Способ разработки угля в сложных условиях Советский патент 1993 года по МПК E21C41/18 

Предлагаемое изобретение предназначено для отработки угольных пластов в сложных горно-геологических условиях при большом количестве нарушений и на большой глубине.

Цель изобретения состоит в уменьшении обьема подготовительных выработок и закладочных работ улучшения условий поддержания и надежности управления кровлей.

Она достигается тем, что полосы закладки возводятся по одну сторону от штрека с шагом: L ,

где 1У - предельный устойчивый пролет слоя основной кровли, а с другой стороны штрека с тем же шагом, но со смещением на половину пролета, при этом вначале отрабатывается отстающий блок, образованный между двумя соседними полосами закладки сплошными (без оставления подзавальных целиков), заходками от центра блока в направлении к дальней полосе и возведением вместе с отработкой заходок средней полосы из быстротвердеющей закладки, образующей центральную выработку между ней и целиком угля, который отрабатывается аналогичными заходками при обратном ходе комбайна.

По мере возведения средней полосы в ней формируется полость за счет введения участками гибких оболочек (например с устройства закладки) и постепенной подачи в них высокого давления до затвердевания закладки, после чего оболочка за фал приоосо

GN СЛ СЛ О

СО

крепленный к ее противоположному концу от устья извлекается. После отработки блока комбайн окажется у противоположной полосы закладки на штреке и затем аналогичным образом начинается отработка про- тиволежащего блока.

Крепление заходок в зоне работы комбайна при необходимости осуществляется анкерами или гидростойками, устанавливаемыми с комбайна и извлекаемыми при его возвращении. По мере отработки блока в обратном ходе производится поучастковое разрушение средней полосы нагнетанием в полости разрушающей жидкости, причем участок у штрека разрушается после отхода очистных работ в соседнем блоке на безопасное расстояние.

На чертеже представлена технологическая схема выемки угля на основе данного способа: положение а - после отработки блока и разрушения средней полосы, положение б - когда полоса еще не разрушена, положение в - в момент ведения очистных работ при прямом ходе, возведении полосы и полости в ней, положение г - в момент выполнения обратного хода.

I - полоса закладки, 2 - штрек, 3 - охранные целики, 4 - средняя полоса, 5 - закладочное устройство с трубопроводом, 6 - гибкая оболочка, 7 - центральная выработка, 8 - комбайн, 9 - гидростойки.

Способ осуществляется следующим образом. Для подготовки блоков возводятся полосы закладки 1 по одну сторону от штрека 2 с шагом (1у- предельный устойни- вый пролет выработки), а по другую сторону с тем же.шагом, но со сдвигом на L/2 (половину пролета) относительно полос на проти воположной.

Затем в отстающем блоке со стороны штрека 2 в центре блока проходит заходка в направлении противоположному общему подвиганию работ, при этом у штрека 2 в случае необходимости могут оставляться охранные целики 3. По мере снятия заходок в центральной части блока возводится средняя полоса 4, продольная ось которой примерно совпадает с противолежащей полосой 1 из твердеющей закладки с помощью закладочного устройства с трубопроводом 5, на котором например, может устанавливаться кассета с гибкой оболочкой 6 вводимой в полосу по мере ее возведения. Гибкая оболочка 6 устанавливается участками, длина которых определяется длиной безаварийной работы на весь срок службы.

Затем из штрека 2, а на остальных участках с центральной выработки 7 образованной средней полосой и остающимся с

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

правой стороны целиком угля, в гибкие оболочки 6 последовательно подается давление, которое поддерживается вплоть до затвердевания закладки, при этом давление повышается ступенями, величина которых определяется степенью затвердевания закладки, без образования в ней трещин и последующим упрочением стенок полости пластическим деформированием. Это объясняется тем, что при затвердевании закладки гибкая оболочка частично деформируется и при восстановлении ее прежнего объема за счет очередной подачи давления происходит уплотнение массива вблизи ее поверхности, количество необходимых циклов, как показывает практика зависит от компонентного состава материала.

