СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МОЩНОГО ПОЛОГОГО КАЛИЙНОГО ПЛАСТА С ПРОСЛОЕМ КАМЕННОЙ СОЛИ Российский патент 2012 года по МПК E21C41/20 

Предлагаемое изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке мощных пологих калийных пластов, осложненных складчатостью с прослоем каменной соли в верхней части пласта.

Известен способ разработки мощных пологих калийных пластов (Пат. №2310074 Российская Федерация, МПК Е21С 41/20, №2006109947/03, заявл. 28.03.2006, опубл. 10.11.2007), включающий отработку камер добычным комбайном избирательного действия из заезда на всю длину камеры слоями сверху вниз с транспортировкой отбитой каменной соли в отработанные ранее камеры в качестве закладочного материала.

Недостатком данного способа является ограничение области применения способа или даже невозможность его применения при мощности верхнего продуктивного слоя меньше габарита по высоте применяемого комбайнового комплекса.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ разработки мощных пологих калийных пластов (Пат. №2272137 Российская Федерация, МПК Е21С 41/20, з. №2004133636/03, заявл. 17.11.2004, опубл. 20.03.2006). Способ включает отработку камер комбайном избирательного действия заходками, равными заполнению отбитой каменной солью или калийной рудой транспортного средства по самому мощному слою. Отбойку очередной заходки начинают с нижнего слоя пласта. Причем отбитую каменную соль транспортируют в соседнюю отработанную камеру.

Недостатками данного способа является ограничение области применения способа (невозможность его применения) при выемке пластов мощностью, превышающей рабочий диапазон комбайнового комплекса по высоте. Кроме того, работа комбайнового комплекса короткими заходками, величина которых определяется мощностью самого большого слоя и вместимостью транспортного средства, приводит к недозаполнению горной массой транспортного средства при выемке слоев меньшей мощности, а следовательно, к снижению производительности комплекса. Кроме того, цикличность работы комбайна с необходимостью совершения возвратно-поступательных движений значительно снижает его производительность.

Техническим результатом изобретения является повышение экономичности селективного способа разработки мощных пологих пластов с прослоем каменной соли, у которых нижний слой значительно мощнее двух верхних слоев за счет расширения номенкулатуры применяемого оборудования.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе отработки мощного пологого пласта, разделенного породным прослоем, включающем комбайновую отработку пласта камерами последовательными заходками по слоям, транспортировку полезного ископаемого самоходным транспортным средством, отработку пласта в камере осуществляют комбайном с барабанным или стреловым исполнительным органом, при этом первоначально вынимают часть нижнего слоя пласта полезного ископаемого по контакту с прослоем каменной соли на всю ширину и длину камеры или ее часть, после чего производят отбойку прослоя на всю длину и ширину камеры с удалением отбитой каменной соли из отрабатываемой камеры, а затем на всю ширину и длину камеры производят отбойку и отгрузку сначала верхней части пласта и последовательно доработку нижнего слоя, причем мощность первого отрабатываемого слоя должна отвечать условию:

h_min≤Н_сл1≤h_max-Н_кс-Н_вс,

где h_min и h_max - соответственно наименьшая и наибольшая высота выработки, проходимая комбайном;

Н_сл1 - мощность первого отрабатываемого слоя;

Н_кс - мощность прослоя каменной соли;

Н_вс - мощность верхнего калийного слоя.

Отбойку производят несколькими ходами комбайна с последующим их расширением до проектной ширины, при этом отбойку прослоя каменной соли, а также верхнего калийного слоя и доработку нижнего слоя производят последовательными ходами комбайна на всю длину камеры или ее часть, а камеры располагают вдоль осей складок и их отработку начинают с наиболее возвышенной стороны.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена технологическая схема первоочередной выемки в нижней части пласта по контакту с прослоем каменной соли; на фиг.2 - то же, при выемке прослоя каменной соли; на фиг.3 - то же, при выемке верхнего слоя калийного пласта; на фиг.4 - то же, при доработке нижней части пласта; на фиг.5 - поперечное сечение камеры при наличии складки (после выемки первого слоя) с указанием последовательности работ по расширению камеры.

На чертежах обозначено:

1 - верхний калийный слой; 2 - прослой каменной соли; 3 - мощный нижний калийный слой; 4 - добычной комбайн; 5 - первоначально отрабатываемый слой в нижнем слое полезного ископаемого; 6 - транспортное средство; 7-14 - очередность заходок комбайна при расширении камеры.

Способ осуществляется следующим образом.

Отработку пласта, состоящего из трех слоев (тонкого верхнего слоя 1 полезного ископаемого, породного прослоя 2 и мощного нижнего слоя полезного ископаемого 3), в камере ведут комбайном, например, с барабанным исполнительным органом.

Первоначально в мощном нижнем слое полезного ископаемого по контакту с прослоем каменной соли отрабатывают слой полезного ископаемого 5. Выемку ведут сразу на всю длину камеры с последующим расширением выработки последовательными комбайновыми заходками (7-14) до проектной ширины камеры (фиг.1 и 5).

Мощность первого отрабатываемого слоя 5 в нижнем калийном слое 3 должна отвечать условию:

h_min≤Н_сл1≤h_max-Н_кс-Н_вс,

где h_min и h_max - соответственно наименьшая и наибольшая высота выработки, проходимая комбайном;

Н_сл1 - мощность первого отрабатываемого слоя;

Н_кс - мощность прослоя каменной соли;

Н_вс - мощность верхнего калийного слоя.

