Способ разработки мощных самовозгорающихся угольных пластов

 

Использование: добыча угля в условиях вечной мерзлоты. Сущность изобретения: мощный пласт подготовляют пластовыми штреками 1 и 2. Их проводят по почве пласта . Дополнительно в почве пласта проводят полевые выработки 3. Пластовые и полевые выработки сбивают щетками 4. Отработку пласта ведут последовательно слой за слоем. Сзади за лавой пластовые выработки заполняют углем и пропитывают антипирогенами. По мере отработки очередного слоя смерзшийся уголь в выработках оттаивают впереди забоя. Отработку всех слоев ведут по почве пласта механизированным комплексом. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 С 41/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4863403/03 (22) 14.05.80 (46) 23.09.92. Бюл. f4 35 (75) B.Н.Канистеров, П.К. Кучеба, Ф.M. Киржнер, А.В.Пшеченко и Л,M.Ñìèðíîâ (56) Громов Ю,В., Бычков Ю.Н., Кругликов

В.Н, Управление горным давлением при разработке мощных пологих пластов угля,—

М,: Недра, 1985, с. 238.

Авторское свидетельство СССР

1Ф 662715. кл. Е 21 С 41/18, 1978. (54) СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МОЩНЬ!Х САМОВОЗГОРАЮЩИХСЯ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ

„„5U, 1763660 А1 (57) Использование: добыча угля в условиях вечной мерзлоты. Сущность изобретения: мощный пласт подготовляют пластовыми штреками 1 и 2. Их проводят по почве пласта. Дополнительно в почве пласта проводят полевые выработки 3. Пластовые и полевые выработки сбивают щетками 4. Отработку пласта ведут последовательно слой за слоем. Сзади за лавой пластовые выработки заполняют углем и пропитывают антипирогенами. По мере отработки очередного слоя смерзшийся уголь в выработках оттаивают впереди забоя. Отработку всех слоев ведут по почве пласта механизированным комплексом. 2 ил, 1763660

10 бот

15 вых подготовительных выработок по почве пласта и отработку его слоями, отработку одним забоем, подвигаемым по почве пла20 ста, проводят полевые транспортный и вен30

45 ремонте различных типов комплексов.

50 Сохранение и использование пластовых выработок, пройденных по почве плаСпособ разработки мощных самовозгорающихся угольных пластов, Изобретение относится к области горнодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке мощных 5 самовозгорающихся угольных пластов механизированными комплексами в условиях вечной его мерзлоты.

Известен способ разработки мощных угольных пластов, включающий проведение подготовительных выработок по почве пласта и отработку пласта с выпуском подкровельной пачки угля (см, Ю.В.Громов, Ю.Н.Бычков, В.П.Кругликов "Управление горным давлением при разработке мощных. пластов угля", М., Кедра, 1985 г. с, 238).

Недостатками указанного способа являются большие потери угля в выработанном пространстве, опасность его самовозгорания, возможность динамических ударов и повреждения крепи при резких осадках кровли из-за отсутствия защитной пачки угля.

Известен способ отработки мощных пластов наклонными слоями в нисходящем 25 порядке, включающий выемку верхнего слоя с укладкой вслед за подвиганием лавы гибкого перекрытия и последующую выемку слоев под защитой гибкого перекрытия (см.

Л.Н.Гапанович, В.Ф.Парусивов, А,П.Судопластов "Обобщение отечественного и иностранного опыта разработки мощных пластов и наклонных угольных пластов" М., Углетехиздат, 1959, с. 405).

Недостатками этого способа являются . 35 большая трудоемкость работ, связанная с укладкой гибкового перекрытия и необходимость проведения слоевых пластовых выработок в каждом слое, Известен способ разработки мощных пологих пластов полезных ископаемых с труднообрушаемыми породами, двумя наклонными слоями (см.а.с, М 663839 М 21

С 41/04 от 25.01.78 г.), который принимаем за прототип. Суть его заключается в том, что разработку мощного пласта производят в два слоя опережает забой верхнего на величину пролета обрушения основной кровли, причем обработку обеих слоев производят механизированными комплексами различного типоразмера на выработки нижнего слоя, которые погашают после отработки верхнего слоя.

