СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ПЛАСТОВ СЛОЖНОГО СТРОЕНИЯ С ПРОСЛОЯМИ ПУСТЫХ ПОРОД Российский патент 2006 года по МПК E21C41/16 

Описание патента на изобретение RU2281394C1

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при подземной разработке пологих пластов с селективной выемкой полезного ископаемого,

Известны способы разработки пологих пластов полезных ископаемых с неустойчивыми породами кровли, включающие отработку пласта полезного ископаемого камерами (короткими очистными забоями), установку в камерах крепи, оставление между камерами опорных и податливых целиков полезного ископаемого (авт. свид. №1270334, кл. Е 21 С 41/04).

Недостатками данных способов являются низкая производительность и высокая трудоемкость очистных работ, высокая себестоимость и большие потери полезного ископаемого в целиках.

Известны способы разработки пологих пластов полезных ископаемых с неустойчивыми породами кровли, включающие отработку пласта полезного ископаемого камерами, установку в камерах крепи и оставление междукамерных целиков полезного ископаемого (Ю.Ф.Васючков, Горное дело, Москва, "Недра", 1990, стр.284-286).

Недостатками данных способов являются низкая производительность и высокая трудоемкость очистных работ и большие (40-50% и более) потери полезного ископаемого в целиках.

Известен способ (А.С. №941583, кл. Е 21 С 41/04) разработки пологих пластов полезных ископаемых с неустойчивыми породами кровли, включающий отработку пласта полезного ископаемого камерами, оставление междукамерных целиков полезного ископаемого, возведение в камерах породных полос и отработку междукамерных целиков вторичными камерами. Недостатками данного способа являются низкая производительность очистных работ и большие эксплуатационные потери полезного ископаемого в междукамерных целиках. Указанные недостатки связаны главным образом с относительно небольшой шириной камер, составляющей 3-5 м, не позволяющей эффективно использовать современное высокопроизводительное очистное оборудование и средства доставки полезного ископаемого.

Известен способ разработки пластов сложного строения с прослоями пустым пород (А.С. №909178, М. кл. Е 21 С 41/04 Б.И. №8 1982), взятый в качестве прототипа, включающий селективную выемку полезного ископаемого панелями, управление кровлей и размещение отбитого породного прослоя в выработанном пространстве при этом панель по ширине разделяют на две части, при этом часть панели, смежную с ранее отработанной, разрабатывают длинным забоем с полным обрушением кровли, а часть панели, смежную с нетронутым массивом, разрабатывают камерой-лавой с оставлением целиков, причем выемку полезного ископаемого и размещение отбитого породного прослоя в камере-лаве ведут с опережением по отношению к части панели, отрабатываемой длинным забоем на величину, превышающую зону влияния опорного давления отстающей части панели, а длину камер-лавы принимают, исходя из условия размещения в ней пустой породы, но не меньше зоны влияния опорного давления отстающей части панели..

Недостатками данного способа являются большие эксплуатационные потери полезного ископаемого в междукамерных целиках, и невысокая эффективность управления кровлей.

Техническим результатом, достигаемым при использовании заявляемого способа, является снижение эксплуатационных потерь полезного ископаемого и повышение эффективности управления кровлей

Технический результат достигается тем, что в способе разработки пластов сложного строения с прослоями пустых пород, включающим селективную выемку заходками полезного ископаемого, управление кровлей и размещение отбитого породного прослоя в выработанном пространстве, согласно изобретению, заходки проходят вприсечку к выработанному пространству, а управление кровлей осуществляют выкладкой породных опор в выработанном пространстве, образуемом при проведении заходок вначале из прослоев пустых пород, получаемых при разработке первой заходки, а затем рядом с этими опорами укладывают опоры со второй заходки, после чего на ранее установленные опоры укладывают слой пустых пород с последующей заходки с образованием свободного пространства между породными опорами по длине очистного забоя, при этом ширину b породных опор принимают равными ширине lз двух заходок, а расстояние между ними, равными ширине одной заходки, после возведения породных опор на них устанавливают пневмобаллоны, и подают в них сжатый воздух, распирая пневмобаллоны между кровлей и породными опорами, а с боков пневмобаллонов на породные опоры укладывают деревянные опоры, высоту которых принимают больше высоты пневмобаллона в сложенном состоянии, затем в точках соприкосновения кровли с деревянными опорами, пневмобаллоны снимают с породных опор, при этом высоту породных опор hо выбирают из соотношения:

где ∑mп - суммарная мощность прослойков пустой породы в общей mо мощности пласта, м;

kp - коэффициент разрыхления пород;

l - длина породных опор по длине очистного забоя, м;

с - расстояние между породными опорами по длине очистного забоя, м.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема выемки полезного ископаемого длинными очистными забоями, с расположением породных опор в плане, на фиг.2 - разрез по линии А-А, на фиг.3 - разрез по линии Б-Б, на фиг.4 - структурная колонка пласта сложного строения.

