Способ подготовки и разработки выемочного блока или панели диагональными камерами Российский патент 2024 года по МПК E21C41/20 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке калийных месторождений.

Известны способы подготовки участка шахтного поля к отработке нескольких пластов полезного ископаемого (на примере калийных рудников) включающие панельную подготовку, панельно-блоковую подготовку, позволяющие отрабатывать подготовленные участки прямым или обратным порядком и производить предварительные первоначальные работы по детальному доизучению данного участка и разработки рабочей документации для отработки участков [Методическое руководство по ведению горных работ на рудниках Верхнекамского калийного месторождения. Уральский филиал ВНИИГ. - Москва «Недра», 1992 г. - 486 с. (с. 37-46); Методическое руководство по ведению горных работ на рудниках ОАО "Сильвинит" / Д.Н. Алыменко и др.; отв. ред. В.А. Соловьев]; Открытое АО Уральский науч.-исслед. и проектный ин-т галургии (ОАО "Галургия"). - Новосибирск: Наука, 2011. -486 с. (с. 106-146)].

Данные способы подготовки запасов имеют существенные недостатки - длительный процесс подготовки запасов к отработке и ограничения по скорости проходки, связанные с предварительной подготовкой для проведения комплекса работ по доизучению участка шахтного поля, а так же требующейся проходки специальной горной выработки для размещения в ней конвейерного транспорта с целью транспортировки руды (породы).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ подготовки и разработки выемочного блока диагональными камерами, который позволяет исключить подготовительные выработки и отрабатывать участок прямым порядком, используя челночную доставку руды самоходными вагонами до скважины разгрузки или до раздвижного конвейера, поточную систему, используя раздвижной конвейер в одной из центральных выработок блока или панели, который удлиняется по мере продвижения отработки блока или панели с очистными камерами в диагональном направлении относительно оси очистного блока или панели. Доставка руды до раздвижного конвейера при поточной системе осуществляется изгибающимся конвейером (гибкий конвейерный поезд) 4FCT фирмы Joy, Flexiveyor фирмы РМ&Р или других аналогов, продвигающимся вслед за очистным комбайном. Подготовка участка заключается в проходке трех параллельных камер длиной 900-1200 м, которые периодически сбиваются между собой через расстояние около 50 м для организации проветривания. Затем из центральных камер под углом 45° к выемочным штрекам в обратном порядке отрабатываются диагонально расположенные очистные камеры [Соловьев В.А. Разработка калийных месторождений: практикум / В.А. Соловьев, А.И. Секунцов. - Пермь: ПНИПУ, 2013. - 206 с., рис. 8.6.), патент РФ RU 2709266 C1, 06.03.2019, Кл. Е21С 41/20 (прототип)].

Недостатком использования данного способа является необходимость проходки и поддержания протяженных центрально расположенных камер на срок отработки запасов, а также дополнительные затраты на установку и обслуживание конвейера. Кроме того, недостатком данного способа подготовки и отработки очистного участка запасов блока или панели является отсутствие возможности предварительного геологического, гидрогеологического, геофизического, маркшейдерского и геомеханического доизучения с целью уточнения параметров отработки и подготовки рабочей документации на отработку. А также, при доставке руды изгибающимся конвейером в составе комбайнового комплекса не предполагается возможность доставки расходных материалов для комбайна.

Технической задачей изобретения является разработка подготовки и отработки выемочного блока или панели диагональными камерами с минимальным количеством подготовительных выработок, сокращением сроков проведения подготовительных работ за счет использования средств, обеспечивающих непрерывную доставку до панельных выработок, а также сокращение сроков выполнения всех необходимых работ по доизучению участков шахтного поля.

