Способ вскрытия свиты выбросоопасных пологих угольных пластов Советский патент 1992 года по МПК E21C41/18 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке свиты пологих пластов, в частности выбросоопасных.

Известен при разработке свиты пологих пластов способ вскрытия новых горизонтов, располагаемых на прирезаемых запасах угля ниже технической границы шахтного поля, при котором проводят в верхней части прирезаемых запасов (т.е. на нижней технической границе шахтного поля) вертикальный ствол (для подвода свежей струи, транспортировки людей, оборудования, материалов), а рядом,в ряде случаев.вентиля- ционную скважину Вскрытие свиты пластов осуществляется погоризонтными квершлагами и, следовательно, устанавливают нижнюю и верхнюю технические границы прирезаемого участка в горизонтальной плоскости Для транспортировки угля с нового горизонта до скипового ствола проводят транзитный уклон. Параметры нового горизонта: размер по простиранию 5-8 км; по падению более 1,4 км.

Недостатки этого аналога:

снижение безопасности работ при отработке свиты пологих выбросоопасных пластов вследствие наличия незащищенной зоны для верхних пластов при выборе в качестве защитного самого нижнего пласта (защитная подработка) и эта зона образуется из-за несовпадания границы защиты (она близка к вертикальной плоскости) и установлению технической границы пластов в горизонтальной плоскости;

VI о

00

ч сл о

возникновение необходимости на промежуточных горизонтах проведения предварительного повышения объема основных и подготовительных выработок и увеличение времени на их выполнение, чтобы обеспечить защитную подработку из-за указанного несовпадения границ;

повышение удельных затрат на подготовку нового горизонта вследствие сохранения простого воспроизводства шахтного фонда, а не применения расширенного - отработка запасов старого и нового горизонтов производится на один и тот же грузовой ствол с той же пропускной способностью;

повышение потерь угля в целиках в связи с необходимостью их оставления для охраны погоризонтных квершлагов.

Известен более близкий по своей сущности и такой способ вскрытия пологих вы- бросоопасных пластов, при котором шахтное поле делят на блоки и вскрывают самый удаленный блок двумя стволами (грузовым и вспомогательным) и вентиляционной скважиной, которые размещают в центре блока с образованием бремсберго- вого и уклонного полей при панельной их подготовке. Панельные наклонные выработки проводят от околоствольных дворов различных горизонтов, а отработку пластов в бремсберговой и уклонной панелях ведут до установленных по углам защиты границ блока со стороны восстания и падения вслед за отработкой защитного пласта. Объединяют этот блок с общей промплощадкой шахты с прокладкой транспортных средств не по горным выработкам, а на поверхности, и ведут отработку его запасов автономно от основной шахты. Этот способ выбирается в качестве прототипа. При этом рационально ввести новую терминологию. Указанный в шахтном поле блок прототипа следует назвать шахтой-модулем, поскольку отработку пластов на этом участке шахтного поля, как говорилось, производят автономно от остальной его части, т.е. независимо как в транспортном отношении, так и в вентиляционном. В то время как остальные блоки, которые отрабатывают по традиционному способу, связаны между собой едиными главными стволами при помощи транспортных и вентиляционных горных выработок. В результате такую шахту следует именовать модульной, состоящей из основной шахты и шахт-модулей (одной или нескольких). Шахту-модуль связывает с основной шахтой общая промплощадка и зта связь осуществляется на поверхности.

Недостатки прототипа:

снижение безопасности работ при отработке свиты пологих выбросоопасных пластов, как и при указанном аналоге, из-за несовпадения границ действия защитной

подработки с техническими границами;

обособленность создания защитной зоны подработкой на основной шахте и шахте-модуле и, следовательно, усложнение защиты выбросоопасных пластов на стыке

их выемочных полей из-за наличия барьерных целиков угля и отработке ярусов в брем- еберговой панели шахты-модуля и уклонной панели основной шахты во встречном направлении;

увеличение затрат на строительство шахты-модуля вследствие отсутствия возможности использовать проводимого на нижней технической границе дополнительного воздухоподзющего ствола основной

шахты и основных выработок защитного пласта;

удлинение срока строительства шахты- модуля вследствие расположения ее стволов вдали от технической границы основной

шахты (на 1,5-2 км) и невозможности одновременного выполнения работ по проведению выработок и со стороны основной шахты;

повышение потерь угля в околоствольных целиках шахты - модуля из-за расположения стволов на новом месте, а не рядом с дополнительным воздухоподающим стволом основной шахты (он располагается на нижней технической границе), к тому же

зтот целик представляется возможным предварительно отработать со стороны основной шахты.

Цель изобретения - повышение безопасности отработки выбросоопасных пологих пластов за счет ликвидации незащищенной зоны при их подработке.

Посредством прирезки запасов к шахтному полю действующей шахты образуют модельную шахту (фиг. 1), которая состоит из

основной шахты и шахты-модуля, (Шахта- модуль - участок шахтного поля, отрабатываемый автономно от остальной его части, то есть независимо как в транспортном, так и в вентиляционном отношении). Разрабатывает модульная шахта свиту выбросоопасных пологих пластов, состоящую например, из четырех пластов, а в качестве защитного выбирают самый нижний пласт, который отрабатывают с опережением

(фиг.2). На основной шахте до этого осуществляют вскрытие пластов известным способом: двумя вертикальными главными стволами 1, капитальными квершлагами 2 (откаточным и вентиляционным), а также догюлнительными (для цели вентиляции) двумя стволами 3 и 4 (верхний ствол - вентиляционный, нижний - воздухоподающий). При таком вскрытии технические границы свиты пластов (верхняя 5 и нижняя 6) уста на вливают в горизонтальной плоскости и, следовательно, возникает незащищенная зона при восходящем порядке отработки пластов в свите вследствие несовпадения этих границ с границей защитной подработки (она близка к вертикальной плоскости).