Способ осуществляется следующим образом: селективную выемку пластов горючих сланцев сложного строения осуществляют в направлении от транспортного 1 к вентиляционному 2 штрекам, заходками (I, II, III), по длине lоз очистного забоя (фиг.1). (Ширина заходки lз при выемке пласта горючих сланцев составляет примерно 1,8 м). При выемке заходки I (фиг.1), сланец транспортируют на транспортный штрек 1, а известняк, получаемый при этом, оставляют в заходке I, образуя при этом породную опору 3 шириной, равной величине заходки lз, длину которой принимают, по длине очистного забоя, как правило, кратной ширине lз заходки, а между опорами по длине очистного забоя оставляют свободные пространства с, величина которых должна быть не меньше 0,7 м для свободного перемещения людей между породными опорами 3. После выемки заходки I по всей длине очистного забоя lоз приступают к выемке очередной заходки II, при этом сланец транспортируют на транспортный штрек 1, а известняк оставляют в заходке II, в створе с ранее образованной породной опорой 3. После выемки заходки II, приступают к выемке заходки III, при этом сланец транспортируют на транспортный штрек 1, а слой пустых пород (известняк), на ранее образованную породную опору 3, образуя при этом породную опору шириной, равной двум величинам заходки lз. На породные опоры 3 укладывают пневмобаллоны 4. В пневмобаллоны подают сжатый воздух, распирая их между кровлей и породными опорами, а по бокам пневмобаллонов укладывают деревянные опоры 5. Установить деревянные опоры достаточно плотно между бутовой полосой и кровлей затруднительно, поэтому опоры устанавливают с некоторым минимальным зазором Δ (фиг.3). (В качестве деревянных опор (прокладок) могут быть использованы, например, брусья, рудничные стойки, шпалы, доски и др.) Высоту деревянных опор (прокладок) hΔ (фиг.3), принимают больше высоты пневмобаллонов в сложенном состоянии (воздух из пневмобаллона выпущен). С удалением очистного забоя от установленных пневмобаллонов опускание пород кровли происходит с различной интенсивностью. В непосредственной близости от очистного забоя скорость опускания пород кровли имеет максимальные значения. По мере удаления от забоя скорости уменьшаются, и на определенном расстоянии lпр, зависящем от горно-геологических условий отработки пласта, стабилизируются (т.е. в дальнейшем существенно не изменяются) или становятся практически равными нулю. Кровля опустилась на величину Δ (фиг.1 и 3). Здесь происходит соприкосновение кровли с деревянными опорами. После чего пневмобаллоны разгружают и снимают с породных опор. Разгрузка пневмобаллонов заключается в выпуске из них воздуха. Разгруженный пневмобаллон переносят к линии очистного забоя.

После чего операции по выемке очередных заходок, выкладке породных опор из прослоев пустых пород, установке пневмобаллонов и деревянных опор между ними, разгрузке и снятию пневмобаллонов в точках соприкосновения кровли с деревянными опорами повторяют, при этом ширину b породных опор принимают равными ширине lз двух заходок, а расстояние между ними равными ширине одной заходки, а высоту породных опор hо выбирают из соотношения:

где ∑mп - суммарная мощность прослойков пустой породы (∑mп=m1-2+m2-3+m3-4); m1, m2, m3, m4 - мощности соответственно первого, второго, третьего и четвертого слоев сланца в общей мощности mо пласта, м; а m1-2 - мощность прослойка между первым и вторым слоем сланца, м; m2-3 - мощность прослойка между вторым и третьим слоем сланца, м; m3-4 - мощность прослойка между третьим и четвертым слоем сланца, м (фиг.4.); kр - коэффициент разрыхления пород, l - длина породных опор по длине очистного забоя, м; с - расстояние между породными опорами по длине очистного забоя, м.

Использование заявляемого способа при отработке пласта сложного строения позволит уменьшить эксплуатационные потери сланца и повысить эффективность управления кровлей.

