Способ подземной разработки пластовых месторождений

 

Изобретение относится к горному делу и позволяет сократить объе.м предварительно проводимых подготовительных выработок (В) в условиях Е{еустойчивых боковых пород и повысить устойчивость в. Проводят подготовительные В смешанным забоем по породе и по полезному ископаемому (ПИ) с опережением забоя по нему, укладку на почву В прогонов, установку штрековой крепи и отработку под.готов.тенных запасов ПИ столба.ми. При этом в почве пласта со стороны сначала смежного столба, а затем со стороны забоя по ПИ под углом 7-16° к вертикальной плоскости по мере отработки столбе формируют полости (П). Глубину П определяют из экспериментально установленной зависимости: t h-fO,03/q+Ah/4, где L- величина подрывки почвы пласта, м; q несущая способность верхнего слоя почвы В, МПа; Ah - величина конвергенции В на границе заднего опорного давления. После формирования П со стороны смежного столба в ней формируют буферную подушку толщиной не более t/2, устанав.тивают эле.менты штрековой крепи, соединяют их с верхняками, которые распирают крепыо усиления. Затем формируют П со стороны забоя по ПИ. После распора верхняков крепью усиления за зоной заднего опорного давления ведут подрывку пород почвы пласта. Затем на почву В укладывают прогоны. 3 з.п. ф-лы, 15 ил. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5)) 4 E 21 С 41!04

Г1 .Г з3!!М

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4241839/23-03 (22) 11.05.87 (46) 23.02.89. Бюл. ¹ 7 (71) Подмосковный научно-исследовательский и проектно-конструкторский угольный институт (72) Б. В. Цыплаков, 1О. П. Дубовский, В. A. Потапенко, Ф. С. Чендев, В. С. Момчилов, Ф. А. Карасев, А. П. Румянцев (53) 622.271 (088.8) (56) Уголь, 1986, № 2, с. 33 — 38.

Авторское свидетельство СССР № 949179, кл. Е 21 С 41/04, 1980. (54) СПОСОБ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКИ ПЛАСТОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ (57) Изобретение относится к горному делу и позволяет сократить объем предварительно проводимых подготовительных выработок (В) в условиях неустойчивых боковых пород и повысить устойчивость В. Проводят подготовительные В смешанным забоем по породе и по полезному ископаемому (ПИ) с опережением забоя по нему, укладку на почИзобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке пластовых месторождений без предварительного проведения подготовительных выработок с одновременным выполнением очистных и подготовительных работ и формированием выработки с подрывкой почвы пласта.

Цель изобретения — сокращение объемов предварительно проводимых подготовительных выработок в условиях неустойчивых боковых пород и повышение устойчивостии выработок.

На фиг. 1 изображена технологическая схема способа разработки (стрелкой показано направление подвигания лавы, пункв;, В прогонов, установку штрековой крепи и отрабо ку подготов;енных запасов ПИ столбами. При этом в почве пласта со стороны сначала смежного столба, а затем со стороны забоя по ПИ lI03 углом 7- — 16 к вертикальной плоскости по мере отработки cT(YiUc. формируют полости (П). Глубину П определяют из экспериментально установленной зависимости: t = h+0,03, ñl+Ì/4, где 1 — величина подрывки почвы пласта, м; о — несущая способность верхнего слоя почвы В, МПа; 5h — величина конвергенции В: а границе заднего опорного давления. После формирования П со стороны смежного столба в ней формируют буферную подушку толшиной не более (/2, устанавливают элементы штрековой крепи, соединяют их с верхняками, которые распирают"крепыш усиления. Затем формиру|от П со стороны забоя по ПИ.

После распори верхняков крепыш усиления за зоной заднего опорного дазления ведут подрывку пород почвы пласта. Затем на почву В укладывают прогоны. 3 з.п. ф-лы, 15 ил.