Вскрытие пластов шахты-модуля производят посредством проведения рядом с дополнительным воздухоподающим стволом 4 второго ствола - грузового 7 - и сооружают на защитном пласте для этих стволов общий околоствольный двор 8. Этот дополнительный ствол 4 возможно проводить при наличии выработанного пространства защитного пласта, чтобы исключить необходимость в оставлении для него охранного целика. Кроме того,со стороны основной шахты целесообразно осуществить для этой цели м отработку участков на других пластах свиты, В этом случае для обоих стволов шахты-модуля не потребуется оставление околоствольных целиков на всех пластах.

Таким путем формируют новое прирезаемое шахтное поле шахты-модуля. В этом уклонном поле вскрытие вышележащих пластов в свите (пласты 2-4, фиг.З) при панельной их подготовке выполняют путем соединения панельных уклонов 9 непосредственно со стволами 4 и 7 (для целей венти- ляции, доставки людей, материалов, оборудования). На эти панельные уклоны группируют смежные пласты свиты, если размер междупластья не превышает 70- 100 м (на фиг.З для простоты показаны четыре пласта со своими панельными уклонами 9 при междупластье свыше указанной величины). Рядом со стволами проводят слепые стволы 10, при помощи которых объединяют панельные уклоны 9 для перепуска угля на общий горизонт. Учитывая, что длина слепого ствола не должна превышать примерно 250 м, целесообразно для этих четырех пластов соорудить два слепых ствола и образовать два рабочих и два вспомогательных горизонта.

С рабочих горизонтов (гор.1 и гор.2) выполняют подъем угля по грузовому стволу 7. Вентиляцию шахты-модуля осуществляют путем подвода свежей струи по дополнительному стволу 4, выполняющему теперь функцию вспомогательного ствола,и отводу исходящей струи по грузовому стволу 7.

Кроме того.,проводят вблизи поверхности квершлаг 11, при помощи которого соединяют грузовой ствол 7 шахты-модуля с общей промплощадкой 12 основной шахты

и по которому транспортируют конвейером туда уголь.

Нижнюю техническую границу 13 шахты-модуля, благодаря такому способу

вскрытия, устанавливают вместо горизонтальной в вертикальной плоскости и таким путем ликвидируют указанную незащищенную зону. Верхнюю техническую границу 14 шахты-модуля также устанавливают в вер0 тикальной плоскости и она теперь является и нижней технической границей основной шахты, вместо ранее устанавливаемой в горизонтальной плоскости 6, и тем самым устраняют указанную незащищенную зону и

5 на основной шахте. После чего продолжают эстафетно отработку защитного пласта уже на эти стволы 4, 7 шахты-модуля с прекращением вентиляционной и транспортной связи горных работ защитного пласта с вы0 работками и стволами основной шахты. В результате достигают поставленную цель по ликвидации незащищенной зоны при подработке пластов.

Пример конкретного выполнения. Пред5 лагаемый способ позволяет создать модульную шахту более эффективную, чем при прототипе.

Ввод в работу шахты-модуля может производиться или после отработки пластов ос0 новной шахты или не ожидая этого. В последнем случае осуществляется приращение добычи угля на модульной шахте за счет шахты-модуля, автономно ведущей отработку своих запасов.

5 Основные параметры шахты-модуля: размер выемочного поля по простиранию 6 км, по падению 2 км, суточная нагрузка 6-8 тыс.т, срок службы 15-20 лет.

Способ целесообразно реализовать на

0 шахтах, разрабатывающих свиту пологих пластов как выбросоопасных, так и невыб- росоопасных и имеющих возможность прирезки запасов к нижней технической границе шахтного поля, и тем самым созда5 ния модульной шахты.

Формула изобретения 1. Способ вскрытия свиты выбросоопасных пологих угольных пластов, включающий проведение вертикальных стволов и гори0 зонтальных квершлагов, проходку на нижней технической границе шахтного поля дополнительного воздухоподающего ствола и защиту выбросоопасных пластов подработкой, отличающий с я тем, что, с целью

5 повышения безопасности отработки за счет ликвидации незащищенной зоны при подработке пластов, рядом с дополнительным воздухоподающим стволом проводят грузовой ствол, сооружают на защитном пласте общий околоствольный двор и формируют

новое прирезаемое шахтное уклонное поле, при этом вышележащие пласты вскрывают от указанного общего околоствольного двора слепыми стволами,

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что грузовой ствол соединяют с про- мплощадкой шахты дополнительным квершлагом.

Использование, изобретение позволяет ликвидировать незащищенную зону при подработке пластов в свите. Сущность изобретения: способ включает проведение вертикальных стволов и горизонтальных квершлагов, проходку на нижней технической границе шахтного поля дополнительного воздухоподающего ствола и защиту выбросоопасных пластов подработкой. Рядом с дополнительным воздухоподающим стволом проводят грузовой ствол. Сооружают на защитном пласте общий околоствольный двор. Формируют новое прирезаемое шахтное уклонное поле. Вышележащие пласты вскрывают от общего околоствольного двора слепыми стволами. Грузовой ствол соединяют с промышленной площадкой шахты дополнительным квершлагом 1 з.п.ф-лы, 3 ил. сл с

Фиг. i

jk/7 Ы

А

1 /7

fe2

Редактор

Составитель М.Моисеев Техред М.Моргентал

Заказ 3628ТиражПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Jb

C6&KQ9 струя исходящая Транспорт угля

Корректор О.Юрковецкая

№