Способ разработки пластовых месторождений горючих ископаемых Советский патент 1992 года по МПК E21C41/18 

Изобретение относится к подземной разработке месторождений полезных ископаемых и может найти применение в уголь- ной, сланцевой и других отраслях горно-добывающей промышленности.

Известны способы подземной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых, включающие их вскрытие, подготовку, очистную выемку и доставку добытой горной массы на поверхность.

Однако освоение месторождений полезных ископаемых традиционными методами сопряжено с необходимостью выполнения больших объемов шахтостроительных работ, высоким энергопотреблением и характеризуется значительными потерями ископаемых энергоресурсов в недрах.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ разработки пластовых месторождений горючих ископаемых, включающий разделение шахтного поля на блоки шестиугольной формы с последующим их вскрытием и отработкой заключенных в них запасов.

Несмотря на достигаемое приведенным решением некоторое уменьшение протяженности подготовительных выработок, объемы шахтостроительных работ по вводу месторождения в эксплуатацию в этом случае резко возрастают из-за необходимости, в отличие от обычных схем вскрытия, проходки в центре каждого блока не менее двух стволов Вскрытие шахтного поля большим количеством стволов приводит к тому же к консервации значительных запасов полезного ископаемого в околоствольных целиках и, как следствие, к увеличению его необратимых потерь в недрах, особенно резко возрастающих с ростом глубины ведения подземных горных работ.

Цель изобретения - сокращение объемов шахтостроительных работ по вводу месторождения в эксплуатацию, комплексное освоение энергоресурсов недр, обеспечение безопасных условий труда и защита окружающей среды за счет выдачи на поверхность экологически чистых энергоносителей.

Поставленная цель достигается тем, что согласно известному способу разработки пластовых месторождений горючих ископаемых, включающему разделение шахтного поля на блоки шестиугольной формы, их вскрытие главными стволами, проведение подготовительных выработок и выработок околоствольного двора с последующей отработкой запасов горючих ископаемых и выдачей энергоресурсов на поверхность,

вскрытие каждого блока осуществляют вскрывающей выработкой, размещаемой в одной из вершин шестиугольника и формируют в узлах сопряжения каждых трех смежных один с другим блоков куст из трех вскрывающих выработок, сбивают их между собой выработками околоствольного двора с возведением в их герметичных перемычек с открывающимися в обе стороны дверями,

0 а главный ствол проходят в центре образованного выработками околоствольного двора треугольника и сбивают его с вскрывающими выработками тремя ради- ально расходящимися от него сбойками,

5 при этом отработку запасов в контурах каждой триады блоков ведут в две стадии на общий для них главный ствол, причем на первой стадии отрабатывают их кондиционные запасы, добытое горючее ископаемое

0 сжигают у основания главного ствола с последующей очисткой продуктов горения и их отводом по главному стволу на поверхность, а на второй стадии в главном стволе создают депрессию и сжигают оставшиеся

5 в недрах неиэвлеченные запасы

Образование в узлах сопряжения шестиугольников кустов вскрывающих вы- рабаботок, сбитых между собой одновременно в звезду и треугольник, приводит,

0 несмотря на кардинальное уменьшение общего числа проходимых на шахтном поле стволов и резкое сокращение объемов шахтостроительных работ, к обеспечению более безопасных условий труда, поскольку число

5 запасных выходов из каждого возрастает с одного до трех. Отказ от выдачи горной массы на поверхность, сжигание добытого на первой стадии отработки горючего ископаемого непосредственные у основания

0 главного ствола упраздняет не только энергетические затраты на доставку основного грузопотока из шахты на поверхность, но и благодаря создаваемой при этом мощной тяге исключает необходимость в принуди5 тельной вентиляции входящих в состав топологии подземной сети горных выработок, являющейся наряду с шахтными подъемными машинами одний из основных энергопотребителей горного производства.

0 Использование при этом большей части объема главного ствола для размещения в нем газоочистного,рборудования в сочетании с высвобождением дневной поверхности от сооружения на ней тепдо5 энергетических и природоохранных объектов позволяет достичь глубокой очистки дымовых газов, что (в особенности для стадии подземного сжигания угля) является наиболее насущной экологической задачей

На чертеже изображена схема раскройки шахтного поля, отрабатываемого по предлагаемому способу.

На схеме обозначены: 1 - главные ство- лы ; 2 - вскрывающие выработки, сообщающиеся между собой посредством сбоек 3, оснащенных герметичными перемычками 4 с открывающимися в обе стороны дверями 5; 6 - сбойки между главными стволами 1 и вскрывающими выработками 2: 7 - эксплуатационные блоки шестиугольной формы.

Способ реализуется последовательным выполнением следующих операций:

разделение шахтного поля на блоки ше- стиугольной формы;

вскрытие каждого блока вскрывающей выработкой с образованием в узлах сопряжения каждых трех смежных один с другим блоков кустов из трех вскрывающих выра- боток;

проходка в центрах образованных вскрывающими выработками кустов по главному стволу с последующим размещением у основания каждого из них тепло- энергетического оборудования и монтажом в лежащем над ним пространстве газоочистной аппаратуры, выходящей на дымовую трубу;

проведение сбоек между вскрываюици- ми выработками - как между собой, так и главными стволами;

возведение в сбойках между вскрываю- щими выработками герметичных перемычек, оборудуемых открывающимися в обе стороны дверями;

проведение подготовительных и нарез- ных выработок в пределах каждого блока;

очистная выемка кондиционных для высокоэффективных технологических схем до- бычи запасов блоков с доставкой горючего ископаемого к главному стволу, его сжиганием в установленном в стволе теплоэнергетическом оборудовании, утилизацией выделяющегося при этом тепла и последую- щим отводом дымовых газов по нему через газоочистную аппаратуру в дымовую трубу и их выброс в атмосферу в очищенном виде;

демонтаж топочного устройства, входящего в состав находящегося в главном ство- ле энергоблока, и установка на поверхности перед дымовой трубой вытяжного вентилятора;

подземное сжигание оставшихся в недрах неизвлеченных запасов; последова- тельная отработка по такой технологии всех блоков, на которые разбито шахтное поле.

