Способ разработки тонких и средней мощности пластов полезного ископаемого из предохранительных целиков под водными объектами Советский патент 1993 года по МПК E21C41/18 

со

С

Использование: при подземной разработке пластов для уменьшения потерь полезного ископаемого в предохранительных целиках и обеспечения безопасности работ при отработке пласта под водными объектами. Сущность изобретения: перед началом очистных работ из подготовительных выработок разупрочняют породы над пластом в пределах от трехкратной до десятикратной вынимаемой мощности пласта, считая от кровли последнего.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для разработки одиночных пластов полезного ископаемого тонкой и средней мощности в пределах предохранительных целиков под водными объектами.

Цель изобретения -уменьшение потерь полезного ископаемого в предохранительных целиках и обеспечение безопасности работ при отработке пласта под водными объектами.

Указанная цель достигается тем, что предварительно из нарезных выработок разупрочняют породы в пределах от трехкратной до десятикратной вынимаемой мощности пласта, считая от кровли последнего.

Отличительный признак предлагаемого способа состоит в следующем.

В прототипе для уменьшения высоты зоны водопроводящих-трещин (ЗВТ) разупрочнение пород кровли осуществляется в результате отработки первого слоя, а затем, после окончания сдвижений отрабатывают второй слой и т.д., пока не отработают пласт на всю мощность. В предлагаемом способе разупрочнение пород кровли осуществляется впереди очистного забоя путем создания трещинных дефектов любым из известных методов, например, передовым торпедированием или добавлением расширяющихся смесей. В результате можно разрабатывать пласты на полную мощность без разделения их на отдельные слои, то есть тонкие пласты и пласты средней мощности.

Из изложенного выше следует, что рассматриваемый признак (искусственное разуплотнение кровли для достижения конкретно поставленной цели различными спо00

о

со

СП

ел ю

собами управления горным давлением) представляет собой новую технологическую характеристику действия и дает новый положительный эффект, заключающийся в сокращении потерь в предохранительных целиках под водными объектами за счет уменьшения высоты ЗВТ и снижению затрат по сравнению с другими способами отработки запасов.

Способ осуществляется следующим образом.

В пределах границ предохранительного целика, то есть при глубине залегания пласта под водным объектом менее безопасной глубины его разработки под указанным объектом, что могло бы вызвать прорыв воды или недопустимое увеличение ее притока, в горные выработки, предварительно, впереди очистного забоя пробуривают из подготовительных выработок через определенные расстояния длинные наклонные скважины в массив пород кровли, забои, которых не должны выходить за пределы зоны беспорядочного обрушения.

Последняя образуется следующим образом.

В результате выемки угля сдвижение начинается со слоев, залегающих в кровле очистной выработки. Лишившись опоры, эти слои начинают прогибаться под действием собственного веса, затем, достигнув предела несущей способности, обрушают- ся. Вслед за первым происходит последовательное обрушение вышележащих слоев до тех пор, пока очередной слой не зависнет или не получит опоры на ранее обрушившихся породах. Начиная с этого слоя в породах, сохраняется пластовая структура, а зона от кровли пласта до упомянутого слоя носит название зоны беспорядочного обрушения. Таким образом, для обеспечения бо- лее плавного протекания процесса сдвижения в пределах подрабатываемого массива горных пород необходимо в самой начальной стадии уменьшить степень беспорядочности обрушения слоев, предварительно уменьшив их жесткость. Высота зоны обрушения согласно данных исследований достигает десятикратной вынимаемой мощности пласта.

