Способ выемки крутопадающих угольных пластов Советский патент 1982 года по МПК E21B43/28 E21C41/04 

(54) СПОСОБ ВЫЕМКИ КРУТОПАДАЮЩИХ УГОЛЬНЫХ

ПЛАСТОВ

1

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке крупнопадающих угольных пластов или, более конкретно, при разработке выбросоопасных крутопадающих угольных пластов.

Известны способы выемки угольных пластов с помощью высоконапорных струй воды, заключающиеся в подготовке зал&жи системой штреков, разрушении уголь- Q ного пласта путем нагнетания воды через гидромониторные установки и транспортировке полученной гидросмеси на поверхность l.

Недостатками этих способов являются 5 высокие энергозатраты на создание высоконапорных струй воды и ограниченный радиус действия последних.

Известен способ химического боздействия на угольный пласт с целью разруш&20 нтш его структуры и превращения в по,г: движную суспензию, заключающийся в нагнетан га в пласт реагентов, таких как смеси жвдкого и газообразного аммония.

метанола, содержащего гидроокись магния, этиламина и метиламина, ацетона, перекиси водорода и т.п. Такие смеси уменьшают внутренние связи в пласте угля и плоскости контакта с окружающими породами. Подачей в пласт инертного газа создают суспензию, которую транспортируют на поверхность, где из нее выделяют уголь .

К недостаткам данного способа относятся высокая стоимость и экологическая опасность рекомендованных реагентов.

Наиболее близким к предлагаемому по условиям разработки угольного пласта и совокупности операций по вго предварите. льной подготовке является способ, применяемый для выемки выбросоопасного крутопадающего угольного пласта путем инициирования высыпания угля. Сущность данного способа состоит в следующем. Крутопадающий угольный пласт мощностью 1,5-3 м, залегающий в песчаниках и представленный мягким, склонным к высыпанию и самообрушению тлем, подготавпивают вентиляционным откаточным и полевым штреком, наклонными выработками производят сбойку полевого и откаточного штреков кверщлагами, а подготовленный таким образом выемочный участок отрабатывают заходками шириной 1О-15 м. Инициирование обрушения углем производят путем бурения по пласту по ширине заходки восстающих скважин на расстоянии 2-4 м одна от другой. Обрушенный уголь под действием горного дав ления выпускается на откаточный штрек З Однако указанный способ применим только для разработки крутопадающих угольных пластов, склонных к самообрушению. Сам процесс самообрушенил угля является практически неуправляемым и сопровождается большими потерями угля. Цель изобретения - снижение затрат на обрушение и выпуск угля путем созда ния искусственных плоскостей скольжения между угольным пластом и вмещаю щими породами. Поставленная цель достигается тем, что в скважины, пробуренные по пласту -на всю высоту этажа, нагнетают суспензию клеток метаноокисляющих микроорганизм об, В качестве метаноокисляющих микроор ганизмов используют, например, термофильную культуру l e-WlvEococcus tiiermo ptiitue штамм Ш П, растущую при 4565 С, или мезофильную куттьтуру Metlian wionqs гиЪиа штамм 15 Ш, растущдгю при . В результате жизнедеятел ности этих культур образуются полисахариды вязкостью б- и 3-4 с СУМ соответственно. Горное давление разрушает целики между скважинами, и оконтурен№ участок крутопадающего угольного плаота, разрушаясь, сползает по продуктам жизнедеятельности микроорганизмов на откаточный штрек. Затем по кверплагам уголь попадает на полевой штрек, по которому производят его транспортировку. Исследованиями установлено, что един ственным углеродным субстратом, пригод ным для роста указанных культур микроорганизмов, является метан. На синтез . 1 г абсолютно сухого вещества этих микроорганизмов расходуется 1,78 г метана и 4,7 г кислорода. Культуры устойчивы к гидростатическому давлению от 20 до 150 атм и к кратковременным перепадам градиента давления, имеющим место при нагнетании сусяевзии клеток в угольный пласт. Они фгаштруются через уголь с сохранении окисляющих и репродуктивных о гойств, культивируются на содержащемся в пласте метане и образуют знач:ительное количество экзотолисахаридов. Полисахарвды ослабляют связи пласта с вмещающими породами и служат своеобразной смазкой, способствующей сползанию к откаточному штреку разрушенных горным давлением целиков угля. На фиг. 1 изображена схема выемки крутопадающего угольного пласта; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Способ осуществляют следующим образом. Крутопадающий угольный пласт че;эез каждые 2О-40 м вскрывают стойками 1 с полевого штрека 2. По падению пш,ст оконтуривают откаточным 3 и вертилл- ционным 4 штреками, а по расширению.-наклонными выработками или скважинами большого Диаметра (5 и 6). У кровлч и почвы оконтуренного -участка пласта 1фобуривают на всю высоту этажа через каждые 5 м скважины. В скважины закашивают суспензию клеток микроорганизмов Ae-Mianomoiias штамм 15 Ш до пор, пока не будет зарегистрировано рушение и сползание угля на оконтурь; ном участке. Выпуск угля осуществляют на откаточный, а затем через квершлаги на полевой штрек, по которому его тпанопортируют к шахтному отвалу к выдают на поверхность. Использование изобретения позволяет получить экономический эффект а счет снижения затрат на разрушение и выпуск угля, уменьшении его потерь и cnocoCicT вует охране окружающей среды, так как не связано с примененгием токсичных веществ. Преимуществом его являетс$ также возможность осуществления бесилюдной выемки газоонасных угольных пластов. Форму, ла изобретени 1. Способ выемки крутопадаюпгах ;ггольных пластов, включающий проведение вентиляционного, откаточного и полевого штреков, сбойку полевого и откачного штреков квершлагами, оконтуриван1го выемочного участка по простиранию наклонниiWH выработками, бурение по пласту восстающих скважин для инициирования о рушения угля и его последующую травспортнровку, отличающийся тем, что, с целью сЕГймсешш затрат на рбр шенве и выпуск угля путем создания joкусственных плоскостей скольжения м зясду угольным пластом и вмещающими породами, в скважины, пробуренные по ппаоту на всю высоту этажа, нагнетают суопевзЕю клеток метаноокисляющих микроорганизмов. 2. Способ по п, 1, отличаюш и и с я тем, что в качестве метаноокисляюшкх микроорганизмов используют термофюпаную культуру Metli Cococcus {н о ЫЧи штамм Ш П или мезофильную We-tbanofnonas штамм 15 ш. &e 4 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент ФРГ № 230741 3, кл. Е 21 С 25/60, 1974, 2.Патент США № 385О477, кл. 299-4, 1974. 3.Канин В. А. и др. Опыт разработки выбросоопасного пласта путем инициирования высыпания угля. - Уголь, 1979, № 4 (637), с. 8-9.