Способ сооружения шахтных стволов Советский патент 1992 года по МПК E21D1/00 

Изобретение относится к шахтному строительству и может быть использовано в угольной и других отраслях горнодобывающей промышленности.

Известкы способы сооружения шахтных стволов, заключающиеся в проходке вертикальных горных выработок с помощью буровзрывных работ с последующим их креплением и оставлением вокруг них охранных целиков, в которых консервируются значительные запасы полезного ископаемого.

С ростом глубины ведения проходческих работ резко возрастает опасность явления газодинамических явлений. Поэтому наряду с высокой цикличностью буровзрывных работ необходимость периодического проведения противовыбросных

мероприятий приводит к снижению темпов проходки и, как следствие, росту продолжительности шахтного строительства.

Наиболее близким к предлагаемому является способ сооружения шахтных стволов, характеризующийся тем, что проходку вертикальной горной выработки ведут бурением на полное ее сечение в забое, затопленном тяжелой средой с превосходящей разрабатываемую породу плотностью.

Однако несмотря на достигаемую при этом резкую интенсификацию шахтострои- тельных работ, этот способ не освобождает от необходимости осуществления профилактических мероприятий по предотвращению внезапных выбросов и не лишен известных издержек такого способа вскрытия месторождения, при котором значительные запасы полезного ископаемо2

VI

3

КЭ

го безвозвратно теряются в недрах из-за их консервации в околоствольных целиках.

Целью изобретения является снижение энергоемкости шахтостроительных работ, обеспечение безопасных условий труда и ослабление вредного влияния горного производства на окружающую его природную среду.

Поставленная цель достигается тем, что согласно известному способу сооружения шахтных стволов, включающему бурение с затоплением забоя тяжелой средой с превосходящей разрабатываемую породу плотностью, выемку породы и последующее крепление выработанного пространства, в пределах охранных околоствольных целиков бурят скважигы, через которые заключенные в контурах околоствольных целиков запасы полезного ископаемого предварительно подвергают подземной газификации, после чего образовавшуюся на месте выгазовачного полезного ископаемого искусственную карстовую полость заполняют тяжелой средой с последующим обуривани- ем всего периметра шахтного ствола скважинами с образованием сплошной кольцевой щели до ее полного врезания в искусственную карстовую полость, при этом выемку породы осуществляют отпиливани- ем у устья ствола блоков от всплывшей по окончании бурения из него на поверхность монолитной глыбы по мере постепенного пополнения выработанного пространства тяжелой средой.

Использование предварительной локальной газификации полезного ископаемого в месте заложения будущего шахтного ствола приводит не только к вовлечению в народнохозяйственный оборот запасов, всегда безвозвратно терявшихся в охранных целиках, но и обеспечивает благодаря образованию на месте залегания полезного ископаемого искусственной карстовой полости эффективную геомеханическую разгрузку вышележащей над ней толщи горных пород, предотвращая тем самым возможность возникновения в ходе дальнейших шахтостроительных работ различных газодинамических процессов Извлечение при этом из забоя основного объема проходимых горных пород в неразбуренном виде способствует как существенной интенсификации проходческих работ, так и освобождает от энергетических расходов на разрушение этого массива, особенно резко возрастающих с ростом диаметра сооружаемого ствола и крепости пересекаемой толщи. Кроме этого, складирование отходов шахтного строительства в виде шламов, а не монолитных блоков связано с отчуждением

больших площадей земельных угодий и сопряжено с интенсивным загрязнением окружающей среды вследствие ветровой и водной эрозий,

Способ осуществляют последовательным выполнением следующих операций, бурение газификационных скважин с последующей газификацией полез ного ископаемого в контурах охранного целика бу0 дущего шахтного ствола; заполнение образовавшейся на месте выгазованного полезного ископаемого искусственной карстовой полости тяжелой средой; сплошной обуривание проходимого ствола по оконча5 нии сдвижения вскрываемого массива топлением забоя тяжелой средой IE превосходящей разбуриваемую пород плотностью до полного врезания образуй- щейся кольцевой щели в искусственную

0 карстовую полость; разделка всплывшей I тяжелой среде монолитной глыбы отпиливЯ- нием у ус гья ствола от нее блоков с одновре- менным пополнением каждый раз выработанного пространства тяжелой сре5 дои; осушение ствола от тяжелой среды с одновременным его креплением

На чертеже изображена схема осуществления предлагаемого способа.

