СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ПОЛОГОГО УГОЛЬНОГО ПЛАСТА Российский патент 2020 года по МПК E21C41/18 E21F11/00 

Предполагаемое изобретение относится к горному делу и связно с подземным способом разработки пластовых месторождений, в частности, с подготовкой и разработкой шахтного поля пологого угольного пласта.

Известен способ разработки пологого угольного пласта, включающий подготовку выемочного столба проведением спаренных штреков до границы шахтного поля с нарезкой монтажной камеры и монтажом в ней очистного механизированного комплекса, отработку выемочного столба механизированным комплексом при движении очистного забоя обратным ходом, транспорт угля и проветривание очистного забоя за счет общешахтной депрессии [Краткий справочник горного инженера угольной шахты. Под общ. ред. А.С. Бурчакова и Ф.Ф. Кузюкова. 3-е изд., перераб и доп. М, Недра, 1982, с. 41-43 (аналог)]. Недостатком аналога является то, что, хотя подготовка велась и спаренными выработками, при возникновении техногенной аварии в зоне ведения очистных работ (в очистном забое) в одной из выработок, обеспечивающих экстренный выход горно-рабочих из зоны техногенной аварии, нарушается вентиляция (при нисходящем порядке отработки выемочных столбов это вентиляционный штрек, при восходящем - конвейерный), что значительно затрудняет эвакуацию персонала.

Наиболее близким способом разработки пологого угольного пласта, принятым в качестве прототипа, является способ, включающий подготовку выемочного столба проведением трех штреков до границы шахтного поля вдоль каждой длинной стороны столба с нарезкой монтажной камеры и монтажом в ней очистного механизированного комплекса, отработку выемочного столба механизированным комплексом при движении очистного забоя прямым или обратным ходом, транспортирование угля и проветривание очистного забоя за счет общешахтной депрессии [Технологические схемы подготовки и отработки участков на шахтах ОАО «СУЭК-Кузбасс»: Альбом / В.Н. Демура и др. - М: Горное дело ООО «Киммерийский центр», 2014. - С. 15-16] (прототип).

В данном способе при любом порядке отработки выемочных столбов (в нисходящем или восходящем) для экстренного выхода персонала очистного забоя сохраняются минимум две выработки. Однако и этот способ не лишен недостатков:

- все выработки, подготавливающие выемочный столб, являются пластовыми, т.е. пройденными по углю, который значительно мягче вмещающих пород. В связи с этим при возникновении техногенной аварии типа «взрыв» в очистном забое все пластовые выработки, примыкающие к очагу техногенной аварии, могут быть частично разрушены, что не обеспечит экстренную эвакуацию горнорабочих очистного забоя. Кроме того, в аварийных ситуациях возникает необходимость разборки завалов для спасения людей, оказавшихся отрезанными от выхода, а это требует значительных затрат времени и труда; является весьма опасным видом ведения горноспасательных работ;

- во всех выработках, расположенных с одной длинной стороны выемочного столба, направление движения воздушной струи одинаковое; при возникновении техногенной аварии типа «возгорание» в очистном забое исходящая струя воздуха будет непригодна для дыхания, что при длине выемочного столба 2 км и более серьезно затруднит экстренную эвакуацию персонала даже в самоспасателях.

Эти недостатки снижают безопасность ведения горных работ при разработке пологого угольного пласта и эффективность ведения горноспасательных работ.

Цель изобретения - повышение безопасности ведения горных работ при добыче угля из пологих пластов и эффективности ведения горноспасательных работ при возникновении техногенной аварии за счет заблаговременного проведения комплекса аварийно-спасательных и разведочно-эвакуационных выработок.

Поставленная цель достигается тем, что в способе разработки пологого угольного пласта, включающем подготовку выемочного столба проведением нескольких штреков вдоль каждой длинной стороны с нарезкой монтажной камеры и монтажом в ней очистного механизированного комплекса, отработку выемочного столба механизированным комплексом при движении очистного забоя обратным ходом, транспортирование угля и проветривание очистного забоя за счет общешахтной депрессии, в соответствии с техническим решением с проведением штреков с одной стороны выемочного столба не позже осуществляют проведение полевого штрека - аварийно-спасательной выработки в породах почвы пласта с той же стороны и на всю длину столба, аварийно-спасательную выработку сбивают с каждым штреком, расположенным с одной стороны столба, диагональными сбойками - разведочно-эвакуационными выработками, равномерно и поочередно распределяя их по длине столба, движение воздушной струи в аварийно-спасательной выработке принимают от центра к флангу.

Способ добычи угля поясняется схемами. На фиг. 1 показана схема вскрытия, подготовки и отработки пологого угольного пласта (вид в плоскости пласта); на фиг. 2 - поперечное сечение выемочного столба; на фиг. 3 - продольное сечение разведочно-эвакуационной выработки

Способ может быть реализован следующим образом. Панель пологого угольного пласта вскрывают главными уклонами: воздухоподающим 1, воздухоотводящим 2 и конвейерным 3, а также фланговыми -воздухоподающим 4 и воздухоотводящим 5.

От воздухоотводящего уклона 2 проводят вентиляционную пластовую выработку 6 - вентиляционный штрек в направлении от главных уклонов к фланговым. От конвейерного уклона 3 в том же направлении проводят пластовую выработку 7 - параллельный штрек. Штреки 6 и 7 сбивают пластовыми сбойками 8. Одновременно с этим от воздухоотводящего уклона 2 в породах почвы пласта в том же направлении и примерно на равном расстоянии от выработок 6 и 7 проводят полевой штрек - аварийно-спасательную выработку 9 (АСВ), которую сбивают с выработками 6 и 7 диагональными сбойками 10 и 11 - разведочно-эвакуационными выработками (РЭВ), соответственно. Диагональные сбойки 10 и 11 распределяют попарно и поочередно в пространстве между соседними пластовыми сбойками 8. При этом сопряжение каждой РЭВ со штреком и с АСВ располагают в нижней части борта указанной выработки. На фланге панели АСВ 9 сбивают с воздухоотводящим фланговым уклоном 5.