Указанная цель достигается тем, что способ подготовки и разработки выемочного блока или панели диагональными камерами, заключающийся в том, что вскрытие участка шахтного поля начинается с проходки дополнительных разведочных штреков по верхнему отрабатываемому пласту парными забоями за 1,5 года до начала очистных работ на всю длину блока или панели, позволяющих выполнить комплекс работ по доизучению отрабатываемого массива полезного ископаемого. Спустя 1,5 года, после проходки разведочных штреков, вскрывается очистной блок или панель. Проходится конвейерный и транспортный штреки, в которых при достижении длины, достаточной для монтажа гибкого и удлиняющегося конвейеров, проводятся геолого-разведочные и геофизические исследования для следующего блока или панели. После проведения работ по доизучению монтируются гибкий и удлиняющийся конвейеры. Далее начинается отработка блока или панели по верхнему пласту, в ходе которой осуществляется дальнейшее доизучение отрабатываемого массива для следующего блока или панели.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен порядок вскрытия выемочного блока или панели, на фиг. 2 показана схема подготовки и отработки блока или панели с применением самоходных вагонов, на фиг. 3 приведена схема подготовки и отработки блока или панели в комплексе с гибким конвейером, на фиг. 4 изображена технологическая схема отработки шахтного поля блоками или панелями с применением гибкого конвейера с учетом выполнения критериев проведения работ по доизучению участка для вскрытия следующего блока или панели.

На фигурах указаны: геолого-разведочная скважина - 1; разведочные штреки - 2; конвейерный штрек выемочного блока или панели - 5; транспортный штрек выемочного блока или панели - 4; диагональные очистные камеры длиной согласно применяемому оборудованию - 5; длина конвейерного штрека от конвейерного штрека главного направления в зависимости от применяемого оборудования - 6; конвейерный штрек главного направления - 7; комбайн с бункером-перегружателем - 8; самоходный вагон - 9; удлиняющийся конвейер с приемным бункером - 10; комбайн - 11; гибкий конвейер - 12.

Способ подготовки и разработки выемочного блока или панели диагональными камерами осуществляется следующим образом.

Вскрытие участка шахтного поля начинают с проходки разведочных штреков - 2 по верхнему отрабатываемому пласту парными забоями за 1,5 года до начала очистных работ на всю длину блока или панели (фиг. 1). В разведочных штреках - 2 проводят необходимые работы по доизучению участка шахтного поля. Спустя 1,5 года, после проходки разведочных штреков, вскрывают очистную панель. Проходят конвейерный штрек выемочного блока или панели - 3 и транспортный штрек выемочного блока или панели - 4, в которых, при достижении длины штрека, равной принятой на руднике сетке бурения геолого-разведочных скважин выполняют геолого-разведочные скважины - 1, а при достижении длины штрека, равной принятой на руднике сетке ведения геофизических исследований, проводят геофизические исследования для следующего блока или панели. После проведения работ по доизучению в конвейерный штрек выемочного блока или панели - 3 монтируют гибкий конвейер - 12 (фиг. 3) и удлиняющийся конвейер с приемным бункером - 10 (фиг. 3). Далее начинают отработку блока или панели (фиг. 3). По мере продвижения фронта очистных работ прямым порядком от конвейерного штрека главного направления - 7 (фиг. 1), при достижении необходимой длины конвейерного штрека выемочного блока или панели - 3, осуществляют, дополнительно, геолого-разведочные и геофизические исследования для следующего блока или панели. Геофизические исследования проводятся в транспортном штреке выемочного блока или панели - 4, а отбор монолитов и бурение геолого-разведочных скважин - 1 осуществляют с учетом выполнения критерия 1 [критерий 1 - самая отдаленная точка предполагаемой к отработке выработки от оси, на которой располагаются геолого-разведочные скважины, и монолиты, не должна превышать расстояние между скважинами в соответствии с принятой на руднике геолого-разведочной сеткой. Шахтные электроразведочные наблюдения выполняются в разведочных и подготовительных выработках, пройденных по верхнему отрабатываемому продуктивному пласту, длиной между скважинами не менее принятой геолого-разведочной сетки] в отработанных диагональных очистных камерах длиной согласно применяемому оборудованию - 5.

При отработке следующего блока или панели выполняют условие критерия 2 [критерий 2 - самая отдаленная точка предполагаемой к отработке выработки от оси, на которой выполнены электроразведочные наблюдения, не должна превышать расстояния, равного принятой на руднике сетке ведения геофизических исследований].

Таким образом, способ позволяет обеспечить выполнение всех необходимых работ по доизучению участков шахтного поля перед вскрытием панелей с условием сокращения ширины очистной панели до оптимального размера. Длина блока или панели, как и ширина блока или панели определяется техническими характеристиками предлагаемого конвейерного оборудования (удлиняющийся конвейер для блока или панели и гибкий конвейер для камер).