Недостатками данного способа являются, невозможность выемки мощного пласта более чем двумя слоями, что резко orðàíè- 55 чивает область его применения, а также большие трудности и затраты, связанные с поддержанием выработки позади лавы первого слоя, т.е. в особо сложных условиях, когда она находится в зоне суммарного опорного давления от лав верхнего и нижнего слоя, а также необходимость применения комплексов различных типов при разной вынимаемой мощности слоев, Целью предполагаемого изобретения является уменьшение затрат на проведение и поддержание слаевых выработок и повышение эффективности и безопасности раПоставленная цель достигается тем, что в известном способе разработки механизированными комплексами мощных угольных пластов, включающем проведение пластопласта в пределах выемочного столба осуществляют последовательно слой эа слоем тиляционный штреки и обивают их с соответствующими пластовыми выработки наклонными геэенками, по мере отработки каждого очередного слоя пластовые выработки позади забоя заполняют отбитым углем, который пропитывают антипирогенами, а впереди забоя при отработке второго и последующих слоев, производят оттаивание пропитанного антипирогенами угля и выгрузку из пластовых выработок размороженного угля через наклонные гезенки и используют пластовые выработки повторно для отработки следующего слоя

Новыми признаками в предполагаемом способе являются:

1. Отработка мощного пласта одним забоем последовательно слой за слоем только у почвы пласта. Этот признак позволяет отработать пласт практически любой мощности без оставления ме>кслоевых угольных пачек и беэ возведения межслоевых перекрытий, в отличие от прототипа, в котором предусматривается отработка мощного пласта только в два слоя. Кроме того, в прототипе требуются различные типоразмеры комплексов для отработки нижнего и верхнего слоев, что представляет большое неудобство из-эа сложностей в обслуживании и ста в течение всего времени отработки его на полную мощность путем закладки выработки углем, отработанным антипирогенами.

Закладка выработки углем позволяет сохранить ее крепь при обрушении кровли в лаве. Пропитанный антипирогенами уголь а условиях отрицательной температуры окружающего массива смерзается и образует

1763660 закладку достаточной прочности около 2—

4 МПА, а затем при подготовке нижнего слоя потребуется только разморозить уголь и выгрузить его из выработки.

Признак — проводят полевые трайспортные и вентиляционные штреки и сбивают их с соответствующими пластовыми выработками наклонными гезенками, в принципе известен, но он отсутствует в способе принятом за прототип. В предлагаемом спосо6е, в отличие от известных, он позволяет сократить затраты на транспорт и поддержание выработок, вести подготовку очередного слоя к выемке участками, нагружая уголь из пластовых выработок через наклонные гезенки и тем самым значительно уменьшить время на подготовку слоя к выемке и затраты на поддержание в нем выработок.

Пропитка угля антипирогенами также известна, но в данном случае она, кроме снижения пожароопасности служит средством упрочнения закладочного массива, вследствие того, что в условиях отрицательной температуры окружающего массива произойдет смерзание угля.

Таким образом все заявляемые признаки по своему назначению в предлагаемом способе являются новыми и не встречались в известных способах отработки мощных пластов угля.

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

На фиг.1,2 показано: 1 — мощный пласт, 2 — пластовые подготовительные выработки, пройденные по почве пласта, 3 — полевые штреки, проводимые в почве пласта, 4— наклонные гезенки, между пластовыми и полевыми выработками, 5 — очистной забой в первом слое, 6 — пластовая выработка позади лавы, заполненная смерзшимся углем, пропитанным антипирогенами, 7 — второй, отрабатываемый у почвы пласта слой, 8— участки, которыми осуществляют подготовку к выемке последующего слоя, Разработку мощного пласта предлагаемым способом осуществляют следующим образом.

Для подготовки к выемке мощного пласта 1 проводят по его почве пластовый конвейерный и вентиляционный штреки 2 и соответствующие им полевые штреки 3, которые с пластовыми сбивают наклонными гезенками 4, после этого начинают выемку первого слоя, очистным забоем 5, который подвигают по почве пласта, толщину слоев принимают в зависимости от общей занимаемой мощности пласта с таким расчетом, чтобы она беэ остатка делилась на части, 55 ствии с типоразмером комплекса принимается равной 3 м. Тогда количество слоев составит: 12: 3 = 4, т.е, пласт необходимо отрабатывать в 4 слоя. После монтажа механизированного комплекса начинают отработку первого слоя с подвига нием 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 транспортировка угля и вентиляция осуществляются по пластовым выработкам 2 на передние гезенки. Сзади за лавой пласто10 вые выработки 6 заполняют углем, который поливают антипирогенами, В условиях отрицательных температур пропитанный антипирогенами влажный уголь замерзает и образует плотный закладочный массив, По

15 мере выемки первого слоя и подвигания очистного забоя по почве подработанная часть пласта опускается на почву и пригружается вышележащими породами, Отработку второго и последуюЩих сло20 ев проиэводяттакже с подвиганием механизированного комплекса по почве пласта .

Для их подготовки размораживают с помощью установок местного подогрева уголь, заполняющий крайний у границы

25 столба гезенк, выпускают из него уголь на полевой штрек, а затем отгружают уголь из пластовых выработок участками, равными расстоянию между соседними гезенками.

