СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ КРУТЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ ПОЛОСАМИ ПО ВОССТАНИЮ Российский патент 1998 года по МПК E21C41/18 

Изобретение относится к горному делу, конкретно к технологии разработки крутых и наклонных угольных пластов.

Известен способ разработки крутых и наклонных угольных пластов полосами по восстанию, подготовительными восстающими выработками, с отбойкой угля буровзрывным способом и магазинированием угля [1]
Недостатком камерной системы разработки является недостаточно высокая безопасность горных работ из-за возможных вывалов угля из потолочины камеры.

Известен также способ разработки крутого угольного пласта, включающий подготовку выемочного поля полюсами по восстанию проведением восстающих выработок и сбоек из них в подготавливаемых полосах, бурение и заряжание шпуров на шаг одновременной отбойки угля, выемку угля с магазинированием его в выработанном пространстве полосы и последующий выпуск, при этом бурение и взрывание шпуров ведут из восстанавливающих выработок, расположенных как в отрабатываемой полосе, так и в смежной с ней подготовительной и очистной выемке полос [2]
Недостатком данной технологии отработки крутых пластов угля, принятой нами за прототип, является то, что восстающие выработки в полосах проводятся близко к лежачему боку пласта, что отрицательно сказывается на буровзрывных работах, на мощных пластах возникает необходимость бурения длинных скважин, что ведет к недостаточному разрушению отбитого угля с большим выходом негабарита и плохому оконтуриванию граничных целиков угля в полосах.

Целью изобретения является устранение отмеченных недостатков или хотя бы сведение их к минимальным значениям.

Поставленная цель достигается тем, что при разработке мощных крутых угольных пластов полосами по восстанию, включающей деление этажа на подэтажи, проведение подэтажных штреков и восстающих выработок, выемку угля буровзрывателя способом, магазинирование отбитого угля с последующим выпуском, восстающую выработку в каждой полосе проводят в средней части толщи как по простиранию,так и вкрест простирания пласта, из которой ведут бурение шпуров и взрывание шпуровых зарядов, при этом шпуры располагают наклонно, под тупым углом к оси восстающей выработки с образованием после взрывания шпуровых зарядов куполообразной потолочины в забое полосы, а выгрузку отбитого угля в процессе отработки полосы между сериями взрывных ведут до образования аэродинамического соединения забоя, отрабатываемой полосы с ближним подэтажным штреком или сбойкой расположенными ниже линии (границы) разрушенного массива в отрабатываемой полосе, при этом оконтуривание граничных целиков угля в полосе ведут из подэтажных штреков по мере подвигания забоя полосы по восстанию. Верхнюю и нижнюю части восстающей выработки соединяют с вентиляционной и конвейерной выработками посредством наклонных ортов или путем дополнительных штреков (сбоек), проводимых по линиям контактов в указанных точках с восстающей выработкой.

Проведенные патентные исследования показали, что ни в патентной, ни в научно-технической литературе не имеется сведений о технологических предложениях по разработке крутых и наклонных угольных пластов, старые характеризовались бы той же совокупностью существенных признаков, что и патентуемая технология. Поэтому следует, что она отвечает критерию патентоспособности "новизна".

Сопоставительный анализ патентуемой технологии отработки крутых и наклонных угольных пластов с аналогичными техническими решениями показывает, что предлагаемая технология имеет существенные преимущества, которые достигаются за счет ее отличительных особенностей. При этом установлено, что отличительные особенности новой технологии явным образом не вытекают из известного уровня техники. На основании изложенного считаем, что предлагаемая технология отвечает критерию патентоспособности "изобретательский уровень".

На фиг. 1 изображена схема отработки участка мощного крутого пласта (в плоскости) пласта; на фиг. 2 разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез по Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 разрез по В-В на фиг. 3.

Крутой мощный пласт угля согласно предлагаемой технологии вскрывается по традиционной схеме подготовки выемочных участков полей: этажными квершлангами, основным 1 и вентиляционным 2 штреками. Этаж в пределах выемочного поля делится на два или три подэтажа штреками 3. В каждом подэтаже проводится восстающая выработка ходовая печь 4. Между ходовыми печами 4 и подэтажными штреками 3 на расстоянии 5 7 м проводятся сбойки 5. Все вышеперечисленные подготовительные выработки проводятся у почвы пласта.

