Способ разработки пластов полезных ископаемых на больших глубинах Советский патент 1988 года по МПК E21C41/04 

4i

СО

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при решении вопросов, связанных с предотвращением вывалов пород из кровли в лавах и снижением затрат на поддержание подготовительных выработок при разработке пластов полезных ископаемых на больших глубинах.Цель изобретения - снижение интенсивности вывалов пород из кровли на концевых участках лав и затрат на поддержание выработок.

На фиг. 1 приведена схема для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Способ осуш,ествляют следующим образом.

Отрабатываемый выемочный столб АВСД оконтуривают ярусными откаточным 1 и вентиляционными 2 штреками на границе выемочного столба, примыкающей к нетронутому массиву полезного ископаемого, проходят вспомогательную выработку 3, вторую вспомогательную выработку 4 и проходят с опережением лазы в пределах области повышенной нарушенности вмещающих пород, возникающей у краевой части массива полезного ископаемого, затем указанные вспомогательные выработки сбивают печами 5 с откаточным и вентиляционными штреками. Выемочный столб NADM подготавливают выработкой 6. В случае расположения забоя вспомогательной выработки на одной линии с забоем лавы на границе выработанного пространства и массива сохраняют ходок 7, через который осуществляется связь лавы с печью.

С целью снижения интенсивности вывалов пород из кровли на концевых участках лавы и затрат на поддержание подготовительную выработку проходят в массиве полезного ископаемого за пределами площади, занимаемой подготавливаемым выемочным столбом. При этом расстояние 1 от проходимой подготовительной выработки до границы подготавливаемого выемочного столба определяют из выражения

г, + Г; + Ь2 : 1 L + Ь, - г, + Ь2, где Гц-глубина распространения в массив области повышенной нарущенности вмещающих пород, возникающей у краевой части массива полезного ископаемого;

Tg - глубина распространения в массив области повышенной нарушенности вмещающих пород, возникающей в окрестности подготовительной выработки;

L - длина лавы; Ь| - ширина подготовительной выра-

ботки;

Ь2 - ширина вспомогательной выработки.

Максимальный эффект при использовании способа достигается при

Вг с 1 : L -f bi + Ьг - Гв, где 82 - ширина зоны опорного давления, возникающего у краевой части мас- сива полезного ископаемого.

В период отработки выемочного столба проходят две вспомогательные выработки, причем одну из вспомогательных выработок (3) проходят на границе выемочного столба, примыкающей к нетронутому массиву полезного ископаемого, с опережением с лавы, не превышающим расстояния от забоя лавы до максимума напряжений в зоне А опорного давления, возникающего впереди забоя лавы.

При разработке пластов полезных ископаемых, кровля которых представлена легко- обрушающимися породами («ложная кровля), забой данной выработки располагают на одной линии с забоем лавы.

Вторую вспомогательную выработку (4) проходят с опережением лавы в пределах области повышенной нарущенности вмещающих пород, возникающей у краевой части массива полезного ископаемого, причем расстояние S между забоями второй вспомогательной выработки и забоем лавы определяют из выражения

s В, + d + 2 Y(

cos а.

где BI - щирина зоны опорного давления, возникающего впереди забоя лавы;

d - расстояние между печами;

ал - щирина печи;

а - угол между осью печи и линией очистного забоя.

При реализации способа при проведении подготовительной выработки 1 за пределами площади, занимаемой подготавливаемым выемочным столбом, на расстоянии 1 от границы подготавливаемого выемочного столба, расположенной со стороны нетронутого массива, исключается влияние подготовительной выработки на состояние кровли на концевых участках лав. При этом выполнение условия г + г + z 1 позволяет исключить влияние подготовительной выработки на состояние кровли на участке лавы, примыкающем к выработанному пространству. Это объясняется тем, что области повышенной нарушенности пород, возникающие у краевой части массива полезного ископаемого и у подготовительной выработки не перекрываются. Выполнение условия 1 L + Ь| + Ь2 - РВ позволяет исключить влияние подготовительной выработки . на состояние кровли на участке лавы, примыкающем к нетронутому массиву.

