СПОСОБ ПОДГОТОВКИ К ВЫЕМКЕ ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО С ВЫПУСКОМ ЕГО ИЗ ПОДКРОВЕЛЬНОЙ ТОЛЩИ Российский патент 2006 года по МПК E21C41/16 

Изобретение относится к угольной и горнорудной промышленности и может найти применение при выемке мощных пологих и слабонаклонных пластов полезного ископаемого с использованием очистных комплексов, обеспечивающих выемку с дополнительным выпуском полезного ископаемого из подкровельной толщи.

Известен способ подготовки мощного пласта полезного ископаемого к выемке, включающей бурение из выемочных выработок скважин и нагнетания в них разупрочняющего реагента (А.С. №989069, Е 21 С 41/04).

Недостатком способа является использование для обработки полезного ископаемого разупрочняющим реагентом выемочных выработок, что снижает эффективность выемки полезного ископаемого из-за накладки операции по разупрочнению подкровельной толщи с непосредственной выемкой комбайном или стругом, и из-за этого снижается добыча с отрабатываемого участка полезного ископаемого, а ввиду отсутствия буровых средств для бурения длинных и направленных скважин вносятся ограничения на длину очистного забоя (лавы), и к тому же для бурения из выемочного штрека в подкровельную толщу необходимо направление скважин под углом, что снижает качество обработки.

Известен способ подготовки к выемке пожароопасного пласта полезного ископаемого, включающий проходку выработки впереди очистного забоя, из которого по обе стороны по пласту полезного ископаемого бурят скважины для подачи в них разупрочняющего реагента, а после окончания обработки и извлечения герметизаторов выработку оборудуют дегазационными трубами (Заявка №2001103499АВ, МПК 7 Е 21 С 41/18).

Недостатком этого способа является достижение незначительного радиуса обработки полезного ископаемого, что приводит к увеличению объема буровых работ, необходимости проведения выработки, равной длине очистного забоя и тем самым увеличивается объем подготовительных работ, а также к вынужденной задержке операций по извлечению газа из пласта, так как к этой операции приступают после окончания обработки разупрочняющим реагентом всего подготавливаемого к выемке блока полезного ископаемого.

Известен широко распространенный способ для разупрочнения потолочины над крепью комплекса с управлением кровли с помощью использования средств для бурения над крепью комплекса шпуров, скважин для заряжения и взрывания в них взрывчатых материалов (Комплексная механизация выемки пологих пластов Кузбасса. М.: Недра, 1972 г., стр.65-66).

Недостатком является применение большого объема буровзрывных работ, что увеличивает опасность для обслуживающего персонала в зоне ведения взрывных работ, т.к. образуется большое количество угольной пыли, опасность воспламенения метана, а также энергия взрыва вызывает динамические нагрузки на крепь очистного комплекса, снижая общий ресурс их работы.

Задача изобретения заключается в повышении эффективности при подготовке к выемке полезного ископаемого и безопасности при его выемке.

Согласно изобретению задача решается благодаря проведению выработки в подкровельной толще впереди очистного забоя, бурению из нее скважин и позонной порционально-импульсной подачи в скважины разупрочняющего реагента, для чего впереди очистного забоя проводят тупиковый штрек длиной, меньшей длины очистного забоя, из которого бурят скважины для последующей подачи в них разупрочняющего реагента, и между указанными скважинами дополнительно бурят промежуточные скважины для последующей откачки газа и осуществляют обработку подкровельной толщи с оставлением необработанной пачки непосредственно над крепью очистного забоя, при этом поэтапно осуществляют подачу разупрочняющего реагента в соответствующие скважины и откачку газа из промежуточных скважин и после 1-2-суточной выдержки заполненных разупрочняющим реагентом скважин подают его в промежуточные скважины. Для достижения наименьших затрат разупрочняющего реагента и равномерности обработки подкровельной толщи с помощью веерных скважин первоначально в них подают максимально необходимое количество разупрочняющего реагента с установленным давлением и темпом нагнетания разупрочняющего реагента, а затем при каждой последующей зоне обработки с извлечением устройства для подачи реагента из скважин, указанные параметры подачи разупрочняющего реагента в веерные скважины постепенно снижают. При некачественной обработке разупрочняющим реагентом отдельных участков подкровельной толщи и для обеспечения наилучших условий ее выпуска с повышением управляемости обрушения кровли на расстоянии не менее одного метра от очистного забоя бурят скважины в подкровельную толщу с наклоном в сторону ее обрушения, а для управления обрушением кровли продолжают бурение в нее для последующей обработки с помощью разупрочняющего реагента или взрыва отдельных скважин через установленный для данной кровли шаг обрушения с образованием наименьшей длины ее консоли.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема подготовки блока при обработки подкровельной толщи, на фиг.2 сечение по А-А фиг.1, а на фиг.3 сечение Б-Б фиг.2 по кровле пласта.

Подготовку полезного ископаемого к выемке начинают с проведения тупиковой выработки 1 из оконтуривающих очистной забой 2 вентиляционного 3 и транспортного 4 бремсбергов, соединяемых с выемочными 1 посредством орта 5 (фиг.2), и при этом расстояние между тупиковыми выработками 1 составляет больше двух длин бурения (>2lδ) с учетом максимальной возможности используемого бурового оборудования, обеспечивающего направленное бурение горизонтальных скважин.

