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

Изобретение относится к горной промышленности, а конкретно к технологии отработки крутых мощных угольных пластов подземным способом.

Известна камерная система разработки крутых угольных пластов, включающая проведение восстающих выработок, располагаемых на флангах каждой камеры, бурения шнуров в потолочину камеры с отбитого замагазинированного угля, выпуск угля и посадку камеры (заполнение обрушенными породам [1].

Недостатком известной технологии является низкая безопасность горных работ при выполнении буровзрывных работ рабочими, находящимися в камере под нависающим угольным массивом. Эта система широко применялась при отработке мощных крутых пластов в Кузбассе на верхних горизонтах.

В настоящее время все разновидности камерной системы разработки с нахождением людей в очистном забое запрещены.

Наиболее близким техническим решением по существу и достигаемому результату (в части выемки угля) является способ разработки крутого угольного пласта, включающий подготовку выемочного поля полосами по восстанию путем проведения восстания выработок и сбоек из них в подготавливаемых полосах, бурение и заряжание шпуров на шаг одновременной отбойки угля, выпуску угля в отрабатываемой полосе по восстанию в пределах ее границ с магазинированием угля в выработанном пространстве и его последующим выпуском [2].

Недостатком прототипа является то, что ведение взрывных работ из восстающих выработок малого сечения сопрягается с большим неудобством бурения шпуров и скважин и неудовлетворительной отбойкой угля в первоначальной стадии в полосе, при ее подсечке из-за отсутствия необходимых объемов компенсационного пространства.

Целью изобретения является устранение отмеченных недостатков прототипа; цель достигается тем, что при разработке мощных крутых угольных пластов, включающей деление этажа на подэтажи, выемку угля и подэтажных полосах по восстанию с применением буровзрывных работ и магазинированием отбитого угля, отбойку угля в полосе (подэтаже) ведут из разрезной печи, начиная в нижней части полосы с выемки компенсационной щели у почвы пласта, а проветривание очистного забоя ведут через скважины, выбуриваемые на границах полосы, при этом скважину, по которой проходят разрезную печь для отрабатываемой полосы, соединяют обойками со скважиной, которую проходят (выбуривают) для следующей соседней полосы.

Проведенные патентные исследования показали, что ни в патентной, ни в научно-технической литературе не известна технология разработки мощных угольных пластов крутого падения, характеризующаяся той же совокупностью существенных признаков, какой представлен способ разработки угольных пластов по изобретению, т. е. заявляемый объект соответствует критерию патентоспособности "новизна".

Сопоставительный анализ предлагаемой технологии отработки мощных крутых пластов угля с известными аналогами показывает, что предлагаемый способ разработки имеет существенные преимущества, обеспечивая хорошее дробление отбитого угля и нормальное проветривание очистного забоя. При этом следует отметить, что преимущества эти достигаются за счет отличительных особенностей технологии, которые явным образом не вытекают из известного уровня техники, т. е. заявляемая в качестве изобретения технология отвечает требованиям патентоспособности "изобретательский уровень".

На фиг. 1 показана общая схема выемки угля в пределах подэтажа выемочного участка; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез В-В на фиг. 2.

Согласно изобретению, мощный крутой пласт в пределах выемочного поля (участка) подготавливается по обычной схеме, обкаточным (основным) и вентиляционным штреками, пройденными, как правило, по пласту. Этаж в пределах выемочного поля делится на 2-3 подэтажа высотой 20-30 м. Каждый подэтаж, начиная с верхнего, отрабатывается полосами 1 по восстанию шириной 8-12 м с оставлением угольного целика 2 между соседними полосами шириной 2 м. В каждой полосе на ее флангах у почвы пласта проводятся (выбуриваются) две скважины 3 и 4 диаметром 850 мм; при этом скважины 4 каждой предыдущей полосы через 8-10 м по падению пласта соединяются сбойками 5 со скважинами 3 последующей полосы 1. Расстояние между скважинами 4 и 3, пробуренными в смежных полосах, принимается 3 м, а в одной полосе - ширине полосы по простиранию, т. е. 8-12 м. Скважина 4 в каждой полосе расширяется буровзрывным способом до размеров: 2 м по простиранию пласта и 3-3,5 м по мощности пласта. В итоге образуется разрезная печь 6, закрепленная деревянной стоечной крепью 7.