Далее пробуренные наклонные скважины заряжают зарядами ВВ и взрывают. Для предотвращения нарушения взрывом непосредственной кровли и самого пласта оставляют предохранительную пачку, величина которой из опыта торпедирования равна трехкратной вынимаемой мощности пласта. В скважине эта величина определяется нижним концом заряда ВВ. Вследствие взрыва вокруг скважины создается зона активного трещинообразования, значительно уменьшая жесткость слоев. Далее отрабатывают пласт под предварительно ослабленной зоной обрушения пород. В результате, как показали исследования, уменьшается степень беспорядочного обрушения слоев этой зоны в выработанное пространство пласта, соответственно более плавно развивается процесс сдвижения и деформирова

ния слоев массива, расположенных над

зоной обрушения. При этом на меньшую высоту распространяется зона водопрово- дящих трещин, развитие которой связано со степенью неравномерности оседаний, то

есть с деформациями массива, чем меньше деформации, тем меньше высота ЗВТ. В результате исследований установлено, что высота ЗВТ над выработанным пространством пласта, над которым предварительно были

ослаблены породы кровли, на 40-50% меньше величины, которая имеет место без предварительного разуплотнения. Это дает возможность осуществить безопасную отработку угольного пласта в пределах предохранительного целика под водным

объектом при глубине его залегания под последним не менее 60% от безопасной глубины.

П р и м е р. На одной из шахт Интинского

0 месторождения на глубине м под рекой, русло которой ориентировано вкрест простирания пласта, залегает угольный пласт мощностью ,5м. Разработку пласта производят длинными столбами по

5 простиранию. Мощность аргиллитов и алевролитов в надугольной толще составляет 35% от мощности коренных пород. Русло реки гидравлически связано с галечниковы- ми отложениями, почва которых принята.за

0 нижнюю границу водного объекта. Глинистые наносы под галечниками отсутствуют (). Согласно п. 6. 2. Правил охраны данный объект относится ко II группе водных объектов. Безопасную глубину (Не) для этого

5 пласта определяем по таблице 6.2 упомянутых Правил охраны, согласно которой при hr 0, ,5 м и содержании в толще 35% . аргиллитов и алевролитов м. Поскольку фактическая глубина залегания пласта

0 меньше безопасной (), то в пределах зоны опасного влияния водного объекта оставляют предохранительный целик, построенный по линиям, проведенным по углам разрывов от линий максимального

5 разлива реки до пересечения с пластом. Пласты мощностью 1,5 м не разрабатывают с разделением на слои, поэтому способ отработки целиков под водными объектами в данных условиях неприменим. Отработку запасов в целике осуществляем по предлагаемому способу. Предварительно из подготовительных выработок впереди очистного забоя в пределах целика методом передового торпедирования ослабляют породы кровли в пределах от Зт до Ют, то есть от 4,5 м до 15,0 м при мощности разрабатываемого пласта ,5 м. Затем под разуплотненны- ми породами производят выемку угля из целика лавой. При этом, ЗВТ распространится на высоту, равную 0,5-0,6 от величи- ны ЗВТ, образующуюся без применения разуплотнения. А это означает, что безопасная глубина разработки составит Нб.т: 0,6 Нб. то есть 80x0, м, что меньше глубины залегания пласта под рекой (НСр.65 м). Следовательно, обеспечивается полная выемка угля из целика под водным объектом. Преимущество предлагаемого способа по сравнению с прототипом заключается в уменьшении потерь полезного ископаемого в предохранительных целиках, снижении затрат на подготовительные работы и обеспечении безопасности работ. Эти преимущества обеспечиваются благодаря тому, что предварительно из нарезных выработок разупрочняют породы в пределах от трехкратной до десятикратной вынимаемой мощности пласта, считая от кровли последнего.

Предлагаемый способ предусматривается использовать на пластовых месторождениях, прежде всего в основных угольных бассейнах при разработке пластов под водными объектами.

Формула, изобретения Способ разработки тонких и средней мощности пластов полезного ископаемого из предохранительных целиков под водными объектами, включающий проведение подготовительных выработок и выемку пласта длинными столбами по простиранию в пределах предохранительного целика, о т- личающийся тем, что, с целью уменьшения потерь полезного ископаемого в предохранительных целиках, снижения затрат на подготовительные работы и обеспечения безопасности работ, предварительно из подготовительных выработок разупрочняют породы в пределах от трехкратной до десятикратной вынимаемой мощности пласта, считая от кровли последнего.