После чего оболочка извлекается за фал, прикрепленный к противоположному концу от устья гибкой оболочки 6,

После извлечения угля в левой части блока производится погашение оставшегося целика обратным ходом комбайна 8, при этом в оставшиеся в завале полости средней полосы под давлением подается разрушающая жидкость и происходит обрушение кровли участками заданной длины, разрушение последнего участку у штрека - 2 производится после перехода очистных работ в соседний блок. Полости перед нагнетанием в них жидкости могут использоваться для зондирования напряженно-деформированного состояния полосы методом сейсмоаку- стической эмиссии и определении на этой основе частоты крепления и порядка обрушения кровли над участками. Отбитый комбайном уголь грузится на конвейер. Крепление кровли в зоне работы осуществляется анкерами или гидростойками 9, извлекаемыми при выводе комбайна на центральную выработку 7. К завершению обратного хода (положение - 2) комбайн окажется у полосы закладки (второй от начала работ) на штреке 2. при этом ширина целика угля выбирается в зависимости от конкретной обстановки.

Далее производится отработка блока на противоположной стороне штрека, для чего комбайн 8 остается только повернуть в его сторону,

Выемка угля у устья вновь образуемой центральной выработки будет производиться в защищенной зоне полосы закладки вышележащего блока, в результате чего улучшаются условия ее поддержания. Возможно также возведение дополнительной полосы при повороте закладочного устройства в сторону ведения выемки. Дальнейшая работа производится аналогично вышеописанной.

Таким образом использование данного способа обеспечивает следующие преимущества: улучшаются условия поддержания и надежность управления кровлей, увеличивается длина отрабатываемого блока и со- кращается операционность комбайна и крепи.

Формула изобретения Способ разработки угля в сложных условиях, включающий проведение штреков и формование блоков в выемочном поле, оконтуривание их полосами закладки, выемку угля заходками прямым и обратным ходом комбайна, отличающийся тем, что с целью сокращения объемов подготоаи- тельных, закладочных работ, улучшения условий поддержания и надежности управления кровлей, увеличения длины отрабатываемого блока, полосы закладки по одну сторону от штрека возводят с шагом не более удвоенной величины устойчивого пролета кровли, а по другую сторону штрека с указанным шагом и опережением этого шага на половину, при этом выемку угля первоначально ведут от центра блока в ближней к границе выемочного поля части

сплошными заходками с возведением средней полосы из твердеющей закладки и формируют центральную выработку между указанной полосой и целиком угля, по мере возведения средней полосы в нее участками внедряют гибкую оболочку, создают в ней высокое давление воздуха до момента затвердевания закладки и формируют полость, причем давление увеличивают ступенями, величину которых определяют временем затвердевания закладки без трещин до упрочнения поверхностного слоя стенок полосы, после чего гибкие оболочки извлекают фалом, который прикрепляют с внутренней противоположной от ее устья стороны, затем производят погашение целика при обратном ходе комбайна, а после выхода на штрек отрабатывают блок прс- тиволежащий вынутому блоку, и по мере обратного хода через полости ведут разведку напряженно-деформированного состояния полосы, подают под давлением разрушающую жидкость и обрушают кровлю над каждым участком, причем последний участок разрушают после перемещений работ из противолежащего блока в соседний.

Использование: при разработке угля а сложных условиях. Сущность изобретения: способ предусматривает возведение полос закладки с шагом не более величины двух устойчивых пролетов кровли с одной стороны штрека и с таким же шагом и опережением на половину пролета с другой, выемку угля первоначально ведут из центра блока в ближней к границе выемочного поля части сплошными заходками с возведением средней полосы закладки и формируют центральную выработку между указанной полосой и целиком угля, по мере возведения средней полосы в ней участками создают полость для введения разведки напряженно-деформированного состояния полосы и подачи разрушающей жидкости, затем производят погашение целика при обратном ходе комбайна, а после выхода на штрек отрабатывают блок противолежащий отработанному. 1 ил. (Л С