1 табл. тирными линиями — выемочные столбы); на фиг. 2 и 3 — сопряжение формируемой выработки с лавой после выемки угля в забоях выработки и лавы и отхода очистного комбайна (вид со стороны забоя и в плане соответственно); на фиг. 4 и 5 — сопряжение после формирования полости у опережающего забоя в почве пласта со стороны целика полезного и-копаемого; на фиг. 6 и

7 — боковой элемент и верхняк постоянной крепи, которые установлены, соединены между собой и верхняк подхвачен и расперт крепыш усиления; на фиг. 8 и 9 — момент после передвижки лавного конвейера и подготовки полости для установки бокового элемента постоянной крепи выработки со сто1460266

55

3 роны лавы; на фиг. 10 и 11 — момент окончания крепления формируемой выработки; на фиг. 12 и 13 — производство работ по подрывке почвы в сформированной выработке; на фиг. 14 — сформированная выработка при применении незамкнутой штрековой крепи; на фиг. 15 — то же, в случае укладки прогона на подошву выработки.

Способ осуществляют следующим образом.

После выемки угля у опережающего забоя 1 формируемой выработки 2, очистной комбайн 3 продолжает работу по выемке или зачистке угля в лаве 4. При отходе комбайна от целика угля 5 на безопасное расстояние и креплении кровли в лаве у сопряжения с выработкой 2 путем передвижения секции лавной механизированной крепи

6 у забоя лавы 7 перед лавным конвейером

8 в почве 9 пласта со стороны целика угля 5 формируют под углом 7 — 16 к вертикальной плоскости, проходягцей вдоль продольной оси выработки, полость 10, глубина которой больше, чем уровень 11 почвы пласта формируемой выработки 2. Формирование полости производят, например, бурением.

Глубину полости 10 возможно более точно определить из экспериментально установленной зависимости,1,+О„ОЬ + Л4 с для чего определяют необходимую величину последующей подрывки почвы h, ее несущую способность q (МПа) и измеряют конвергенцию dh(<) выработки на границе зоны заднего опорного давления. В указанной зависимости величину подрывки почвы определяют как разницу между необходимой высотой формируемой выработки Н и вынимае мой мощностью пласта m плюс величина ее конвергенции hh на границе зоны заднего опорно о давления очистного забоя, т.е.

h = H — m + ь h. Другая часть указанной за00> 64 висимости, а именно ь1= — — — + — —, пред 1 ставляет собой величину заглубления боковых несущих элементов в подошву формируемой выработки. Если принять величину несущей способности почвы q, изменяющуюся в пределах 0,2 — 2 МПа, а величину конвергенции ьЬ 0,2 — 0,6 м, то, подставляя в последнее выражение вначале крайние, а затем средние значения q и ь(т, получают значения ь(, казанные в таблице.

Определение величины заглубления несущих элементов крепи в подошву формируемой после подрывки почвы выработки позволяет наиболее полно учесть несущую способность почвы и величину конвергенции выработки, которая зависит от величины горного давления на крепь, боковая составляюшая которого учитывается в экспериментальной зависимости.

Для снижения вдавливания несущих боковых элементов крепи в почву формируемой выработки в образованной полости желательно создать буферную подушку из кусковых материалов, имеющихся в шахте (например, известняка, битого кирпича и др.), или твердеющих растворов (например, раствора цемента с песком, специальных битумIb(x смол и пр), прочностью в 2 — 5 раз больше несущей способности почвы выра-. ботки, измеренной на уровне ее подошвы, и толщиной не более половины Qt — величины заглубления бокового элемента крепи ниже уровня подошвы, сформированной после подрывки почвы выработки. Буферная подушка обеспечивает большую плошадь опоры несуших элементов крепи, перераспределяет оолее равномерно контактные напряжения, увеличивает сцепление боковых э.тементов крепи с породами почвы выработки.

Создают оуферную подушку путем насыпания определенного объема материала в образованную полость.

Затем в полость 10 устанавливают боковой элемент 12 постоянной крепи выработки, после чего его соединяют с верхняком 13, который подхватывают и распирают крепыш

14 усиления, например, типа Т вЂ” 6К. Боковой элемент и верхняк соответственно соединяют растяжками с ранее установленными аналогичными элементами рам постоянной крепи выработки 15 или 16.

После передвижки лавного конвейера 8 следом за ним оборудуют аналогично годгогавливаемую полость 17, куда устанавливают другой боковой элемент 18 постоянной крепи выработки и соединяют с ранее возведенным верхняком крепи и боковым элементом ранее возведенной рамы постоянной крепи.