В конкретных условиях, например, шах30 ты "Анадырская" предлагаемый способ может быть осуществлен следующим образом.

Шахтой подготавливаются к отработке пласт "Анадырский" мощностью 12 м, Кровля пласта — аркозовый песчаник. почва—

35 серый, мелкозернистый песчаник, работы ведутся в зоне многолетней мерзлоты, температура вмещающих пород — 3,0..-4,0 С.

Для подготовки к выемке пласта предлагаемым способом проводят по почве пласта

40 конвейерный и вентиляционные штреки.

Сечение выработок 3 м, крепление - метал2 лические арки, устанавливаемые через 0,8 м. Затяжка кровли и боков сплошная, Одновременно с проведением пластовых выра45 боток, проводят и соответствующие им полевые выработки, такого же сечения. Выработки располагают на расстоянии 10 м ниже подошвы пластовых выработок со смешением их в вертикальной плоскости на

50 расстоянии 8-10 м. Через 100 м пластовые выработки сбивают с полевыми наклонными гезенками. Пласт намечается отрабатывать механизированным комплексом

КМ-81, Мощность каждого слоя, в соответ1763бб0 механизированного комплекса на почве пласта. Транспортировку угля осуществляют по пластовым выработкам йа передние гезенки и затем на полевой конвейерный штрек, По мере подвигания забоя пластовые выработки позади лавы заполняют углем. Осуществляют зто следующим образом — при подходе очистного. комбайна на расстояние равное, примерно 5 м уголь, с помощью удлиненного рештака и перегружателя засыпают в пластовую выработку.

Так как сечение выработки 8 м, учитывая

2 что объемный вес угля равен 1,4 т/м" для полного заполнения 1 п.м. выработки потребуется около 12 т угля. При мощности вынимаемого слоя 3 м и ширине захвата 0,68 м такой объем угля получится с выемки стружки длиной около 5 м.

По мере заполнения выработки углем

его обрабатывают антипирогеном, в качестве которого применяется водный раствор карбомида (мочевины) и хлористого кальция. Количество антипирогена для исключения самовозгорания принимается иэ расчета 0,2 — 0,3 от массы угля закладываемого в выработку. Подачу антипирогена осуществляют из емкости, в качестве которой можно использовать шахтную вагонет ку, с помощью насоса УН-35. После поливки угля антипирогеном в условиях отрицательной температуры пород и воздуха уголь смерзается и образует плотный закладочный массив, предохраняющий крепь выработки от разрушения. После выемки первого слоя на всю длину выемочного столба приступают к подготовке и отработке следующего слоя. Для этого s ближний к границе выемочного столба гезенк с помощью установки Т3Н подают воздух„нагретый до температуры 40 — 50 С, Оттаявший уголь выгружают из гезенка и таким образом(способом) начинают оттайку и выгрузку его из пластовых выработок, после выгрузки угля на участке между крайними гезенками проводят монтажную камеру и приступают к выемке следующего слоя, При этом по мере подвигания забоя впереди него проиэводят выгрузку угля на следующем участке выработки и т.д., а вслед за лавой второго слоя вновь производят закладку пластовых выработок углем, обработанным антипиро5 геном. Таким образом производят отработку слоев с подвиганием механизированного комплекса до полной отработки пласта на всю мощность.

Предлагаемый способ имеет следую10 щим преимущества по сравнению с. прототипом: он позволяет отрабатывать пласты практически любой мощности, не требует применения крепи различных типоразмеров, позволяет уменьшить затраты на про15 ведение и поддержание пластовых выработок, позволяет отрабатывать пласты угля, опасные по самовозгоранию, и сократить затраты на транспортировку угля, под готовку слоя к выемке и время на ввод в

20 эксплуатацию нового участка шахтного поля, Формула изобретения

Способ разработки мощных самоаозго25 рающихся угольных пластов, включающий проведение пластовых транспортного и вентиляционного штреков по почве пласта, слоевую отработку забоями по.почве пласт отличающийся тем, что, с целью

30 повышения эффективности и безопасности работ в условиях многолетней мерзлоты за счет уменьшения затрат на проведение и поддержание слоевых выработок, в почве пласта дополнительно проводят полевые

35 транспортный и вентиляционный штреки и сбивают их с соответствующими пластовыми выработками наклонными гезенками, а слоевую отработку пласта ведут последовательно слой за слоем с повторным исполь40 зованием пластовых выработок при этом

J по мере отработки слоев пластовые выработки позади забоя заполняют отбитым углем и пропитывают его антипирогенами, а по мере отработки очередного слоя уголь в

45 выработках впереди забоя оттаивают и выгружают его через наклонные гезенки на полевые выработки.

1763660

Составитель

Техред М.Моргентал

Корректор А: Долинич

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3438 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-ÇS, Раушская наб., 4/5