Способ выемки крутопадающих угольных пластов Советский патент 1993 года по МПК E21C41/18 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке крутых угольных пластов.

Цель изобретения - повышение безопасности очистных работ.

На фиг. 1 приведена схема возведения опорных целиков и бурения отбойных шпуров в угольном пласте; на фиг.2 - окончание процесса отбойки угля и его выпуска в одном из выемочных блоков; на фиг.З - процесс погашения опорных целиков и посадки основной кровли в выработанном пространстве; на фиг.4 - разрез А-А на фиг.2.

Способ выемки крутопадающих угольных пластов осуществляют следующим образом.

В подготовленном для очистных работ .участке пласта 1 проходят технологические печи 2 с откачанного 3 до вентиляционного 4 штрека, например, бурошнековой маши- ной и нарезают таким образом выемочный участок на блоки 5. Нарезка участка на блоки производится с опережением очистной выемки (фиг. 1). В технологические печи 2 устанавливают трубы 6 и размещают в трубах-6 пневмопатроны 11. Затем заполняют печи 2 твердеющим раствором {например на цементной или на фосфогипсовой основе) и образуют опорные целики 7 с разрушающими скважинами б для поддержания основной кровли 8 пласта. После этого бурошнековой машиной посредине блоков 5

00

ю

Сл)

го ю

со

проходят разрезные печи 9. Симметрично по обе стороны от печей 9 параллельно им бурят отбойные шпуры 10 на расстоянии друг от друга, равном установленной для данных условий линии наименьшего сопротивлений. После проведения указанной подготовки, приступают к выемке угля в блоке. Для этого размещают в отбойных шпурах 10 лневмопатроны 11, взрывают их и производят отбойку угля в стороны свободной поверхности разрезной печи 9, в направлении от печи 9 к опорным целикам 7. Отбитый уголь выпускают под действием собственного веса к откачному штреку 3. После выемки угля в блоке (фиг.2) приступают к управлению кровлей 8. Размещают в крайнем со стороны выработанного пространства 12 целике 7 пневмопатрон 11 в разрушающей скважине 6, взрывают его и погашают крайний целик 7, после чего происходит постепенная посадка кровли 8 на погашенный целик 7 (фиг.З).

Опорные целики 7 возводят параллельно фронту очистных работ на расстоянии: равном или меньше двойной мощности L пород основной кровли 8 (фиг.4). Введение .такого ограничения на длину выемочного блока 5 позволяет создать условия для устойчивого состояния пролета кровли 8 между опорными целиками 7 в период отбойки и выпуска угля в данном блоке. Поскольку в зависающем пролете кровли 8 действуют растягивающими касательные напряжения, то критерием ее более устойчивого состоя- ния служит уменьшение возможности разрушения пород кровли под действием данных напряжений. Поскольку величина сопротивления горных пород действию касательных напряжений в 2-4 раза выше, .чем действию растягивающих напряжений, то критерием выбора устойчивого пролета кровли 8 является минимизация действия растягивающих напряжений в ней. При длине пролета кровли 8, равном или менее двойной мощности L, величина растягивающих напряжений в ней не превышает величины касательных. Такой выбор длины пролета кровли 8, т.е. расстояния между целиками 7, способствует нахождению кровли в более устойчивом состоянии под действием преимущественно касательных напряжений, т.е. повышении безопасности очистных работ.

Расположение отбойных шпуров Ю симметрично по обе стороны от разрезных печей 9 и взрывание их в противоположные стороны от печи 9 в направлении опорных целиков 7 позволяет одновременно закончить отбойку угля при подходе к опорным целикам 7 и тем самым максимально уменьшить время нахождения в напряженном состоянии под действием горного давления кровли 8 и крайних целиков 7, что уменьшает возможность их разрушения и повышает безопасность очистных работ, Этому же способствует и одновременная отработка сразу несколько блоков 5, т.е. отбойка угля одновременно от двух и более разрезных печей 9. При этом уменьшается время на

хождения под действием нагрузки опорных

целиков 7 и уменьшается вероятность их разрушения.

Использование в качестве твердеющих смесей при возведении опорных целиков 7

5 смесей на основе фосфогипса также уменьшает возможность их разрушения, поскольку данные смеси наиболее приобретают высо- , кие прочностные характеристики при застывании (например, фосфогипсовая смесь через

0 сутки после заливки имеет прочность более 20 МПа) и приобретают высокую несущую способность, что важно, например, при небольшом опережении проходки печей 2 и возведения целиков 7 относительно фронта

5 очистных работ. Малое время для набора прочности не позволяет также расслоиться кровле 8 при затвердевании и усадке целиков 7, что также положительно влияет на прочность кровли и безопасность очистных работ.

0 Использование в качестве средства дгя отбойки угля и погашения целиков пневмо- патронов, работающих на энергии сжатого воздуха под высоким давлением (30-70 МПа), существенно влияет на безопасность

5 очистных работ, так как при работе пневмо-. патронов отсутствуют высокие температуры, приводящие к взрыву рудничного газа и угольной пыли.

Технико-экономическая эффективность

0 данного способа заключается в создании более безопасной технологии отработки пласта с одновременным управлением кровлей. За счет возможности отработки сразу нескольких блоков пласта увеличивается ско5 рость очистных работ. За счет отказа от использования замагайизированного угля по всей высоте отрабатываемого подэтажа, уменьшаются потери угля и его зольность. Формула изобретения

01. Способ выемки крутопадающих угольных пластов, включающий бурение в угольном пласте отбойных шпуров до прохода фронта очистных работ, их взрывание и выпуск угля, отличающийся тем, что,

5 с целью повышения безопасности очистных работ, в угольном пласте до ведения очистных работ параллельно их фронту возводят опорные целики с разрушающими скважинами в них, в которые вводят трубы, причем расстояние между целиками принимают

равным или меньше двойной мощности пород основной кровли пласта, затем между опорными целиками на равном расстоянии от них проходят разрезные печи, отбойные шпуры бурят симметрично по обе стороны от разрезных печей, а взрывание отбойных шпуров производят в противоположные стороны от разрезных печей в направлении опорных целиков, после чего осуществляют погашение опорных целиков после прохода

0

фронта очистных работ взрыванием в разрушающих скважинах пневмопатронов.

2. Способ по п.1,отличающийся тем, что взрывание отбойных шпуров производят одновременно от двух и более разрезных печей. 3. Способ по п. 1,отличающийся тем, что возведение опорных целиков производят из быстросхватывающихся смесей на основе фосфогипса.

Использование: при выемке крутопада ющих угольных пластов для повышения безопасности очистных работ. Сущность изобретения: в угольном пласте до ведения очистных работ возводят опорные целики параллельно фронту очистных работ на расстоянии, равном или меньшем двойной мощности основной кровли пласта, посередине между целиками проходят разрезные печи, симметрично по обе стороны от печей бурятотбойные шпуры и взрываютих, после прохода очистного забоя погашают целики, взрывание шпуров и погашение целиков производят пневмопатронами,для увеличения устойчивости целиков и кровли возможно взрывание шпуров одновременно от двух и более разрезных печей, а для возведения опорных целиков - использование быстро- схватывающихся смесей на основе фосфо- гипса. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.