Аналогичным образом от фланговых уклонов 4 и 5 проводят в направлении главных уклонов 1, 2 и 3 штреки 12 - конвейерный, 13 -вентиляционный, которые сбивают пластовыми сбойками 14, и полевой 15 - АСВ, который сбивают со штреками 12 и 13 диагональными сбойками 16 и 17.

В каждой сбойке 10, 11, 16 и 17 устанавливают проемную трубу 18, закрытую по краям крышками 19, открывающимися наружу. При этом открыть крышку 19 можно и снаружи и изнутри.

У границы выемочного участка выработки 6 и 12 сбивают монтажной камерой 20, в которой монтируют оборудование очистного механизированного комплекса 21.

При ведении очистных работ проветривание очистного участка осуществляют от конвейерного уклона 3 по штреку 12, очистной забой 22, вентиляционный штрек 6 и далее воздухоотводящий уклон 2. Для повышения эффективности проветривания используют штрек 13, пластовую сбойку 14 (без перемычки), а также параллельный штрек 7 и пластовую сбойку 8 (без перемычки). Аварийно-спасательную выработку 9, 15 проветривают от воздухоотводящего уклона 2 до воздухоотводящего флангового уклона 5.

По мере подвигания очистного забоя 22 от фланговых уклонов к главным осуществляют нарезку следующего нижележащего выемочного столба проведением от воздухоподающего уклона 4 вентиляционного штрека 23, от воздухоотводящего уклона 5 - полевого штрека 24(аварийно-спасательной выработки), которые сбивают между собой диагональными сбойками 25. После проведения первой диагональной сбойки 25 организуют проветривание выработок 23, 25, 24 за счет общешахтной депрессии и приступают к проведению от воздухоотводящего уклона 5 конвейерного штрека 26, который, в свою очередь, также сбивают диагональными сбойками 27 с полевым штреком 24 и пластовыми сбойками 28 с вентиляционным штреком 23.

При возникновении аварийной ситуации, например, вывал пород кровли в очистном забое 22, в конвейерном штреке 12 или в вентиляционном штреке 6 у персонала есть не менее двух вариантов выхода из зоны обрушения пород кровли: первый - по пластовой выработке; второй - через ближайшую разведочно-эвакуационную выработку и далее по аварийно-спасательной выработке.

В случае более серьезной аварии, например, взрыв пылегазовой смеси в очистном забое, аварийно-спасательная выработка, располагаясь в породах почвы пласта, является более устойчивой; помощь персоналу может быть оказана путем проникновения в зону техногенной аварии отряда горноспасателей сначала по аварийно-спасательной выработке, затем - по разведочно-эвакуационной выработке - в пластовую выработку.

Кроме того, в аварийно-спасательной выработке движение воздуха организовано от центра к границе, поэтому воздух в ней всегда чище, чем в вентиляционном штреке, что способствует значительному снижению времени выхода обслуживающего персонала на свежую струю.

За счет заблаговременного проведения аварийно-спасательных и разведочно-эвакуационных выработок для персонала очистного забоя организованы дополнительные выходы из зоны техногенной аварии, а для горноспасателей - возможность быстрого доступа в зону ведения аварийно-спасательных работ, чем обеспечивается повышение безопасности ведения очистных и эффективность ведения горноспасательных работ, что свидетельствует о достижении цели изобретения.

Изобретение относится к горному делу, к подготовке и разработке шахтного поля пологого угольного пласта. Способ разработки пологого угольного пласта включает подготовку выемочного столба проведением нескольких штреков вдоль каждой длинной стороны с нарезкой монтажной камеры вдоль короткой стороны столба и монтажом в ней очистного механизированного комплекса, отработку выемочного столба механизированным комплексом при движении очистного забоя обратным ходом, транспортирование угля и проветривание очистного забоя за счет общешахтной депрессии. С проведением штреков с одной стороны выемочного столба и не позже осуществляют проведение полевого штрека - аварийно-спасательной выработки в породах почвы пласта с той же стороны и на всю длину столба. Аварийно-спасательную выработку сбивают с каждым штреком, расположенным с одной стороны столба, диагональными сбойками - разведочно-эвакуационными выработками, равномерно и поочередно распределяя их по длине столба. Движение воздушной струи в аварийно-спасательной выработке принимают от центра к флангу. Изобретение позволяет повысить безопасность ведения горных работ при добыче угля из пологих пластов и эффективность ведения горноспасательных работ при возникновении техногенной аварии. 3 ил.

Способ разработки пологого угольного пласта, включающий подготовку выемочного столба проведением нескольких штреков вдоль каждой длинной стороны с нарезкой монтажной камеры и монтажом в ней очистного механизированного комплекса, отработку выемочного столба механизированным комплексом при движении очистного забоя обратным ходом, транспортирование угля и проветривание очистного забоя за счет общешахтной депрессии, отличающийся тем, что с проведением штреков с одной стороны выемочного столба не позже осуществляют проведение полевого штрека - аварийно-спасательной выработки в породах почвы пласта с той же стороны и на всю длину столба, аварийно-спасательную выработку сбивают с каждым штреком, расположенным с одной стороны столба, диагональными сбойками - разведочно-эвакуационными выработками, равномерно и поочередно распределяя их по длине столба, движение воздушной струи в аварийно-спасательной выработке принимают от центра к флангу.