Выемка угля в подэтажах ведется буровзрывным способом полосами по восстанию с магазинированием угля и последующим выпуском на конвейер подэтажного штрека. Отбойка угля в полосе ведется из восстающей выработки 6, пройденной в средней части пласта по его мощности, и примерно на равном расстоянии от границ полосы по простиранию пласта. При этом шпуры 7 для зарядов ВВ располагают наклонно под тупым углом к оси восстающей выработки с образованием после взрывания шпуровых зарядов куполообразной потолочины 8 в забое полосы. Взрывание шпуровых зарядов ведут сериями с использованием электродетонаторов с миллисекундным замедлением. Выгрузку отбитого угля в процессе отработки полосы между сериями взрывных работ ведут образования аэродинамической связи забоя отрабатываемой полосы с подэтажным штреком 3 или ближайшей сбойкой 5, расположенной ниже линии (границы) разрушенного массива угля в отрабатываемой полосе.

Для оконтуривания граничных стенок целиков полосы из подэтажных штреков 3 или сбоек 5 бурят вееры шпуров 9, взрываемые одновременно со шпурами 7. Вееры шпуров 9 бурят по мере подвигания забоя полосы по восстанию пласта.

Восстающая выработка 6 проводится с предварительным бурением скважин 10, которые бурятся из наклонных ортов 11, проходимых с подэтажных штреков 3 или сбоек 5, расположенных рядом с откаточным (основным) штреком 1, скважины 10 также с неменьшим эффектом могут буриться из дополнительно проводимых штреков или сбоек 12, которые проходятся по линиям контакта с восстающей выработкой 6 в ее верхней и нижней точках скважины 10 расширяются до прямоугольного сечения механизированным или буровзрывным способами с последующим креплением металлическими переносными шарнирными рамами, которые при взрывных работах снимаются и переносятся в новый забой (выработку 6).

Бурение шпуров 7 ведется буровым станком с механизированной подачей бурового става.

Достоинством предлагаемого способа является то, что расположение восстающей выработки 6 в средней части угольного массива полосы позволяет обеспечить необходимое дробление угля для нормального его выпуска на конвейер из забоя полосы; куполообразная форма потолочины и забоя полосы повышают устойчивость угольного массива, что помимо вопросов безопасности также снижает количество негабарита в отбитом угле; обеспечивается прямоточное проветривание очистного забоя в полосе после каждой серии взрывных работ.

Источники информации:
1. Энциклопедический словарь. Горное дело, том 6, Углетехиздат, 1958, с. 229.

2. Авторское свидетельство СССР N 1761953, кл. E 21 C 41/18, 1990.

Способ разработки мощных крутых пластов полосами по восстанию. Сущность изобретения: делят этажи на подэтажи, проведение подэтажных штреков и восстающих выработок. Восстающую выработку в каждой полосе проводят в средней части полосы как по простиранию, так и вкрест простирания пласта, бурение шпуров и взрывание шпуровых зарядов ведут по восстающей выработки, шпуры располагают наклонно - под тупым углом к оси восстающей выработки с образованием после взрывания шпуровых зарядов куполообразной потолочины в забое полосы. Выгрузку отбитого угля между сериями взрывных работ ведут до образования аэродинамической связи забоя отрабатываемой полосы с ближайшим подэтажным треком или сбойкой, расположенным ниже линии разрушенного массива в отрабатываемой полосе. Оконтуривание граничных стенок целиков полосы ведут из подэтажных штреков по мере подвигания забоя полосы по восстанию пласта. Верхнюю и нижнюю части восстающей выработки соединяют с конвейерной и вентиляционной выработками посредством наклонных ортов. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ разработки мощных крутых угольных пластов полосами по восстанию, включающий деление этажа на подэтажи, проведение подэтажных штреков и восстающих выработок, выемку угля с применением буровзрывных работ, магазинирование отбитого угля с последующим его выпуском, отличающийся тем, что восстающую выработку в каждой полосе проводят в средней части полосы как по простиранию, так и вкрест простирания пласта, бурение шпуров и взрывание шпуровых зарядов ведут из восстающей выработки, при этом шпуры располагают наклонно под тупым углом к оси восстающей выработки с образованием после взрывания шпуровых зарядов куполообразной потолочины в забое полосы, а выгрузку отбитого угля в процессе отработки полосы между сериями взрывных работ ведут до образования аэродинамической связи забоя отрабатываемой полосы с подэтажным штреком или ближайшей сбойкой, расположенной ниже линии разрушенного массива в отрабатываемой полосе. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что верхнюю и нижнюю части восстающей выработки соединяют с конвейерной и вентиляционной выработками посредством наклонных ортов или путем дополнительных штреков, проводимых по линиям конктактов в указанных точках с восстающей выработкой. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что при отбойке угля из восстающей выработки одновременно ведут взрывание вееров шпуров, буримых из подэтажных штреков или сбоек для оконтуривания граничных стенок угольной полосы.