Проведение вспомогательной выработки 3 с опережением лавы, не превышающим расстояния от забоя лавы до максимума напряжений в зоне опорного давления, позволяет исключить образование зоны неупругих деформаций в окрестностях данной выработки, а следовательно, исключить ее влияние на состояние кровли на концевом участке лавы, примыкающем к массиву полезного ископаемого.

Проведение второй вспомогательной выработки 4 в пределах области повышенной нарушенности вмещающих пород, возникающей у краевой части массива полезного

паемого, проведение в период отработки столба вспомогательных выработок и печей между подготовительными и вспомогательными выработками, выемку полезного ископаемого, отличающийся тем, что, с целью снижения интенсивности вывалов пород из кровли на концевых участках лав и затрат на поддержание выработок, подготовительную выработку проходят в массиве -полезного ископаемого за пределами площади.

ископаемого, позволяет исключить образова- to занимаемой подготавливаемым выемочным

ние зоны неупругих деформаций в окрестности данной выработки и исключить ее влияние на состояние кровли на концевом участке лавы, примыкающем к выработанному пространству.

Проведение второй вспомогательной вы- работки 4 с опережением забоя лавы на величину S В + d 4- 2 an/cos а позволяет производить обслуживание лавы по участку подготовительной выработки и печам, расположенным вне зоны влияния опорного давления, возникающего впереди забоя лавы. Так, при подходе лавы к печи 5 на расстояние, равное ширине зоны опорного давления В, вспомогательная выработка 4 будет пройдена до соединения ее с печью 5 Переход на обслуживание лавы по маршруту 25 выражения

столбом, одну вспомогательную выработку проходят на границе выемочного столба, примыкающей к нетронутому массиву полезного ископаемого, с опережением лавы, не превышающим расстояния от забоя лавы до максимума напряжений в зоне опорного давления, возникающего впереди забоя лавы, вторую вспомогательную выработку проходят с опережением лавы в пределах области повыщенной нарушенности вмещаю- 2Q щих пород, возникающей у краевой части массива полезного ископаемого, причем расстояние 1 от проходимой подготовительной выработки до границы подготавливаемого выемочного столба, расположенной со стороны нетронутого массива, определяют из

XyZE позволяет исключить необходимость проведения ремонтных работ, связанных с подрывкой кровли и почвы к печи 5 и на участке подготовительной выработки KF, находящемся в наиболее неблагоприятных условиях поддержания в зоне опорного давления, возникающего впереди забоя лавы. Следствием этого в свою очередь является снижение интенсивности процесса образования зоны неупругих деформаций .в окрестности подготовительной выработки, а следовательно, и уменьшение вывалообразова- ния в лаве.

Проведение подготовительной выработки на расстоянии Ь2 I L -f- bi + b2-Гд от границы подготавливаемого выемочного столба, расположенной со стороны нетронутого массива, позволяет полностью исключить вредное влияние краевой части угольного массива на процесс образования зоны неупругих деформаций на окрестности подго+ Гв + Ьз

L + Ь, - г

30

35

40

где Гк - глубина распространения в массив области повышенной нарушенности вмещающих пород, возникающей у краевой части массива полезного ископаемого;

Гв - глубина распространения в массив области повышения нарушенностн вмещающих пород, возникающей в окрестности подготовительной выработки;

L - длина лавы;

Ь| - ширина подготовительной выработки;

Ьа - ширина вспомогательной выработки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что опережение между забоем второй вспомогательной выработки и забоем лавы определяют из выражения

S Bi + d + 2 а„/со5а.

товительной выработки.

Необходимые для реализации предлагае- 45 ..д, g - расстояние между забоем второй мого способа параметры (размеры зон опорного давления, глубины распространения в массив областей повышенной нарушенности пород, расстояние от лавы до максимума напряжений в зоне опорного давления) устанавливаются для конкретных горно-геологических условий путем шахтных, лабо50

вспомогательной выработки и забоем лавы;

BI - ширина зоны опорного давления, возникающего впереди забоя лавы; d-расстояние между печами; ад.- ширина печи; а - угол между осью печи и линиейраторных или аналитических исследований.

