КОМБИНИРОВАННЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ СВИТЫ КРУТЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ Российский патент 1997 года по МПК E21C41/00 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для отработки свиты крутых угольных пластов открыто-подземным способом.

Известен открыто-подземный способ разработки месторождений полезных ископаемых, включающий выемку полезного ископаемого открытым способом, а его транспортировку из карьера с применением подземных выработок (Горное дело. Терминологический словарь М.Недра, 1990, с.368).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является комбинированный способ разработки свиты угольных пластов, включающий вскрытие пластов, открытую карьерную разработку основного (мощного) пласта уступами, подземную разработку пластов, входящих в приконтурную зону карьерного поля, при этом верхние вентиляционные горизонты вскрываются открытыми работами, а нижние подземными выработками с более глубоких уступов карьера (Ru, патент N 2039257, кл. E 21 C 41/00, 1995).

Недостатком известного комбинированного способа отработки /прототипа/ является то, что подземная технология отработки угольных пластов ведется только при совместном функционировании обеих технологий, когда карьер эксплуатируется.

Цель изобретения создание эффективной технологии добычи угля при доработке карьерного поля и пластов, примыкающих к контуру карьера.

Поставленная цель достигается тем, что при разработке свиты угольных пластов, включающий вскрытие пластов, открытую карьерную разработку мощного пласта уступами, подземную разработку пластов, выходящих за контуры отработанных горизонтов или карьерного поля, на стадии завершения открытой разработки карьерного поля определяют оптимальную глубину отработки мощного пласта при подземно-открытой технологии его отработки, производят вскрытие этого горизонта работ, проводят транспортный квершлаг и на одном из его флангов оборудуют грузовой подъемник по наклонной выработке (скату), пройденной по крайнему пласту в свите, делят пласты на выемочные блоки по простиранию пласта, при необходимости делят на подэтажи и отрабатывают их с применением буровзрывных работ и выпуском угля на транспортные средства вскрытого основного горизонта с выдачей угля на поверхность через скиповой подъемник, при этом выработанное пространство после выпуска угля засыпают вскрышными породами или обрушают потолочину в очистной выработке, при этом вскрытие верхнего вентиляционного горизонта для пластов, расположенных в борту карьера, производят путем проведения по насосам открытой разрезной траншеи по простиранию каждого пласта, а при отработке мощного пласта между выемочными блоками возводят искусственные целики из твердеющей закладки, до начала выемки угля в выемочных блоках.

Проведенные патентные исследования показывают, что ни в патентной, ни в научно-технической литературе не имеется сведений о технологии отработки угольных пластов в приконтурных зонах угольных разрезов, которая характеризовалась бы той же совокупностью существенных признаков, что и заявляемая для охраны патентом на изобретение технология разработки угольных платов, то есть она соответствует критерию патентоспособности по новизне.

Сопоставительный анализ предлагаемой технологии с известными аналогами показывает, что она имеет преимущества, направленные на достижение поставленной цели, то есть обеспечивает сохранность поверхности земли для пашен и других сельскохозяйственных угодий. Эти преимущества являются следствием отличительных особенностей предлагаемой технологии, которые явным образом не вытекают из уровня техники, поэтому можно утверждать, что она (технология) отвечает критерию патентоспособности "изобретательский уровень".

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена схема вскрытия участка свиты угольных пластов в приконтурной зоне угольного карьера после завершения открытых работ.

Комбинированный способ разработки свиты угольных пластов крутого и наклонного залегания включает проведение разрезной траншеи (вскрытие) по основному (мощному) пласту свиты, открытую карьерную разработку мощного пласта уступами, подземную разработку пластов, выходящих за контуры отрабатываемых горизонтов. На конечной стадии эксплуатации карьера на предельной его глубине эффективной добычи угля открытым способом, исходя из конкретной технико-экономической конъюнктуры, сложившейся на карьере и в угледобывающем регионе определяют оптимальную глубину отработки мощного пласта 1 при подземно-открытой технологии его отработки, т.е. при использовании верхней открытой части пласта в качестве вентиляционного горизонта и сооружении (проведении) сети транспортно-вентиляционного подземных коммуникаций. По мощному пласту 1 проводят вскрывающие этот горизонт выработки: шурфы 2 или уклоны (не показаны на чертеже), оборудуют подъем 3, проводят по пласту основной штрек 4 или конвейерный штрек. Из штрека 4 проводят транспортный квершлаг 5 и на одном из его флангов оборудуют грузовой подъемник 6 по наклонной выработке (скату) 7, пройденной по крайнему в свите пласту 8. На откаточном горизонте из квершлага 5 проводят по вскрытым пластам штреки 9 и 10, а также обводной полевой штрек 11.