Одновременно с выполнением указанных операций ведут подрывку пород почвы 9 пласта до полного сечения выработки. Предпочтительным, с точ ки зрения сохра нения сечения формируемой выработки 2, предотвращения ее деформации в зоне заднего опорного давления лавы, последуюшей повторной подрывки почвы в результате ее пучения, ремонта выработки с подрывкой боковых пород (с раскоской боков) в результате возможного выдавливания боковых элементов крепи в выработку, является ведение подрь.вки почвы пласта за зоной распространения заднего опорного давления. В случае необходимости (например, в случае большой деформации выработки и затруднения проходов для обслуживающего персонала или недостаточного сечения по условиям вентиляции) возможно производить подрывку почвы формируемой выработки и бли1460266

Формула изобретения

Величина заглубления боксвого элеВеличина

Величина несущей способконвергенции,м мента в подошву выработки, м

НОСТИ, МПа

0,6

0,2

0,3

0,2

О, 065

0,2

0,2

0,2

0,6

О, 165

0,4

О, 13

5 же к лаве с отставанием от очистного забоя на расстояние, позволяющее вести работы без нарушений требований безопасного ведения работ, хотя в этом случае возрастает риск повторной подрывки почвы и ремонта выработки. Подрывку почвы пласта возможно вести как вручную, так и с применением машин, например машины «Штрек» конструкции ПНИ УИ. После проведения подрывки выработки она готова к эксплуатации и повторному использованию в качестве ранее сформированной аналогичным образом выработки для отработки последующего выемочного столба. В случае экстремальных условий повышенного бокового горного давления, проявления сильного пучения почвы выработки после поддирки почвы выработки на нее укладывают лежень 19, который распирает боковые элементы крепи.

Изобретение позволяет расширить ооласть применения способа разработки пластов полезного ископаемого с одновременным формированием подготовительных выработок на месторождения с условиями неустойчивых боковых пород, требующих формирования подготовительных выработок за счет подрывки почвы пласта, что обеспечивает значительное снижение объема предварительно проводимых подготовительных выработок, ускоряет подготовку выемочных полей к ведению добычных работ.

1. Способ подземной разработки пластовых месторождений, включающий проведение подготовительных выработок смешанным забоем по породе и по полезному ископаемому с опережением забоя по нему, укладку на почву подготовительной выработки, прогонов, установку штрековой крепи и отработку подготовленных запасов полезног0 ископаемого столбами, отличающий ся тем, что, с целью сокращения объемов предварительно проводимых подготовительных выраOOT0I B y CJIOBHRX HE." :CTOA IHBb?X бокOBb?X HOрод и повышения устойчивости выработок, в почве пласта со стороны смежного столба и co cTo)Iok?bl забоя IIo поле:,ному ископаемому l1îд углом 7 — 16 к вертикальной! плоc каст:? по мере отработки столба формируют полости глубиной где ? — величина подрывки почвы, плас15 та, и; несущая способность верхнего слоя почвы выработки. МПа; д)? — ве.шчина конверген?гии выработки на грани?,е заднего опорного;?а?ления, при этом сначала фор.,?ируют пслость с стороны смежного:толба, устанавливают в ней элементы штрековой крепи, соединяют пх с верхняками, которые распираю- кр=пь?0 усиления, затем указанную полость формиру

25 ют со стороны забоя по полезному I?ck 0?1aeл?Ол? ., причем ??Осле раc?10pl Bcрхняков крепью усиления ведут подрывку пород почвы

2. Способ по п. 1, от.,«ичаюи)и?.ся те. ?, 30 что подрывку погод почвы пласта ведут --. I зоной заднего о:?орного дагления.

3. Способ по п. 1 от.!ичающайся тем, что перед установкой элементов штрековой крепи в полостях формируют буферную подушку толщиной не более половины глубины сформированнои полости.

4. Способ по и. 1, от.!ичаюшийся тем, ?то прогоны на почву подготовительной выработки укладывают после ее подрывки.

1460266

1460266

1460266

14б02бб

h ф 2 фу.л lg

Составитель В. Тычина Редактор И. Горная Техред И. Верес Корректор М. Шароши

Заказ 440/33 Тираж 449 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобре-.ениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035„Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4(5

Производственно-издательский комбинат «Г1атент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101