Способ подготовки и разработки свиты крутых газоносных и выбросоопасных пластов Советский патент 1986 года по МПК E21C41/06 E21F7/00 

. -. ;.12

и отработанной полосы на пласте средней мощности, а к очистным забоям пластов, средней мощности свежую стрзло подводят по этажному штреку смежного тонкого пласта и по нему же отйодят исходящую: струю, разделяя воздушные потоки шлюзовым устройством,-устанавливаемым между действующими гезенка И на разрабатываемый пласт, а подсвежа- ют исходяа{ую струю воздухом со смежного по восстанию этажного штрека того же тонкого пласта.

4. Способ по п,3, о т л и ч а ю - щ и и с я тем, что по ме-ре подвига- ния очистных забоев по восстанию на пластах ср едней мощности, с нижнего йтажного штрека тонкого пласта в блоке подготавливают и вводят в эксплуа- тацшо очистной забой следующей поло; 1

Изобретение относится к горной промьшленности и может бь ть использовано при разработке свить; тонких и средней мощности крутых угольных плас тов. .

,Цель изобретения повьшение эффективности и безсуласности разработ- ки за счет сокращения срока и объема выполнения, работ по подготовке очист- ного фронта к моменту ввода шахты в эксплуатацию и улучшения газовбго режима в горных выработках.

На Фиг. 1 представлена, схема вскрытия шахтного поля (вертикальный раз- рез) с делением его на блоки по падению, схема бурения дегазационных С7сва жин на нижнем этаже блока с выработок защитного пласта на защищаемьй по мере создания в нем зон разгрузки массива от горного давления; на фиг.2 схема вскрытия и многрзабойной отработки защитного пласта на нижнем этаже блока; на фиг.З - схема отработки и проветривания тонких пластов, схе- ма бурения нисходящих дегазационных скважин с горизонтальными барьерными ответвлениями на каждом этаже и варианты схем расположения новых откаточных щтреков второго тл последующего этажей для отработки тонких пластов

15

сы по восстаьппо, причем расстояние меж,п:у забоями смежных полос определяют по следующему математическому выражению:

е + ь R

п

де

t - наклонная высота этажа на смежном тонком пласте, м;

п - количество этажей в блоке;

b - минимальное опережение очистного забоя пласта средней .мощности по отношению к горизонту этажного щтрека, при котором возможно эффективное обслужршание его через этот . штрек, м;

R - расстояние мелщу очистными забоями смежных полос на пласте С1 едней мощности, м.

при ожидаемом-обильном газовыделении из выработанных пространств смежных отработанных этажей; на фигГ4 - схема подготовки, отработки и проветривания пластов средней мощности полосами по восстанию без деления на эта- жи, с эстафетньм вентиляционным и транспортным обслуживанием забоев каяодой полосы этажными выработками смежного тонкого пласта по мере перехода этих забоев из одного этажа в сле дующий по. восстанию.

Предлагаемый способ заключается в следующем. Шахтное поле по падению (фиг,1) делят на блоки 1,11,111 высотой 3 4-6 этажей из расчета отработки блока за время использования полного ресурса обслуживающих его установок стационарного оборудования (подъемная и компрессорная установки., вентилятор-главного проветривания,, холодильная машина) и центральными стволами 1- с этажными откаточными 2.и вентиляционными 3 квер- шлага1 ш вскрывают все пласты свиты в блоке 1, По мере вскрытия ..защитных пластов 4 на них проводят разрезные печи 5 (фиг.2) и в обе стороны ведут очистные работы. Параллельно с квершлагов 2 и 3 проводят групповые штре

ки 6, ас них - промежуточными квер- - шлагами 7 также вскрывают и от -каждого квершлага в обе стороны отрабаты- вают защитные пласты 4. С выработок защитных пластов 8 (фиг.1) в разгруженные . з.оны 9 защищаемых- пластов 10, по мере их образования, бурят дегазационные скважины 11 и подключают и к дегазационной сети блока. На дегазированных и защищенных тонких пластах (фиг.З) проводят разрезные печи

12в пределах нижнего в блоке этажа 13, через центральные стволы ведут работы по сплошной системе лавами по простиранию к границам шахтного поля

В зависимости от горногеологических условий выемка угля ведется комбайнами или отбойными молотками, а крепление призабойного пространства соответственно механизированной крепью типа КГУ или деревянными стойками. Параллельно с этим проводят фланговые стволы до уровня верхних этаж-- ных штреков 14 и до встречи с ними - фланговые вентиляционные квершлаги 15, а также квершлаги 16 и разрезные печи 17. В дальнейшем все тонкие пласты отрабатывают лавами 18 по простиранию с использованием той же техники от границ шахтного поля с проведением верхнего штрека 19 вслед за лавой, использованием его в качестве откаточного при отработке следующего по восстанию этажа, а фланговых стволов 6 - в качестве вентиляционных и вспомогательных,