На чертеже позициями обозначены га0 зификационные скважины 1 и 2 искусственная карстовая полость 3, кольцевая щель 4, тяжелая среда 5 в виде сжиженного газа с превосходящей разбуриваемую породу плотностью, залитая несмешивающейся с

б ней жидкостью 6, экранированной слоем абсорбента 7 используемого газа, монолитная глыба 8, отверстия 9, стропы 10, пилорама 11, козловой кран 12.

Сооружение ствола начинают с подзем0 ной газификации полезного ископаемого в пределах контура будущего его охранного целика. Для этого с поверхности бурят вертикальные скважины 1 и 2 до пласта газифицируемого полезного ископаемого с

5 последующим его гидрорасчленением до установления между ними аэродинамической связи, подачей в очаг газификации кислородсодержащего дутья и отводом продуктов газификации на поверхность

0 По окончании газификации образовавшуюся на месте выгазованного полезного ископаемого искусственную карстовую полость 3 затапливают через скважины 1 и 2 тяжелой средой и по завершении процессов

5 сдвижения подработанного таким образом массива полностью обуривают проходимый ствол по всему его периметру с затоплением забоя тяжелой средой до врезания образующейся при этом кольцевой щели 4 в полость 3. В результате заключенная з такой

стакан глыба оказывается погруженной в тяжелую среду с превосходящей разрабатываемую породу плотностью.

Выемку породы осуществляют отпили- ванием у устья ствола блоков от всплывшей в тяжелой среде глыбы 8. Для этого в надводной ее части сверлят сквозные отверстия 9, пропускают через них стропы 10 и отпиливают очередной блок от невидимой части такого монолита посредством пилора- мы 11, оснащенной консольно-поворотны- ми циркулярными дисковыми пилами. Заготавливаемые таким образом блоки перегружают козловым краном 12 на приспособленные для их перевозки платформы с последующей их доставкой к месту складирования.

Уровень налива тяжелой среды в устье ствола поддерживают на постоянной отметке регулярным доливом дополнитель- ных количеств сжиженного газа под слой несмешивающейся с ним жидкости 6.

Подняв на поверхность последний блок, приступают к возведению крепи, например, погружным методом, с одновременным осушением выработанного пространства от тяжелой среды, направляемой затем на повторное использование при сооружении следующего ствола.

Использование предлагаемого способа позволяет ликвидировать безвозвратные потери полезного ископаемого в недрах при вскрытии шахтных полей вертикальными стволами, снизить энергоемкости шахто- строительных работ и ослабить вредное

влияние горного производства на окружающую его природную среду. Кроме этого, обеспечиваются безопасные условия труда горнорабочих, что создает условия для беспрепятственной интенсификации всего комплекса стволопроходческих работ. Формула изобретения Способ сооружения шахтных стволов, включающий бурение с затоплением забоя тяжелой средой с превосходящей разрабатываемую породу плотностью, выемку породы и последующее крепление выработанного пространства, отличаю- щ и й с я тем, что, с целью снижения энергоемкости шахтостроительных работ, обеспечения безопасных условий труда и ослабления вредного влияния горного производства на окружающую среду, в пределах охранных околоствольных целиков бурят скважины, через которые заключенные в их контурах запасы полезного ископа- емого предварительно подвергают подземной газификации, после чего образовавшуюся на месте выгазованного полезного ископаемого искусственную карстовую полость заполняют тяжелой средой, а бурение производят обуриванием всего периметра шахтного ствола скважинами с образованием сплошной кольцевой щели до врезания в искусственную карстовую полость, при этом выемку породы осуществляют отпиливанием у устья ствола блоков от всплывшей по окончании бурения из него на поверхность монолитной глыбы по мере постепенного пополнения выработанного пространства тяжелой средой.

Изобретение относится к шахтному строительству. Сущность изобретения: в пределах охранных околоствольных целиков бурят скважины, через которые заключенные в их контурах запасы полезного ископаемого предварительно подвергают подземной газификации. Затем образовавшуюся на месте выгазованного полезного ископаемого искусственную карстовую полость заполняют тяжелой средой с последующим обуриванием всего периметра шахтного ствола скважинами с образованием сплошной кольцевой щели до ее полного врезания в искусственную карстовую полость. Выемку породы осуществляют отпи- ливанием у устья ствола блоков от всплывшей по окончании бурения из него на поверхность монолитной глыбы по мере постепенного пополнения выработанного пространства тяжелой средой 1 ил. Ј