СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МОЩНОГО ПОЛОГОГО УГОЛЬНОГО ПЛАСТА Российский патент 2009 года по МПК E21C41/18 

Предлагаемое изобретение относится к горному делу, в частности к способам разработки мощных пологих угольных пластов, и может быть использовано при разработке других пластовых полезных ископаемых.

Известен слоевой способ выемки мощных пологих угольных пластов с гибким перекрытием, включающий подготовку выемочных полей в каждом слое путем проведения вентиляционных и транспортных выработок и их соединения вентиляционными и конвейерными печами. Верхний монтажный слой вынимают с настилкой на почве слоя гибкого разделяющего перекрытия. Нижний слой вынимают под защитой гибкого перекрытия забоем с отставанием во времени не менее 3 месяцев от верхнего слоя с тем, чтобы до начала работ в забое нижнего слоя произошла посадка основной кровли. Разработка каждого слоя ведется по системе разработки «Длинные столбы по простиранию» с применением очистных механизированных комплексов [1].

Недостаток способа состоит в том, что при разработке нарушенных пластов с непереходимыми геологическими нарушениями длина подготавливаемого выемочного столба значительно сокращается, из-за чего значительно увеличиваются затраты на монтажно-демонтажные работы, и разработка такого пласта становится неэффективной.

Наиболее близким аналогом, принятым в качестве прототипа, является способ отработки пологого угольного пласта средствами механизации по камерно-столбовой системе разработки, включающий подготовку выемочного поля в слое у кровли пласта проведением вентиляционного и транспортного штреков, поочередное проведение выемочных камер с анкерным креплением бортов и кровли, их углубку и погашение междукамерных целиков диагональными заходками в два слоя - у кровли и почвы пласта [2].

Недостатками прототипа являются:

- крепление борта выемочной камеры у почвы пласта осуществляют при ее углублении, из-за чего этому борту придают наклон, что, с одной стороны, увеличивает эксплуатационные потери угля, с другой - не гарантирует от вывалообразования угля с этого борта;

- отсутствие крепления кровли в диагональных заходках, в свою очередь, повышает опасность ведения работ, сокращает длину заходки в слое у кровли пласта, увеличивает эксплуатационные потери угля.

Эти недостатки снижают эффективность и безопасность разработки мощного пологого угольного пласта в два слоя по камерно-столбовой системе.

Целью изобретения является повышение эффективности и безопасности разработки мощного пологого угольного пласта по камерно-столбовой системе за счет опережающего крепления бортов выемочной камеры и заходки в нижнем слое.

Поставленная цель достигается тем, что в способе разработки мощного пологого угольного пласта, включающем подготовку выемочного поля в слое у кровли пласта проведением вентиляционной и транспортной выработок, поочередное проведение выемочных камер от транспортной до вентиляционной выработки с анкерным креплением висячего борта и кровли, их углубку до почвы пласта и анкерное крепление висячего борта камеры, погашение междукамерных целиков диагональными заходками в два слоя с оставлением подзавальных целиков и транспорт отбитого угля в пределах выемочной камеры, отличающийся тем, что по мере проведения выемочной камеры и выемки заходки в слое у кровли пласта осуществляют опережающее крепление обоих бортов части камеры и заходки в слое у почвы пласта возведением анкерной крепи в почве слоя по боковым сторонам камеры и заходки под углом 20-30 градусов к вертикали, причем висячий борт камеры у почвы пласта крепят стальными анкерами, а оба борта заходки и лежачий борт камеры - полимерными.

Сущность технического решения поясняется схемами. На фиг.1 показана технологическая схема подготовки и отработки выемочного поля; на фиг.2 - поперечное сечение выемочной камеры и заходки в слое у кровли пласта.

Способ может быть реализован следующим образом. Выемочное поле мощного пологого угольного пласта подготавливают проведением в слое у кровли пласта транспортной 1 и вентиляционной 2 выработок. В транспортной выработке 1 монтируют конвейер 3 (ленточный или скребковый). По верхней границе выемочного поля комбайном фронтального действия 4 от транспортной 1 до вентиляционной 2 выработки вынимают камеру 5. При проведении камеры транспорт угля до конвейера 3 осуществляют самоходным вагоном 6. В камере 5 кровлю и висячий бок поддерживают стальной анкерной крепью 7. Кроме того, в почву выемочной камеры у обоих бортов бурят шпуры 8 под углом 20-30 градусов к оси ее поперечного сечения и закрепляют в них стальные (со стороны висячего бока пласта) и полимерные (со стороны лежачего бока) анкеры, т.е. возводят анкерную крепь в почве слоя.