Выполнение условия левой части формулы h_min≤Н_сл1 свидетельствует, что мощность первого отрабатываемого слоя соответствует наименьшему габариту комбайнового комплекса по высоте (т.е. комбайновый комплекс размещается по высоте в выработке при выемке первого отрабатываемого слоя).

Выполнение условия правой части формулы Н_сл1≤h_max-Н_кс-Н_вс свидетельствует, что наибольшая высота выработки, проходимая комбайном 4, является достаточной для выемки первого верхнего слоя 5 в нижнем калийном слое 3 на всю мощность. Несоблюдение данного условия означает, что при работе комбайна 4 по выемке верхнего слоя пласта в кровле выработки останется неотбитой часть верхнего слоя.

Первоначальная отработка слоя полезного ископаемого в мощном нижнем слое полезного ископаемого позволяет обеспечить возможность эффективной раздельной выемки прослоя каменной соли и верхнего слоя калийного пласта.

После отработки части нижнего калийного слоя производят отбойку прослоя каменной соли 2 последовательными заходками на всю ширину камеры с ее транспортировкой самоходным транспортным оборудованием 6, например, в ранее отработанные камеры (фиг.2).

Выемку верхнего калийного слоя 1 (фиг.3), а затем и доработку нижнего калийного слоя 3 (фиг.4) производят последовательными заходками или на всю ширину и длину камеры или ее части. Отбитую руду самоходным транспортным оборудованием 6 доставляют до общерудничных средств транспорта (например, конвейерных линий) для последующего подъема руды на поверхность.

Отбойку руды и каменной соли производят несколькими ходами комбайна 4 с последующим их расширением до проектной ширины, при этом отбойку прослоя каменной соли 2, верхнего калийного слоя 1 и доработку нижнего калийного слоя 3 производят последовательными ходами комбайна на всю длину камеры или участков. Это необходимо для того, чтобы обеспечить раздельную выемку калийной руды и каменной соли.

В случае когда пласт имеет складчатое залегание, камеры располагают вдоль осей складок и их отработку начинают с наиболее возвышенной стороны складки, что позволяет сократить потери и уменьшить разубоживание руды в камере при ведении добычных работ 7-14 (фиг.5). Если пласт нескладчатый, то данное ограничение отсутствует.

Предложенное изобретение позволит повысить эффективность отработки мощного пласта с прослоем каменной соли, у которого нижний слой значительно превышает два верхних слоя.

Изобретение может быть применено при разработке калийных пластов, осложненных складчатостью с прослоем каменной соли. Способ включает комбайновую отработку пласта камерами последовательными заходками по слоям, транспортировку полезного ископаемого самоходным транспортным средством. Отработку пласта в камере осуществляют комбайном с барабанным или стреловым исполнительным органом. При этом первоначально вынимают часть нижнего слоя пласта полезного ископаемого по контакту с прослоем каменной соли на всю ширину и длину камеры, производят отбойку прослоя с удалением отбитой каменной соли из отрабатываемой камеры. Затем производят отбойку и отгрузку сначала верхней части пласта и последовательно доработку нижнего слоя. Причем мощность первого отрабатываемого слоя должна отвечать условию: h_min≤Н_сл1≤h_max-Н_кс-Н_вс, где h_min и h_max - соответственно наименьшая и наибольшая высота выработки, проходимая комбайном; H_сл1 - мощность первого отрабатываемого слоя; Н_кс - мощность прослоя каменной соли; H_вс - мощность верхнего калийного слоя. Отбойку производят несколькими ходами комбайна с последующим их расширением до проектной ширины. Камеры располагают вдоль осей складок и их отработку начинают с наиболее возвышенной стороны. Технический результат заключается в повышении экономичности селективного способа разработки мощных пологих пластов с прослоем каменной соли, у которых нижний слой значительно мощнее двух верхних слоев за счет расширения номенкулатуры применяемого оборудования. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ отработки мощного пологого пласта, разделенного породным прослоем, включающий комбайновую отработку пласта камерами последовательными заходками по слоям, транспортировку полезного ископаемого самоходным транспортным средством, отличающийся тем, что отработку пласта в камере осуществляют комбайном с барабанным или стреловым исполнительным органом, при этом первоначально вынимают часть нижнего слоя пласта полезного ископаемого по контакту с прослоем каменной соли на всю ширину и длину камеры или ее часть, после чего производят отбойку прослоя на всю длину и ширину камеры с удалением отбитой каменной соли из отрабатываемой камеры, а затем на всю ширину и длину камеры производят отбойку и отгрузку сначала верхней части пласта и последовательно доработку нижнего слоя, причем мощность первого отрабатываемого слоя должна отвечать условию:
h_min≤H_сл1≤h_max-H_кс-H_вс,
где h_min и h_max - соответственно наименьшая и наибольшая высота выработки, проходимая комбайном;
Н_сл1 - мощность первого отрабатываемого слоя;
Н_кс - мощность прослоя каменной соли;
Н_вс - мощность верхнего калийного слоя.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отбойку производят несколькими ходами комбайна с последующим их расширением до проектной ширины, при этом отбойку прослоя каменной соли, а также верхнего калийного слоя и доработку нижнего слоя производят последовательными ходами комбайна или на всю длину камеры, или ее часть.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что камеры располагают вдоль осей складок и их отработку начинают с наиболее возвышенной стороны.