Верхний вентиляционный горизонт вскрывают проведением разрезных траншей по наносам над выходами каждого пласта (при небольшой толщине наносов), путем выемки верхнего уступа карьера над выходами под наносы пластов 12 и 13 и проведения вентиляционного квершлага 14, устье которого крепят усиленной крепью 15. При подземном вскрытии вентиляционного горизонта угольных пластов, по ним проводят вентиляционные (обрезные) штреки 16. Вскрывающие выработки 2 и 7 оборудуются стационарными вентиляционными установками.

Для ведения очистных работ угольные пласты 1, 8, 12 и 13 делят по простиранию пласта на выемочные блоки, а при необходимости пласты также делят на подэтажи высотой 30-50 м, проводя подэтажные штреки 17 и 18. Выемку угля ведут с применением буровзрывных работ и выпуском угля на транспортные средства основного горизонта, доставкой и выдачей его на поверхность через скиповой подъемник 6. При отработке мощного пласта 1 между выемочными блоками возводят искусственные целики из твердеющей закладки до начала выемки угля в блоках. Взрывные скважины, как правило, бурятся с открытой верхней части пласта сверху вниз.

Выработанное пространство после выпуска угля из блока (камеры) засыпают вскрышными породами или путем обрушения кровли пласта или потолочины вентиляционной выработки. После выемки угля в каждом блоке и отработки нескольких блоков и засыпки выработанного пространства отвальными породами от вскрышных работ карьера или обрушения вмещающих угольные пласты боковых пород на основных откаточных выработках и подэтажных штеках возводятся перемычки, а выработанное пространство подвергается профилактической противопожарной обработке путем заполнения его глинистой пульпой.

На угольных карьерах Кузбасса найдется немало участков угольных пластов, которые успешно могут отрабатываться предлагаемой технологией.

Использование: изобретение относится к горной промышленности. Сущность изобретения: комбинированный способ разработки свиты угольных пластов, включает вскрытие пластов, открытую карьерную разработку мощного пласта уступами, подземную разработку пластов, выходящих за контуры отработанных горизонтов или карьерного поля. При завершении открытой разработки карьерного поля определяют глубину отработки мощного пласта при подземно-открытой технологии его отработки, производят вскрытие этого горизонта горных работ, проводят транспортный квершлаг и на одном из его флангов оборудуют скиповой подъем по наклонной выработке /скату/ пройденной по крайнему пласту в свите. При очистных работах делят пласты по простиранию на выемочные блоки, а при необходимости делят на подэтажи и отрабатывают их с применением буровзрывных работ и выпуском угля на транспортные средства вскрытого основного горизонта с выдачей на поверхность через скиповой подъемник. Выработанное пространство в выемочных блоках после выпуска угля засыпают вскрышными породами или путем посадки потолочины. При отработке мощного пласта между выемочными блоками возводят целики из твердеющей закладки, предшествуя выемке угля в выемочных блоках. Вскрытие верхнего вентиляционного горизонта для пластов, расположенных в борту карьера, производят путем проведения по насосам открытой разрезной траншеи по простиранию каждого пласта. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Комбинированный способ разработки свиты угольных пластов крутого и наклонного залегания, включающий вскрытие пластов, открытую карьерную разработку мощного пласта уступами, подземную разработку пластов, выходящих за контуры отработанных горизонтов или карьерного поля, отличающийся тем, что при завершении открытой разработки карьерного поля определяют оптимальную глубину отработки мощного пласта при подземно-открытой технологии его отработки, производят вскрытие этого горизонта работ, проводят транспортный квершлаг и на одном из его флангов оборудуют скиповой подъемник по наклонной выработке (скату), пройденной по крайнему пласту в свите, делят пласты на выемочные блоки по простиранию пласта, а пласты висячей части свиты, начиная от мощного пласта, при необходимости делят на подэтажи и отрабатывают их с применением буровзрывных работ и выпуском угля на транспортные средства вскрытого основного горизонта с выдачей угля на поверхность через скиповой подъемник, при этом выработанное пространство после выпуска угля засыпают вскрышными породами или обрушают потолочину в очистной выработке. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вскрытие верхнего вентиляционного горизонта для пластов, расположенных в борту карьера, производят путем проведения по наносам открытой разрезной траншеи по простиранию каждого пласта или хотя бы одного пласта, а остальные вскрывают горизонтальными выработками, пройденными с разрезной траншеи (уступа). 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что при отработке мощного пласта между выемочными блоками возводят искусственные целики из твердеющей закладки до начала выемки угля в выемочных блоках.