В каждом подэтаже проводятся вентиляционный 8 и конвейерный 9 штреки; на 3-3,5 м выше конвейерного штрека 8 проходит параллельный ему штрек 10. Между штреками 9 и 10 проходятся углеспускные сбойки 11.

Очистные работы по выемке угля в каждой полосе 1 начинаются с выемки компенсационной щели 12 у почвы пласта, уголь в которой отбивается буровзрывным способом на всю ширину полосы по простиранию пласта и порядка 2 м по мощности пласта.

Высота компенсационной щели 12 по восстанию пласта составляет примерно 1/3 часть подэтажа, т.е. в пределах 10 м.

После выгрузки отбитого угля из компенсационной щели и ее проветривания из разрезной печи 6 бурятся веерообразно шпуры 13 в оставшейся (как правило, большей) пачке угля II у кровли пласта, которая отбивается на компенсационную щель 12, параметры которой (щели) выбираются в зависимости от мощности пласта и коэффициента разрыхления угля (N 1, 3). Часть отбитого угля выбирается. Затем бурятся, заряжаются и взрываются шпуры по всей мощности пласта, в следующей 1/3 подэтажа I, в зоне III; после отрезки угля в отбитой зоне III бурятся и взрываются шпуры в зоне IV. После выгрузки отбитого угля в полосе 1 она заполняется, "садится" путем перепуска обрушенных пород с верхних горизонтов. После этого начинаются очистные работы в следующей полосе 1 в такой же очередности.

Проветривание очистного забоя в полосе 1 осуществляется следующим образом: свежая струя воздуха, поступающая по скважине 3 в последующей за отрабатываемой полосе, через сбойку 5 поступает в очистной забой 14 и по скважине 3, находящейся в отрабатываемой полосе 1, уходит на вентиляционный штрек 8, Для предупреждения закорачивания вентиляционной струи разрезная печь 6 и скважина 3 на вентиляционном штреке перекрываются плотными "лядами". Для наличия дополнительного запасного выхода из разрезной печи 6 по скважине 3, слитой сбойкой 5 с разрезной печью, навешивается металлический трап 15 от вентиляционного штрека 8 до параллельного штрека 10.

Преимущества предлагаемой технологии: четная последовательность операций, обеспечение надежного проветривания очистного забоя, отбойка угля на компенсационное пространство, что приводит к повышению эффективности буровзрывных работ и безопасности ведения горных работ.

Способ разработки мощных крутых угольных пластов включает деление этажа на подэтажи, выемку угля в подэтажах полосами по восстанию с применением буровзрывных работ и магазинированием отбитого угля. Отбойка угля в полосе (подэтаже) ведется из разрезной печи, начиная в нижней части полосы с выемки компенсационной щели у почвы пласта; проветривание очистного забоя ведется через скважины, выбуриваемые на границах полос, при этом скважину, по которой проходят разрезную печь для отрабатываемой полосы, соединяют сбойками со скважиной, которую проходят (выбуривают) для следующей соседней полосы. Способ позволяет повысить эффективность буровзрывных работ, безопасность и удобство ведения горных работ. 3 ил.

Способ разработки мощных крутых угольных пластов, включающий деление этажа на подэтажи, выемку угля в подэтажах полосами по восстанию с применением буровзрывных работ и магазинированием отбитого угля, отличающийся тем, что отбойку угля в полосе (подэтаже) ведут из разрезной печи, начиная в нижней части полосы с выемки компенсационной щели у почвы пласта, а проветривание очистного забоя ведут через скважины, выбуриваемые на границах полос, при этом скважину, по которой проходят разрезную печь для отрабатываемой полосы, соединяют сбойками со скважиной, которую проходят (выбуривают) для следующей соседней полосы.