Затем из выработки 1 в подкровельную толщу бурят скважины 7, 8, 9 и при этом в скважины 7 и 9 вводят разупрочняющий реагент, а из промежуточной скважины 8 откачивают газ из пласта полезного ископаемого и после более суточной выдержки разупрочняющего реагента в скважинах 7, 9 его подают в скважину 8 и так далее бурят скважины 10 и 11 с подачей разупрочняющего реагента в скважину 11 и откачкой газа из скважины 10 с последующим ее заполнением разупрочняющим реагентом и таким образом, поэтапно подавая разупрочняющий реагент в соответствующие скважины и откачивая газ из промежуточных скважин, осуществляют позонную порционально-импульсную обработку разупрочняющим реагентом всего подготавливаемого к выемке блока из тупиковой выработки 1.

При обработке веерных скважин 12 поступают таким же образом, но первоначально при обработке 1-ой зоны в каждую скважину подают максимально необходимое (расчетное) количество разупрочняющего реагента с установленным для данного пласта давлением и темпом нагнетания, а затем при последующих зонах обработки с извлечением устройства подачи реагента эти параметры постепенно снижают с уменьшением радиуса обработки и осуществляют обработку веерных скважин 12 по схеме 13 (на фиг.1 схема показана условно).

В случае обнаружения некачественной обработки отдельных участков подкровельной толщи в нее бурят с наклоном в сторону ее обрушения на расстоянии не менее 1 м от очистного забоя 2 скважины 14 и угол наклона, например, образуют по направлению ее забоя до возможного его контакта 15 с кровлей 16 и чтоб воображаемый отвес 17 из точки контакта 15 не выходил за задние стойки 18 крепи очистного комплекса на величину одноразового его подвигания 19, а для обрушения кровли 6 продолжают в нее бурение скважин 15 через установленный для данной кровли 16 шаг обрушения 20 (фиг.3) с наименьшей длиной консоли 21с последующей подачей в скважины 15 разупрочняющего реагента или взрыва отдельных скважин 22 и расстояние 23 между скважинами 15 в кровли пласта по направлению очистного забоя.

Предлагаемый способ позволит расширить область применения очистных комплексов, обеспечивающих выпуск угля из подкровельной толщи с увеличением вынимаемой ее мощности, и при этом уменьшить высоту снимаемых полос непосредственно выемочной машиной (комбайн, струг), достигая при этом снижения металлоемкости очистного комплекса с повышением несущей способности и снижением энергоемкости разрушения полезного ископаемого. Повысить безопасность работ, исключая большой объем буровзрывных работ, и достичь максимального извлечения газа из пласта путем принудительной откачки с вытеснением его разупрочняющим реагентом, чем достигается наилучшая дегазация его, в настоящее время наибольшая дегазация осуществляется путем увеличения диаметра скважин до 300-500 мм.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подготовке полезного ископаемого к разработке. Способ включает проведение в подкровельной толще выработки впереди очистного забоя, бурение из нее скважин и позонную порционально-импульсную подачу в скважины разупрочняющего реагента. Впереди очистного забоя проводят тупиковый штрек длиной, меньшей длины очистного забоя, из которого бурят скважины для последующей подачи в них разупрочняющего реагента, и между указанными скважинами дополнительно бурят промежуточные скважины для последующей откачки газа. Осуществляют обработку подкровельной толщи с оставлением необработанной пачки непосредственно над крепью очистного забоя, при этом поэтапно осуществляют подачу разупрочняющего реагента в соответствующие скважины и откачку газа из промежуточных скважин. После 1-2-суточной выдержки заполненных разупрочняющим реагентом скважин его подают в промежуточные скважины. Изобретение позволяет повысить эффективность подготовки к выемке полезного ископаемого. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ подготовки к выемке полезного ископаемого с выпуском его из подкровельной толщи, включающий проведение в ней выработки впереди очистного забоя, бурение из нее скважин и позонную порционально-импульсную подачу в скважины разупрочняющего реагента, отличающийся тем, что впереди очистного забоя проводят тупиковый штрек длиной, меньшей длины очистного забоя, из которого бурят скважины для последующей подачи в них разупрочняющего реагента, и между указанными скважинами дополнительно бурят промежуточные скважины для последующей откачки газа и осуществляют обработку подкровельной толщи с оставлением необработанной пачки непосредственно над крепью очистного забоя, при этом поэтапно осуществляют подачу разупрочняющего реагента в соответствующие скважины и откачку газа из промежуточных скважин и после 1-2-суточной выдержки заполненных разупрочняющим реагентом скважин подают его в промежуточные скважины.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для достижения наименьших затрат разупрочняющего реагента и равномерности обработки подкровельной толщи с помощью веерных скважин первоначально в них подают максимально необходимое количество разупрочняющего реагента с установленным давлением и темпом нагнетания разупрочняющего реагента, а затем при каждой последующей зоне обработки с извлечением устройства для подачи реагента из скважин указанные параметры подачи разупрочняющего реагента в веерные скважины постепенно снижают.3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что при некачественной обработке разупрочняющим реагентом отдельных участков подкровельной толщи и для обеспечения наилучших условий ее выпуска с повышением управляемости обрушения кровли на расстоянии не менее одного метра от очистного забоя бурят скважины в подкровельную толщу с наклоном в сторону ее обрушения, а для управления обрушением кровли продолжают бурение в нее для последующей обработки с помощью разупрочняющего реагента или взрыва отдельных скважин через установленный для данной кровли шаг обрушения с образованием наименьшей длины ее консоли.