Проветривание лав -нижнего этажа

13- восходящее, возвратно-точное осуществляется через центральные стволы, а тупиковой части откаточног штрека - вентиляторами местного проветривания. В условиях разработки свиты газоносных пластов этажами в восходящем порядке из выработанных пространств нижележащих этажей может поступать большое соличество метана

в выработки действующего горизонта. Чтобы исключить возможность поступления в лаву газа, вьщеляющегося из старых выработанных пространств, свежий во.здух в лаву 18 подается со ствола 1 по квершлагу 20 (фип.З), групповому штреку 21 через квершлаг 16 и верхний штрек 19, цо нижнему штреку 14 -через квершлаг 3 под лаву подается подсвежающая струя, а исхо- дящая струя участка отводится по этому же штреку через квершлаг 15 к фланговому стволу. Газ, поступающий

0

5

0

5

5

0

0

5

0

из выработанного пространства отра- - ботанных этажей, в штреке 14 разбавляется воздухом подсвежающей струи и выносится исходящей струей за пределы выемочного участка, не оказывая влияния, на газовый режим лавы.

В качестве группового 21 . может быть использована специально для этой цели проведенная выработка или штрек 19 по одному из пластов свиты, лава 18 которого уже отработана, а лава следующего этажа еще не. работает.

Пласты 22 средней мощности в свите (фиг.1) отрабатывают полосами по восстанию 23 (фиг.4) с .закладкой выработанного пространства после подработки (надработки) их смежными пластами. Для этого с этажных штреков 14 и 24 близлежащего тонкого пласта по породе проводят наклонные гезенки 25 до вскрытия пласта 22 средней мощности и по нему проводят вентиляционнзгю печь 27. Затем между гезенками 25 и 26, пройденными с нижнего штрека 24 на расстоянии 60-100 м друг от друга, проводят монтажную выработку 28, монтируют агрегат 29, например, типа АСКВ или КВЗ и отрабатывают- по восстанию полосу пласта без перемонтажа на каждом этаже, с возведением на контуре ее от нижнего гезенка, вслед за очистным забоем, углеспускной печи 30. Параллельно в пределах смежного по восстанию этажа, как продолжение печи 27, проводят печь 31 и, с помощью гезенка 32, соединяют ее с этажным штреком 19. После перехода очистного забоя полосы 23 в пределы смежного по восстанию этажа вентиляционное и транспортное обеспечение с-чист- .ного забоя осуществляется через ки 14 и 19, а печь 27 погашается. К этому времени проводят следующую монтажную выработку 33, в ней монтируют агрегат 34, например, типа АСКВ или КВЗ, и отраб-а тывают вторую полосу 35.

Свежую струю воздуха подводят и исходящую отводят, а транспортирование грузов осуществляют, по мере под- вигания очистных забоев на пластах средней мощности, через ближайший нижерасположенный штрек тонкого плас- - та, а с нижнего этажного штрека этого же пласта в блоке лодготавливают. и . вводят в экспл -атацию очистной забой следующей полосы по восстанию, причем расстояние между забоями смежных полос выбирают из такого- расчета, чтобы в пределах одного этажа работала одна полоса по восстаншо, по следующей зависимости

I + Ь R б1

п

п

где Е - наклонная высо та этаж.а на смежном тонком пласте, м; п - количество этажей в блоке; b - минимальное опережение очист- ного забоя пласта средней мощности по отношению к горизонту этажного штрека, при котором возможно эффективное обслулдавание его через этот штрек, м; R - расстояние между очистными

забоями смежных полос на пласте средней мощности,, м. Проветривание выемочных участков осуществляется По схемам с подсвеже- нием исходящих струй и выдачей их в сторону выработанного пространства. Основная свежая струя по штреку 24 соседнего отработанного тонкого плас та подается через гезенк 36, печь 37 в очистной забой 38, а исходящая через печь 30, гезенк 26, выходит на штрек 24 и идет далее к фланговому вентиляционному стволу. По штреку 14 через гезенк 39 подается дополнительная свежая струя воздуха для подсве- жения исходящей струи из очистного забоя 38. Для разделения свежей и исходящей струй на участке штрека 24 между гезенками 26 и 36 устанавливается -автоматизированное шлюзовое уст ройство 40. По таким же схемам проветриваются все остальные забои на : пласте средней мощности. Транспортирование угля к центральным стволам осуществляется по штрекам 24, 14 и 19 со свежей струей воздуха.

По мере отработки пластов в преде лах. Нижнего этажа каждого блока у мест сопряжения квершлагов с откаточ ными штреками (фиг.З) бурят нисхо- - дящие дегазационные cквaж iны 41, от основных стволов-которых в обе стороны Bbmie каждого этажного штрека на расстоянии радиуса эффективного действия дегазации () бурят горизонтальные пластовые ответвления 42 и подключают скважины к дегазационной системе блока к моменту начала отра ботки нижнего этажа. По мере отработки этажей горизонтальные ответвления от основных стволов каждой скважины устраивают в очередном этаже еще до

.,.