После выхода комбайна 4 в вентиляционную выработку 2 его отгоняют на некоторое расстояние назад в камеру и начинают вынимать уголь со стороны падения пласта в диагональной заходке 9. При этом кровлю поддерживают анкерной крепью, а в почву зоходки у обоих ее бортов бурят шпуры 8 под углом 20-30 градусов к оси ее поперечного сечения и закрепляют в них стальные анкеры. После выемки заходки 9 и возведения крепи комбайн 4 отгоняют назад по камере и, оставив подзавальный целик 10, начинают вынимать уголь в заходке 11 аналогичным образом.

После выемки угля в заходке 11 комбайн опять отгоняют на определенное расстояние по камере в сторону транспортной выработки и начинают работы по углубке камеры 5 до почвы пласта. Для этого комбайн 4 зарубают в почву камеры в пространстве между рядами анкеров, установленных в почве, образуя наклонный съезд. Углубив часть камеры 5 до почвы пласта, тем же комбайном 4 приступают к выемке угля в заходке 12, располагая ее под заходкой 9. При углублении выемочной камеры оба ее борта поддерживаются от обрушения анкерной крепью, установленной при выемке камеры в слое у кровли пласта.

После выемки заходки 12 у почвы пласта комбайн 4 перегоняют на почву слоя у кровли пласта и в том же порядке вынимают уголь в заходках 13 и 14, оставляя подзавальные целики 15 и 16. Затем выполняют следующий наклонный съезд, углубляя следующую часть камеры 5 до почвы пласта, и вынимают уголь в заходках 17 и 18. И так до тех пор, пока не будет отработана часть выемочного поля, прилегающая к камере 5 со стороны падения пласта между транспортной 1 и вентиляционной 2 выработками.

Таким образом, за счет опережающего крепления бортов выемочной камеры и заходки в нижнем слое повышается устойчивость ее бортов, а за счет анкерного крепления кровли в заходке длина самой заходки стала значительно больше. Все это свидетельствует о повышении эффективности и безопасности разработки мощного пологого угольного пласта, т.е. о достижении цели изобретения

Источники информации

А.с. СССР № 1697479 (аналог);

Технология отработки пологих и наклонных угольных пластов по камерно-столбовой системе в сложных горно-геологических условиях: учебное пособие/ А.В. Ремезов, П.В. Егоров, С.И. Калинин и др.- Кемерово: Кузбассвузиздат, 2005, с.96-101, рис.33, 34, 35 (прототип).

Изобретение относится к области горного дела, в частности к способу разработки мощного пологого угольного пласта, основанному на камерно-столбовой системе разработки, и включает подготовку выемочного поля в слое у кровли пласта проведением транспортной и вентиляционной выработок и выемочных камер от транспортной до вентиляционной выработки в нисходящем порядке. По мере проведения выемочной камеры у кровли пласта осуществляют опережающее крепление части выемочной камеры у почвы пласта путем бурения шпуров в почву верхнего слоя по обеим сторонам камеры под углом 20-30 градусов к оси поперечного сечения камеры и закрепления в них со стороны висячего бока пласта стальных, а со стороны лежачего бока полимерных анкеров. При углублении выемочной камеры до почвы пласта ее борта удерживаются от обрушения анкерной крепью, установленной во время проведения камеры у кровли пласта, что обеспечивает повышение безопасности разработки угольного пласта. 2 ил.

Способ разработки мощного пологого угольного пласта, включающий подготовку выемочного поля в слое у кровли пласта проведением вентиляционной и транспортной выработок, поочередное проведение выемочных камер от транспортной до вентиляционной выработки с анкерным креплением висячего борта и кровли, их углубку до почвы пласта и анкерное крепление висячего борта камеры, погашение междукамерных целиков диагональными заходками в два слоя с оставлением подзавальных целиков и транспорт отбитого угля в пределах выемочной камеры, отличающийся тем, что по мере проведения выемочной камеры и выемки заходки у кровли пласта осуществляют опережающее крепление обоих бортов части камеры у почвы пласта и заходки возведением анкерной крепи в почве слоя по боковым сторонам камеры и заходки под углом 20-30° к вертикали, причем висячий борт камеры у почвы пласта крепят стальными анкерами, а оба борта заходки и лежачий борт камеры - полимерными.