Сущность предложенная поясняется примером его осуществления.

Для отработки месторождения горючих ископаемых, например энергетического угля, поступают следующим образом.

После раскройки всего шахтного поля на блоки 7 шестиугольной формы каждый из них вскрывают одной вскрывающей выработкой 2 и одним общим для каждых трех смежных между собой блоков главным стволом 1 с последующим проведением между ними сбоек 3, 6, замыкающих формирующуюся таким образом в узлах их сопряжения топологию сети горных выработок в звезду. вписанную в треугольник. Затем в главных стволах устанавливают теплоэнергетическое оборудование, а все расположенное над ним пространство оснащают газоочистной аппаратурой, сообщающейся с сооружаемыми на поверхности дымовыми трубами. В сбойках 3 между вскрывающими выработками 2 возводят герметичные перемычки 4 с открывающимися в обе стороны дверями 5 и приступают к проведению подготовительных и нарезных выработок для оконтуривания подлежащих очистной выемке запасов.

Добычу полезного ископаемого ведут в обратном порядке. Доставляемый из очистных выработок к околоствольному двору ос- новной грузопоток не выдают на поверхность, а сжигают у основания главного ствола 1. Вырабатываемое при этом в установленном в нем энергоблоке рабочее тело термодинамического цикла по проло- женному.по стволу 1 высоконапорному трубопроводу поступает затем на поверхность, где тепло сжигания горючего ископаемого преобразуется в электрическую и тепловую энергии, отпускаемые потребителям.

Отработав подземными горными работами все кондиционные запасы в пределах блока 7. топку в главном стволе 1 демонтируют, устанавливают на поверхности перед дымовой трубой вытяжной вентилятор и сжигают оставшиеся в недрах запасы ископаемых энергоресурсов в целиках, нерабочих пластах, потери по мо щности и механические потери отбитого угля с протягиванием образующихся дымовых газов через установленное в главном стволе теплоэнергетическое и газоочистное оборудование.

Аналогично отрабатывают все остальные блоки шахтного поля.

По сравнению с прототипом технико- экономическая эффективность предложения заключается в обеспечении комплексного использования энергоресурсов месторождения, ослаблении4 техногенного воздействия топлиано-энергетического комплекса на окружающую природную ереду и существенном снижении объемов шах- тостроительных работ по вскрытию шахтного поля при достигаемом в этом случае даже более высоком уровне безопасности осуществления подземных горных работ. Кустовая схема вскрытия, кроме того, позволяет значительно ускорить проходку стволов благодаря их более компактному размещению на одной промплощадке и предоставляемой, таким образом, возможности сооружения в ее пределах по крайней мере трех вскрывающих выработок из каждых четырех наиболее интенсивным и экономичным способом снизу вверх.

Формула изобретения Способ разработки пластовых месторождений горючих ископаемых, включающий разделение шахтного поля на блоки шестиугольной формы, их вскрытие главными стволами, проведение подготовительных выработок и выработок околоствольного двора, последующую отработку запасов горючих ископаемых и выдачу энергоресурсов на поверхность, отличающийся тем, что, с целью сокращения объемов шахтостроительных работ по вводу месторождения в эксплуатацию, комплексного освоения энергоресурсов недр, обеспечения безопасных условий-труда и защиты окружающей среды за счет выдачи на поверхность экологически чистых энергоносителей, вскрытие каждого блока осуществляют вскрывающей выработкой, размещаемой в одной из вершин шестиугольника, и формируют в узлах сопряжения каждых трех смежных друг с другом блоков куст из трех вскрывающих выработок,

сбивают их между собой выработками околоствольного двора, возводят в них герметичные перемычки с открывающимися в обе стороны дверями, а главный ствол проходят в центре образованного выработками

околоствольного двора треугольника и сбивают его в скрывающими выработками ра- диально расходящимися от него тремя сбойками, при этом отработку запасов в контурах каждой триады блоков ведут в две

стадии на общий для них главный ствол, причем на первой стадии отрабатывают их кондиционные запасы, и добытое горючее ископаемое сжигают у основания главного ствола с последующей очисткой продуктов

горения и их отводов по главному стволу на поверхность, а на второй стадии отработки в главном стволе создают депрессию и сжигают оставшиеся в недрах неизвлеченные запасы.

Использование: в угольном, сланцевом, топливно-энергетическом комплексах Сущность изобретения: шахтное поле раскраивают на блоки шестиугольной формы Каждый из них вскрывают выработкой 2 Сбивают их между собой в треугольник выработками 3 околоствояьного двора. В них возводят герметичные перемычки 4 с открывающимися в обе стороны дверями 5. В центре треугольника проводят главный ствол 1 и стойки 6. Отработку запасов ведут в две стадии. На первой стадии добытое горючее ископаемое сжигают у основания главного ствола Перерабатывают тепло в кондиционные энергоносители. Отводят их на поверхность. На второй стадии в главном стволе создают депрессию. Сжигают оставшиеся в недрах неизвлеченные запасы 1 ил ё XI СА) VI Ю N3