,„ , -

35

40

45

50

55

156

начала отработки смежного. Возможность значительного газовыделения в выработки действующего этажа из выработанных пространств отработанного определяется наличием источников га- зовыделения в эти выработанные пространства и наличием их аэродинамической связи с выработками действующего этажа, В связи с наличием в горном массиве отработанного этажа невынутых угольных пропластков, пластов нерабочей мош,ности и газоносных пород, разгрузкой их горными работами от горного давления, а также в связи с актив- .ным влиянием на напряженно-деформированное состояние этого массива горных работ в действующем этаже, исключить возможность существенного газовьг- деления из выработанных пространств не представляется возможным. Исключение существенного влияния газовьщеле- ния на газовый режим выработок действующего этажа возможно за счет управляемого отвода вьщеляю1дегося метана от этих выработок и изоляции их от газосодержащих выработанных пространств. С этой целью предлагается , два варианта технических решений. В первом варианте (фиг.З, , вари ант- Г) при подготовке нового эта- лса откаточный штрек 43 подводят комбайном по породе в разгруженной от горного давления зоне 44 за пределами зоны газопроводящих трещин 45, образовавшейся под влиянием горных работ отработанного (отрабатываемого) этажа 13, а по верхнему штреку 14 этажа 13 подается специальная свежая струя воздуха для разбавления и выноса метана 46, выделяющегося из выработанного пространства, для других объектов проветривания не предназначенная. РО втором варианте (фиг.3.1-т, вариант 2) верхний штрек 14 этажа 13 используют в качестве газосборного, а с откаточного штрека 43 на него в области вероятных источников газовыделения из выработок отработанного этажа бурят дегазационные скважины 47 и подключают их к дегазационного ставу. Размеры зоны разгруженных от горного давления пород под действием горных работ определяются в соответствии с инструкцией. Для условий Донецкого бассейна, где доля участия песчаников в породах междупластия менее 50%, в массиве, подработанном лавой длиной 150 м по пласту рабочей мощности при глубине ведения горных

которой этот дебит сугдественно влияет на газовый режим выработки н выемон- ного участка в целом, и. следует считать минимальным расстоянием от стенработ от 300 до 1200 м - размер защищенной зоны составляет от 172 до 80 м, а в надработанном - соответственно от 92 до 36 м. Это всегда больше, чем необходимое удаление отка- ки проводимого штрека до границы зоны точного штрека от бывшего вентиляци- газопроводящих трещин. С целью, сни- онного штрека смежногр по падению этажа. Установлено, что трещинова- тость вокруг погашенного штрека в зажения образов ания дополнительной тре- . шзг1новатости пород вокруг вьфаботки рекомендуется про в&дить ее комбайном с

висимости от литологии и физико-меха- ю механическим принципом разрушения нических свойств боковых пород распространяется от контура выработки в сторонукровли пласта на расстояние 4-10 м, почвы - 2-4 м и ниже.подошвы

пород.

При переводе действующей шахты нисходящего порядка отработки.этаж

штрек а - 2-4 м. В конкретных горноге- 5 восходящий одновременно с подго.ологических и горнотехнических условиях новый откаточный штрек следует проводить на расстоянии, превышающем на 1-2 м указанные размеры зоны тре- щиноватости, и в процессе проведения выработки контролировать это расстояние путем бурения в ее стенке шпуров в ст орону погашенного штрека и поин- тервального (через 0,5 м) замера дебита из него метана. Длину шпура, при 25 бурят с квершлагов этого горизонта.

которой этот дебит сугдественно влияет на газовый режим выработки н выемон- ного участка в целом, и. следует считать минимальным расстоянием от стенки проводимого штрека до границы зоны газопроводящих трещин. С целью, сни-

ки проводимого штрека до границы зоны газопроводящих трещин. С целью, сни-

жения образов ания дополнительной тре- . шзг1новатости пород вокруг вьфаботки рекомендуется про в&дить ее комбайном с

механическим принципом разрушения

пород.

При переводе действующей шахты с нисходящего порядка отработки.этажей

товкой до последнего этажа, отрабатываемого в нисходящем порядке, ведут подготовку блока для отработки этажей в восходящем в той же техноло- гической последовательности, а в качестве дегазационного; используют откаточный ГОР.ИЗОНТ последнего этажа, отрабатываемого в нисходящем порядке, и нисходящие дегазационные скважины

Гроница лоля

фиг.1

.il jli

Ji/1 /

k

.-rSS.-.

,..

ZlJrV -- : «c :-r 7-uj-У Ч k --х/ 1Г ГЗ/|™ 1, fc,/

%r

l

ЛГ vj j Ф/у.

ВНИИПИ Заказ 3675/ 3j .. Подписное

Произв.-гюлигр,, пр-тие, г. Ужгород, ул. Проёктная, 4

12/12615