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

(Л

С

Использование: горное дело, угольная горнодобывающая промышленность. Сущность изобретения: месторождение вскрывают стволом и околоствольным двором. Участки пласта полностью оконтуривают подготовительными и нарезными выработками. На границе раздела полезное ископаемое - вмещающие породы в почве и кровле пласта формируют плоские щели. Затапливают выработанное и очистное пространства тяжелой средой с превосходящей полезное ископаемое плотностью. Всплывшую в тяжелой среде монолитную плиту распиливают в верхней выработке в продольном и поперечном направлениях на блоки. Блоки выдают на поверхность. 2 ил .

Изобретение относится к горному делу, и может найти применение в угольной и других отраслях горнодобывающей промышленности.

Цель изобретения - снижение энерго емкости очистных работ и повышение безопасности процесса.

На фиг.1 изображена схема осуществления способа; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, где 1 - ствол; 2 - околоствольный двор; 3 - подготовительные выработки; 4 - нарезные выработки; 5 - направляющие пазы; 6 - насос; 7, 8 - запорные органы; 9 - сквозные плоские щели; 10 - вынимаемый пласт полезного ископаемого; 11 - напорная емкость тяжелой среды; 12 - передвижная пила; 13 - подвесной монорельс; 14, 15 - разъемные герметичные перемычки; 16 - портальный кран; 17 - слои воды; 18 - слой раствора минеральной соли в воде; 19 прослой не смешивающейся с водой жидкости с промежуточной между ней и водным раствором минеральной соли плотностью.

После вскрытия месторождения с проведением ствола 1 и сооружением околоствольного двора 2 участок пласта полезного ископаемого, например угля, подготавливают к отработке проведением подготовительных 3 и нарезных 4 выработок. Затем приступают к прорезанию щелей по верхней и нижней плоскостям соприкосновения полезного ископаемого с вмещающим его породным массивом, например, с помощью канатных пил. Для этого в нижней подготовительной выработке 3 на границе раздела порода - полезное ископаемое растачивают пазы 5. Аналогичные узкие ниши выполняют и у кровли и почвы пласта в примыкающих к оконтуренному участку пласта боках нарезных выработок 4 с последуюVI

О

ел ь. о о

щим монтажом на верхней подготовительной выработке 3 приводов канатной пилы, -черпакового конвейера и перекидных блоков для подвеса каната (условно не показа- ны), а также установкой в камере водоотлива насоса б с запорными органами 7 и 8. После этого канат с резцами заводят в направляющие пазы 5, затягивают его междуустановленными на верхней подготовительной выработке 3 лебедками приводов канатной пилы и заполняют выработанное и очистное пространство тяжелой средой до уровня зачерпывания отбиваемых от массива кусков черпаковым конвейером.

В результате прорезания между поро- дой и полезным ископаемым сплошных щелей 9 заключенная внутри образовавшегося таким образом подземного водоема монолитная плита 10 оказывается полностью погруженной в среду с превосходящей ее плотностью.

Для демонтажа щеленарезного оборудования уровень налива тяжелой среды в верхней подготовительной выработке понижают, открыв запорный орган 7 и перекачав ее излишки в напорный бак 11, после чего в ней устанавливают очистное оборудование - передвижную дисковую пилу 12 Столярова, монтируемую на подвесном монорельсе 13, заходящем также в устье нарезной выработки 4, Кроме того, околоствольный двор 2 оборудуют с обеих сторон разъемными герметичными перемычками 14 и 15.

Перед началом очистных работ уровень налива тяжелой среды в выработанном пространстве вновь повышают до затопления ею почвы верхней подготовительной выработки 3 подачей в шахту водного раствора минеральной соли из напорного бака 11.

Добычу полезного ископаемого осуществляют распиловкой всплывшей в тяжелой среде монолитной плиты на блоки стандартных размеров, для чего видимую часть плиты, зависшую в верхней подготовительной выработке 3 над зеркалом поверхности тяжелой среды, отпиливают от основного ее массива сначала в продольном направлении, перегоняя дисковую плиту 12 по монорельсу 13 в сторону околоствольного двора 2, а затем в поперечном, установив ее временно уже в стационарном положении за поворотом в устье нарезной выработки 4. При этом подачу заготовленного таким образом бруса на очередной шаг поперечного его распила осуществляют током тяжелой среды, вызываемым каждый раз спуском некоторого ее количества из околоствольного двора 2, регулируемым запорным органом 8.

Для выдачи на поверхность первого блока полезного ископаемого разъемную перемычку 14 сдвигают, наглухо отсекая тем самым околоствольный двор 2 от верхней

подготовительной выработки 3, затем полностью раздвигают перемычку 15 и затапливают его вместе со стволом 1 тяжелой средой. Таким образом, полезное ископаемое всплывает на поверхность с последую0 щей его выгрузкой из тяжелой среды портальным краном 16.

Доставку всех остальных блоков на поверхность организуют без опорожнения всего объема ствола 1. Для этого его сечение

5 перекрывают герметичной перемычкой 15, после чего опорожняют посредством запорного органа 8 околоствольный двор 2 от тяжелой среды и приоткрывают перемычку 14, впуская в него очередной блок полезно0 го ископаемого. Затем верхнюю подготовительную выработку 3 вновь изолируют от околоствольного двора 2 перемычкой 14 и, постепенно открывая перемычку 15, вновь полностью затапливают околоствольный

5 двор 2 тяжелой средой, полностью опять предоставляя ствол 1 для выдачи очередной порции полезного ископаемого на поверхность.

После всплытия в верхнюю подготови0 тельную выработку 3 последнего бруса, оставшегося от плиты 10, его распила на блоки и их отправки на поверхность, выработанное пространство на месте бывшего залегания полезного ископаемого посредством

5 насоса 6 полностью осушают от тяжелой среды, направляемой затем на повторное использование для отработки следующего участка месторождения и т.д.

В качестве тяжелой среды для осущест0 вления способа может быть использован раствор хлористого кальция в воде, либо водные растворы хлористого цинка, поташа и других минеральных солей.

Во избежание необратимого выноса по5 добного рода рассолов из производственного цикла с добытым в нем полезным ископаемым выгрузку блоков последнего на дневную поверхность осуществляют сквозь слой 17 воды, отделенный от pacteopa 18

0 минеральной соли в воде прослоем не смешивающейся с водой жидкости с промежуточной между ними плотностью. В качестве последней может быть использован, например, октафторциклобутан, перфторбутан в

5 смеси с гексаном и другие неводные вещества с заданным комплексом термодинамических, реологических и санитарно-гигиенических свойств. Таким образом, обеспечивается извлечение полезного ископаемого из пресной воды в уже отмытом от рассола виде. При

этом исключается разбавление водного раствора минеральной соли водой, влекущее за собой утрату им свойств тяжелой среды. Формула изобретения Способ подземной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых, включающий вскрытие месторождения, проведение подготовительных и нарезных выработок, заполнение выработанного и очистного пространства тяжелой средой с превосходящей полезное ископаемое плотностью, очистные работы с выемкой полезного ископаемого в тяжелой среде и его

I

Ю HJ и

V М ч

k

0

доставку на поверхность, отличающий- с я тем, что, с целью снижения энергоемкости очистных работ и повышения безопасности ведения процесса, перед очистными работами, на границе раздела порода - полезное ископаемое параллельно почве и кровле вынимаемого пласта формируют сквозные плоские щели между верхней и нижней подготовительными и нарезными выработками, а выемку полезного ископаемого ведут блоками в верхней подготовительной выработке с последующей доставкой их на поверхность.

/7

/

фиг.1

А- 4

Фиг. 2