Формула изобретения

1. Способ разработки пластов полезных ископаемых на больших глубинах, включающий проведение подготовительных выработок, оконтуривающих столб полезного ископаемого, проведение в период отработки столба вспомогательных выработок и печей между подготовительными и вспомогательными выработками, выемку полезного ископаемого, отличающийся тем, что, с целью снижения интенсивности вывалов пород из кровли на концевых участках лав и затрат на поддержание выработок, подготовительную выработку проходят в массиве -полезного ископаемого за пределами площади.

25 выражения

столбом, одну вспомогательную выработку проходят на границе выемочного столба, примыкающей к нетронутому массиву полезного ископаемого, с опережением лавы, не превышающим расстояния от забоя лавы до максимума напряжений в зоне опорного давления, возникающего впереди забоя лавы, вторую вспомогательную выработку проходят с опережением лавы в пределах области повыщенной нарушенности вмещаю- 2Q щих пород, возникающей у краевой части массива полезного ископаемого, причем расстояние 1 от проходимой подготовительной выработки до границы подготавливаемого выемочного столба, расположенной со стороны нетронутого массива, определяют из

ения

+ Гв + Ьз

L + Ь, - г

0

5

0

где Гк - глубина распространения в массив области повышенной нарушенности вмещающих пород, возникающей у краевой части массива полезного ископаемого;

Гв - глубина распространения в массив области повышения нарушенностн вмещающих пород, возникающей в окрестности подготовительной выработки;

L - длина лавы;

Ь| - ширина подготовительной выработки;

Ьа - ширина вспомогательной выработки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что опережение между забоем второй вспомогательной выработки и забоем лавы определяют из выражения

S Bi + d + 2 а„/со5а.

..д, g - расстояние между забоем второй

вспомогательной выработки и забоем лавы;

BI - ширина зоны опорного давления, возникающего впереди забоя лавы; d-расстояние между печами; ад.- ширина печи; а - угол между осью печи и линиейочистного забоя.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что при залегании непосредственно над пластом полезного ископаемого легкообразующихся пород забой первой вспомогательной выработки формируют на одной линии с забоем лавы.

Изобретение относится к горному делу и позволяет снизить интенсивность вывалов пород из кровли на концевых участках лав и затраты на поддержание выработок. Отрабатываемый выемочный столб (ВС) АВСД оконтуривают ярусными откаточным 1 и вентиляционным 2 штреками. На границе отрабатываемого ВС, примыкающей к нетронутому массиву полезного ископаемого, проходят вспомогательную выработку (ВВ) 3. Вторую ВВ 4 проходят в пределах области повышенной нарушенности вмеш,аю- щих пород, возникающей у краевой части массива. Затем ВВ 3 и 4 сбивают печами 5 соответственно с откаточными 1 и вентиляционными 2 штреками. В случае расположения забоя ВВ 3 на одной линии с забоем лавы (Л) на границе выработанного пространства и массива сохраняют ходок 7, через который осуществляется связь Л с печью 5. При этом ВВ 3 проходят на границе ВС с опережением Л, не превышающим расстояния от забоя Л до максимума опорного давления, возникающего впереди Л. Расстояние между ВВ 3 и штреком 1 определяют из выражения, приведенного в изобретении. Проходят ВВ 4 с опережением Л в пределах области повышенной нарушенности вмещающих пород, возникающей у краевой части массива полезного ископаемого. Проведение ВВ 3 и 4 с указанными опережениями Л позволяет исключить образование зон неупругих деформаций в окрестностях выработок, а следовательно, исключить их влияние на состояние кровли на концевых участках Л, примыкающих соответственно к массиву и выработанному пространству. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. с ж

Фиг.З

Фиг. г