Полученная технологическая схема обеспечивает производительность комбайнового комплекса в сравнении с применяющимися способами подготовки запасов на соляных и калийных рудниках РФ на уровне технической производительности комбайна, поскольку способ транспортировки отбиваемой массы не цикличный, а поточный, при этом полностью отсутствует необходимость проведения подготовительных работ и монтажа конвейерного транспорта в не отрабатываемом нижележащем пласте каменной соли (полевая подготовка), что существенно снижает капитальные затраты на отработку блока или панели.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке калийных месторождений. Способ подготовки и разработки выемочного блока или панели диагональными камерами, заключающийся в том, что вскрытие участка шахтного поля начинается с проходки дополнительных разведочных штреков по верхнему отрабатываемому пласту парными забоями за 1,5 года до начала очистных работ на всю длину блока или панели, позволяющих выполнить комплекс работ по доизучению отрабатываемого массива полезного ископаемого. Спустя 1,5 года после проходки разведочных штреков вскрывается очистной блок или панель. Затем проходятся конвейерный и транспортный штреки, в которых при достижении длины, достаточной для монтажа гибкого и удлиняющегося конвейеров, проводятся геолого-разведочные и геофизические исследования для следующего блока или панели. После проведения работ по доизучению монтируются гибкий и удлиняющийся конвейеры. Далее начинается отработка блока или панели по верхнему пласту, в ходе которой осуществляется дальнейшее доизучение отрабатываемого массива для следующего блока или панели. Технической задачей изобретения является разработка подготовки и отработки выемочного блока или панели диагональными камерами с минимальным количеством подготовительных выработок, сокращение сроков проведения подготовительных работ за счет использования средств, обеспечивающих непрерывную доставку до панельных выработок, а также сокращение сроков выполнения всех необходимых работ по доизучению участков шахтного поля. 4 ил.

Способ подготовки и разработки выемочного блока или панели диагональными камерами в нескольких пластах с использованием проходческих комбайнов, включающий проходку конвейерного и транспортного штрека, и очистных камер, располагаемых диагонально под углом к конвейерному и транспортному штрекам, отличающийся тем, что вскрытие участка шахтного поля начинают с проходки разведочных штреков по верхнему отрабатываемому пласту парными забоями за 1,5 года до начала очистных работ на всю длину блока или панели, в разведочных штреках проводят комплекс работ по доизучению участка шахтного поля, спустя 1,5 года после проходки разведочных штреков вскрывают очистной блок или панель, проходят конвейерный и транспортный штреки выемочного блока или панели, в которых при достижении длины штрека, равной принятой на руднике сетке бурения геолого-разведочных скважин, выполняют геолого-разведочные скважины, а при достижении длины штрека, равной принятой на руднике сетке ведения геофизических исследований, проводят геофизические исследования для следующего блока или панели, после проведения работ по доизучению в конвейерный штрек выемочного блока или панели монтируют гибкий или удлиняющийся конвейер с приемным бункером, далее отрабатывают блок или панель, по мере продвижения фронта очистных работ прямым порядком от конвейерного штрека главного направления при достижении необходимой длины конвейерного штрека выемочного блока или панели осуществляют дополнительно геологоразведочные и геофизические исследования для следующего блока или панели, геофизические исследования проводятся в транспортном штреке выемочного блока или панели, а отбор монолитов и бурение геолого-разведочных скважин осуществляют с учетом того, что самая отдаленная точка предполагаемой к отработке выработки - от оси, на которой располагаются геолого-разведочные скважины и монолиты, не должна превышать расстояние между скважинами в соответствии с принятой на руднике геолого-разведочной сеткой, а шахтные электроразведочные наблюдения выполняют в разведочных и подготовительных выработках, пройденных по верхнему отрабатываемому продуктивному пласту длиной между скважинами не менее принятой геолого-разведочной сетки, в отработанных добычных камерах длиной согласно применяемому оборудованию, а при отработке следующего блока или панели выполняют условие, что самая отдаленная точка предполагаемой к отработке выработки от оси, на которой выполнены электроразведочные наблюдения, не превышает расстояния, равного принятой на руднике сетке ведения геофизических исследований.