Похожие патенты RU2281394C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ПЛАСТОВ СЛОЖНОГО СТРОЕНИЯ С ПРОСЛОЯМИ ПУСТЫХ ПОРОД 2005
  • Зубов Владимир Павлович
  • Овчаренко Григорий Васильевич
  • Фрайман Григорий Борисович
  • Грудинов Геннадий Петрович
RU2276265C1
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ПЛАСТОВ СЛОЖНОГО СТРОЕНИЯ С ПРОСЛОЯМИ ПУСТЫХ ПОРОД 2007
  • Зубов Владимир Павлович
  • Овчаренко Григорий Васильевич
RU2345218C1
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ПЛАСТОВ СЛОЖНОГО СТРОЕНИЯ С ПРОСЛОЯМИ ПУСТЫХ ПОРОД 2005
  • Зубов Владимир Павлович
  • Овчаренко Григорий Васильевич
  • Фрайман Григорий Борисович
  • Грудинов Геннадий Петрович
RU2277170C1
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ПЛАСТОВ СЛОЖНОГО СТРОЕНИЯ С ПРОСЛОЯМИ ПУСТЫХ ПОРОД 2006
  • Овчаренко Григорий Васильевич
  • Петраков Дмитрий Геннадьевич
RU2309251C1
СПОСОБ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКИ ПОЛОГИХ ПЛАСТОВ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ 2007
  • Зубов Владимир Павлович
  • Овчаренко Григорий Васильевич
RU2345220C1
СПОСОБ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКИ ПОЛОГИХ ПЛАСТОВ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ 2006
  • Овчаренко Григорий Васильевич
RU2309250C1
СПОСОБ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКИ ПОЛОГИХ ПЛАСТОВ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ 2005
  • Зубов Владимир Павлович
  • Овчаренко Григорий Васильевич
  • Грудинов Геннадий Петрович
RU2276264C1
СПОСОБ ВЫЕМКИ ПЛАСТА СЛАНЦА 2005
  • Гусев Владимир Николаевич
  • Резанко Степан Александрович
  • Грудинов Геннадий Петрович
  • Тулин Павел Кириллович
  • Волохов Евгений Михайлович
RU2287686C1
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КРОВЛЕЙ 2005
  • Зубов Владимир Павлович
  • Овчаренко Григорий Васильевич
  • Грудинов Геннадий Петрович
RU2283958C1
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КРОВЛЕЙ 2005
  • Зубов Владимир Павлович
  • Овчаренко Григорий Васильевич
  • Грудинов Геннадий Петрович
RU2298100C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 281 394 C1

Реферат патента 2006 года СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ПЛАСТОВ СЛОЖНОГО СТРОЕНИЯ С ПРОСЛОЯМИ ПУСТЫХ ПОРОД

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке пластов с прослоями пустых пород. Производят селективную выемку полезного ископаемого заходками, проходимыми вприсечку к выработанному пространству. Осуществляют управление кровлей выкладкой породных опор в выработанном пространстве, образуемом при проведении заходок, вначале из прослоев пустых пород, получаемых при разработке первой заходки, а затем рядом с этими опорами укладывают опоры со второй заходки, после чего на ранее установленные опоры укладывают слой пустых пород с последующей заходки с образованием свободного пространства между породными опорами по длине очистного забоя. После возведения породных опор на них устанавливают пневмобаллоны и подают в них сжатый воздух, распирая пневмобаллоны между кровлей и породными опорами. С боков пневмобаллонов на породные опоры укладывают деревянные опоры, высоту которых принимают больше высоты пневмобаллона в сложенном состоянии. Затем в точках соприкосновения кровли с деревянными опорами пневмобаллоны снимают с породных опор. Ширину породных опор принимают равной ширине двух заходок, а расстояние между ними - равным ширине одной заходки. Высоту породных опор определяют из математического выражения, исходя из суммарной мощности прослойков пустой породы в общей мощности пласта, коэффициента разрыхления пород, длины породных опор и расстояния между ними по длине очистного забоя. Техническим результатом является снижение потерь полезного ископаемого и повышение эффективности управления кровлей. Изобретение направлено на снижение потерь полезного ископаемого и повышение эффективности управления кровлей. 4 ил.

Формула изобретения RU 2 281 394 C1

Способ разработки пластов сложного строения с прослоями пустых пород, включающий селективную выемку заходками полезного ископаемого, управление кровлей и размещение отбитого породного прослоя в выработанном пространстве, отличающийся тем, что заходки проходят вприсечку к выработанному пространству, а управление кровлей осуществляют выкладкой породных опор в выработанном пространстве, образуемом при проведении заходок, вначале из прослоев пустых пород, получаемых при разработке первой заходки, а затем рядом с этими опорами укладывают опоры со второй заходки, после чего на ранее установленные опоры укладывают слой пустых пород с последующей заходки с образованием свободного пространства между породными опорами по длине очистного забоя, при этом ширину b породных опор принимают равной ширине lз двух заходок, а расстояние между ними - равным ширине одной заходки, после возведения породных опор на них устанавливают пневмобаллоны и подают в них сжатый воздух, распирая пневмобаллоны между кровлей и породными опорами, а с боков пневмобаллонов на породные опоры укладывают деревянные опоры, высоту которых принимают больше высоты пневмобаллона в сложенном состоянии, затем в точках соприкосновения кровли с деревянными опорами пневмобаллоны снимают с породных опор, при этом высоту породных опор h0 выбирают из соотношения:

где ∑mп - суммарная мощность прослойков пустой породы в общей m0 мощности пласта, м;

kp - коэффициент разрыхления пород;

l - длина породных опор по длине очистного забоя, м;

с - расстояние между породными опорами по длине очистного забоя, м.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2006 года RU2281394C1

Способ разработки пластов сложного строения с прослоями пустых пород 1980
  • Тодоров Владимир Иванович
  • Малахов Алексей Сергеевич
  • Кузьмин Ефим Исаакович
  • Трушкин Юрий Николаевич
SU909178A1

RU 2 281 394 C1

Авторы

Зубов Владимир Павлович

Овчаренко Григорий Васильевич

Фрайман Григорий Борисович

Грудинов Геннадий Петрович

Даты

2006-08-10Публикация

2005-03-28Подача