на фиг.2.

Согласно изобретению участок мощного крутого угольного пласта в пределах подэтажа подготавливается конвейерным штреком 1, вентиляционным штреком 2 и буровыми штреками 3 и 4, пройденными у почвы пласта, а также буровыми штреками 5, 6 и 7, пройденными у кровли пласта. Конвейерный штрек 1 оборудуется конвейером 8 типа C-53A.

Подэтаж по простиранию пласта разделяется на выемочные блоки (камеры) 9, на границах между которыми проводится восстающая дегазационно-компенсационная выработка 10. Ширина выемочного блока 9 по простиранию пласта составляет 10-18 м в зависимости от устойчивости кровли пласта, а высота блока составляет 16-20 м.

Между конвейерным штреком 1 и буровыми штреками 3 и 5 проводятся углеспускные сбойки 11 на расстоянии одна от другой 6 м по простиранию пласта.

Выемка угля в блоках 9 производится путем бурения сквозных скважин (с выходом обоих концов на буровые штреки) и взрывания в них колонковых зарядов ВВ. Колонковый заряд состоит из патронов аммонита ПЖВ-20, привязанных по три патрона по диаметру скважины к несущему шпагату. По длине скважины патроны ВВ размещают без промежутков. В устья скважин снизу забиваются деревянные пробки, а сверху засыпается песчано-глинистая смесь и утрамбовывается. Для взрывания зарядов ВВ используются электродетонаторы с миллисекундным замедлением в сериях.

Взрывные скважины бурят сквозными между буровыми штреками, пройденными в угольном массиве подэтажа; скважины бурят в плоскостях, параллельных оси дегазационно-компенсационной выработке 10, причем скважины, расположенные в двух смежных плоскостях, бурят между штреками так, чтобы их проекции на плоскость, параллельную оси дегазационно-компенсационной выработки, пересекались.

Так, в одной плоскости взрывные скважины 12, 13, 14, 15 и 16 бурят между буровыми штреками 1 (конвейерный), 3, 4, 2, 5, 6 и 7, расположенные у почвы и кровли пласта, параллельные последним (вмещающим породам) и восстающие скважины 17 и 18 между буровыми штреками 3 и 4, расположенными у почвы пласта, и буровыми штреками 6 и 7, расположенными у кровли пласта. А в смежных с этой плоскостями бурят восстающие взрывные скважины 19 и 20 между буровыми штреками 5 и 6, расположенными у кровли пласта, и буровыми штреками 4 и 2, пройденными у почвы пласта.

Расстояние между скважинами, расположенными в смежных параллельных плоскостях, определяется опытным путем, но должна быть не менее 2 м.

После взрывания скважин в блоке 9 производится интенсивный выпуск отбитого угля через углеспускные сбойки 11 на конвейерный штрек 1, на конвейер 8. После обрушения потолочины в блоке 9, из которого выгрузили уголь, производятся взрывные работы в следующем блоке и цикл работ повторяется.

Способ разработки мощных крутых угольных пластов. Сущность изобретения: взрывные скважины бурят сквозными между буровыми штреками, пройденными в угольном массиве подэтажа, в плоскостях, параллельных оси дегазационно-компенсационной выработки. Скважины, расположенные в двух смежных плоскостях, бурят между штреками так, чтобы их проекции на плоскость, параллельную оси дегазационно-компенсационной выработки, пересекались. 1 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Способ разработки мощных крутых угольных пластов, включающий проведение подэтажных штреков, бурение взрывных скважин в подэтаже в пределах взрываемого блока, проведение дегазационно-компенсационной восстающей выработки, заряжение скважин зарядами ВВ, взрывание зарядов и выпуск отбитого угля на подэтажный штрек, отличающийся тем, что взрывные скважины бурят сквозными между буровыми штреками, пройденными в угольном массиве подэтажа, в плоскостях, параллельных оси дегазационно-компенсационной выработки, причем скважины, расположенные в двух смежных плоскостях, бурят между штреками так, чтобы их проекции на плоскость, параллельную оси дегазационно-компенсационной выработки, пересекались. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что буровые штреки в подэтаже проводят у почвы и кровли пласта, взрывные скважины в одной плоскости бурят между буровыми штреками, расположенными у почвы и кровли пласта, параллельно последним и восстающие скважины между буровыми штреками, расположенными у почвы пласта, и буровыми штреками, расположенными у кровли пласта, а в смежных плоскостях бурят восстающие взрывные скважины между буровыми штреками, расположенными у кровли пласта, и буровыми штреками, расположенными у почвы пласта.