Способ разработки мощных самовозгорающихся угольных пластов Советский патент 1993 года по МПК E21C41/18 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке мощных самовозгорающихся угольных пластов механизированными комплексами в условиях вечной мерзлоты.

Целью изобретения является сохранение рам крепи от повреждения и снижения пожароопасности при разработке в условиях многолетней мерзлоты.

На фиг. 1 изображена схема отработки мощного пласта предлагаемым способом; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг, 3 - сечение Б-Б на фиг, 1.

Разработку мощного пласта предлагаемым способом осуществляют следующим образом,

Для подготовки к выемке мощного пласта 1 проводят у его почвы пластовый конвейерный и вентиляционный штрек 2,после

этого начинают выемку первого слоя очистным забоем 3,. который подвигают по почве плзста, толщину слоев принимают в зависимости от общей вынимаемой мощности пласта с таким расчетом, чтобы она без остатка делилась на части, равные высоте применяемого серийного механизированного комплекса, при этом допустимы колебания вынимаемой мощности слоев в пределах верхнего и нижнего параметров высоты механизированной крепи.

По мере подвигания очистного забоя в подготовительных выработках последовательно чередующимися подлине выработки участками 4 и 5 производят: на участках 4 извлечение затяжки из кровли л обрушение между рамами крепи угольного массива над выработкой, полностью заполняя все сечение последней обрушенным углем, ка участках 5 выработку закладывают ледяными

00

А

ю со о ю

блоками заранее подготовленными на дневной поверхности и доставленными к месту производства работ. Заполненные углем участки выработки поливают антипирогена- ми (морской водой). В условиях отрицатель- ных температур пропитанный морской водой влажный уголь замерзает и образует плотный закладочный массив. По мере выемки первого слоя и подвигания очистного забоя по почве подработанная часть пласта опускается на почву и пригружается вышележащими породами. Отработку второго 6 и последующих слоев проводят также с по- двиганием механизированного комплекса по почве пласта. Для их подготовки с помощью установки местного подогрева размораживают уголь и плавят лед, заполняющий выработку, отгружают уголь и восстанавливают крепь в выработке.

В конкретных условиях, например шахты Анадырская, предлагаемый способ может быть осуществлен следующим образом. Шахтой подготавливается к отработке пласт Анадырский мощностью 12м. Кровля пласта - аркозовый песчаник, почва - серый, мелкозернистый песчаник, работы ведутся в зоне многолетней мерзлоты, температура вмещающих пород -3 ... -4°С. Для подготовки к выемке пласта предлагаемым способом проводят по почве пласта конвейерный и вентиляционный штреки. Сечение выработок 8 м2, крепление - металлические арки, устанавливаемые через 0,8 м. Затяжка кровли и блоков сплошная. Пласт намечается отрабатывать механизированным комплексом ЖМ-81. Мощность каждого слоя в соответствии с типоразмером комплекса принимается равной 3 м. Тогда количество слоев составит 12:3 4, т.е. пласт необходимо отрабатывать в А слоя. После монтажа механизированного комплекса начинают отработку первого слоя с подвитанием механизированного комплекса по почве пласта. По мере подвигания забоя пластовые выработки позади лавы заполняют углем и льдом. Осуществляют это следующим образом. На расстоянии 2 м по длине выработки закладывают ее ледяными блоками, Ледя- ные.блоки размерами 0,8 х 0,,5 подготавливают на поверхности путем заливки воды в формы и замораживании ее при температуре -(30-40)°С (средняя зимняя т-ра воздуха, изготовленные таким образом ледяные блоки складируют в горных выработках и хранят при температуре в них -(2-4)°С. После закладки выработки льдом на длине 2 м (4 рамы), следующие 2 м выработки заполняют углем путем извлечения затяжки из кровли и обрушения угольной массы в межрамное пространство. По мере заполнения

выработки углем его обрабатывают антипи- рогеном, в качестве которого применяют воду Берингова моря, которая содержит в своем составе хлористый кальций, являющнйся основным компонентом широко применяемого антипирогена. Наиболее эффективная для применения в этом качестве его концентрация в водном растворе составляет 10-15%. Состав его в водах

Берингова моря 6-8%, для достижения требуемой концентрации из нее предварительно удаляют лишнюю влагу, путем содержания ее в летнее время в открытых емкостях (бетонированные утепленные

5 траншеи).

Количество антипирогена для исключения самовозгорания принимается из расчета 0,2-0,3% от массы угля, закладываемого в выработку. Подачу антипирогена осущест0 вляют из емкости, в качестве которой можно использовать шахтную вагонетку, с помощью насоса УН-35. После поливки угля антипирогеном в условиях отрицательной температуры пород и воздуха и наличия

5 льдозакладки уголь смерзается и образует плотный закладочный массив, предохраняющий крепь выработки от разрушения. После выемки первого слоя на всю длину выемочного столба приступают к подготов0 ке и отработке следующего слоя. Для этого с помощью установки ТЭН в выработку подают воздух, нагретый до 40-50°С. Оттаявший уголь выгружают и приступают к восстановлению затяжки и крепи.

5 Предлагаемый способ имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом. Он позволяет отрабатывать пласты практически любой мощности, не требует применения крепи различных типоразме0 ров, позволяет уменьшить затраты на проведение и поддержание пластовых выработок, позволяет отрабатывать пласты угля, опасные по самовозгоранию, и сократить затраты на транспортировку угля, под5 готовку слоя к выемке и время на ввод в эксплуатацию нового участка шахтного поля. Ожидаемый экономический эффект от внедрения способа только на одном участке с запасами 300 тыс.т угля составит около 1

0 млн.руб.

Формула изобретения Способ разработки мощных самовозгорающихся угольных пластов слоями механи- зированными комплексами, включающий

5 проведение пластовых подготовительных выработок у почвы пласта, формирование выемочных столбов, крепление выработок рамной крепью с затяжкой кровли, извлечение из кровли выработки затяжки и заполнение выработки углем, обрушающимся

между рамами с последующей отгрузкой угля и восстановлением крепи, отличающийся тем, что, с целью сохранения рам крепи от повреждения и снижения пожароопасное™ при разработке в условиях многолетней мерзлоты, отработку пласта в пределах выемочного столба осуществляют последовательно слой за слоем одним забоем, который подвигают по почве пласта, извлечение затяжки из кровли выработок и

заполнение ихобрушающимся углем производят последовательно чередующимися участками, на сохраняемых участках крепи выработку заполняют льдом, обрушенный уголь пропитывают антипирогеном и замораживают, при этом в качестве антипироге- на применяют морскую воду, а при отработке второго и последующих слоев производят оттаивание замороженного угля и льда.

Использование: изобретение позволяет отрабатывать мощные самовозгорающиеся угольные пласты наклонными слоями с применением механизированного комплекса путем подвигания его только по почве пласта. Сущность изобретения: после прохода очистного забоя извлекают затяжку из кровли выработок и заполняют их обрушающим- ся углем, при этом заполнение углом производят последовательно чередующимися участками, на сохраняемых участках выработку заполняют льдом, обрушенный уголь пропитывают антипирогеном и замораживают, в качестве антипирогена применяют морскую воду, а при отработке второго и последующих слоев производят оттаивание смороженного угля и льда. 3 ил, ел