Комбинированный способ разработки свиты угольных пластов

 

Назначение: комбинированный способ разработки свиты угольных пластов относится к горной промышленности. Сущность: комбинированный способ разработки угольных пластов включает открытую и подземную технологию выемки угля, при этом подземную разработку угольных пластов или их участков, выходящих за контуры карьерного поля, начинают после вскрытия их выходов под наносы или откаточных горизонтов ранее отработанных подэтажей породными уступами на вскрышных работах, используя рабочие площадки уступов в качестве вентиляционных горизонтов и вскрывая откаточные (конвейерные) горизонты подземных работ либо с более глубоких уступов карьера, либо путем проведения наклонной выработки по пласту, отрабатываемому подземным способом. 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для отработки свиты угольных пластов с применением открытой и подземной технологии ведения горных работ.

Известен открыто-подземный способ разработки месторождений полезных ископаемых, включающий выемку полезного ископаемого открытым способом, т.е. с применением вскрышных работ, а транспортировку полезного ископаемого на дневную поверхность через систему подземных горных выработок [1] Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ совместной открытой и подземной технологии ведения горных работ при разработке месторождений полезных ископаемых, сущность которого заключается в том, что свиты крутопадающих пластов полезных ископаемых включают отработку основного мощного пласта и пластов, залегающих в его висячем боку, открытым способом, а пластов, залегающих в лежачем боку, подземным способом [2] выемка пластов подземным способом ведется этажным или подэтажным обрушением для вскрытия их открытыми работами с формированием устойчивых зон из закладочных материалов, а после углубки открытых работ на горизонтах ниже отработанных подземным способом подэтажей производят выемку межкамерных целиков.

Недостатком известного способа разработки (прототипа) является то, что подземным способом разрабатываются только те пласты (малой мощности), которые залегают в лежачем боку свиты, причем ведутся почти обособленно от открытых работ, а вскрытие и эксплуатация этих пластов ведется через капитальные подземные выработки со всеми затратами подземной технологии добычи угля.

Целью изобретения является устранение отмеченных недостатков прототипа, которая достигается тем, что при отработке свиты крутых и наклонных пластов с применением комбинированной технологии, включающей открытый и подземный способы выемки угольных пластов, попадающих в контур карьерного поля, подземную отработку сопутствующих угольных пластов начинают производить после вскрытия их выходов под наносы или откаточных (конвейерных) горизонтов, ранее отработанных подэтажей (этажей), породными уступами на вскрышных работах, используя рабочие площади уступов в качестве вентиляционных горизонтов и вскрывая транспортные горизонты подземных работ либо с более глубоких уступов карьера, либо путем проведения наклонной (уклонной) выработки по пласту, отрабатываемому подземным способом, при этом подземным (полуподземным) способом отрабатывают пласты, залегающие не только в лежачем боку, свиты, но и в висячем.

На фиг. 1 показана схема развития горных работ в карьерном поле, представленном четырьмя крутыми пластами: одним мощным (основным) пластом М и тремя пластами С₁, С₂ и С₃ средней мощности (от 1,3 до 3,5 м); на фиг. 2 вариант открыто-подземной отработки свиты пологих пластов; на фиг. 3 то же, план (фрагмент).

Проследим развитие горных работ при отработке свиты крутых пластов до уровня пятого горизонта. На первых двух горизонтах (уступах) выемка угля ведется только на мощном пласте М. При ведении вскрышных работ на верхнем уступе при выемке мощного пласта М на Ш горизонте происходит вскрытие верхней части сопутствующего пласта С₂, расположенного в породах лежачего бока основного пласта М. На этом этапе работ в бортах второго уступа в сторону пласта С₂ проходят квершлаги 1, которые переходят в пластовые штреки 2, проходимые на длину выемочного поля в ту и другую сторону от квершлагов 1. Штреки 2 и квершлаги 1 оборудуются конвейерным транспортом или гидротранспортом. Со штреков 2 или непосредственно с почвы первого уступа, которым вскрыт пласт С₂, бурятся скважины для подготовки участка пласта к очистным работам. Очистные работы ведутся известными в технологии подземных работ способами в зависимости от горно-геологических условий угольного пласта и вмещающих его боковых пород: с отбойкой угля длинными скважинами, с применением щитовых перекрытий, стругами и выемочными машинами в комплексе с легкими механизированными крепями или без крепления и ограждения призабойного пространства. Отработанные участки пласта С₂ на втором уступе засыпаются пустыми породами от вскрышных работ на первом уступе. При выемке пласта М на III горизонте вскрываются участки пласта С₃ квершлагами 3 и пластовыми штреками 4 на уровне третьего уступа с дальнейшей подземной отработкой и выдачей добытого угля на III горизонте открытых работ.

При развитии горных работ по выемке мощного пласта М на четвертом горизонте (порядковые номера горизонтов показаны в контуре пласта М, этими же номерами указаны объемы вскрышных работ, которые выполняются на этих этапах) вскрышными работами во втором уступе опять вскрывается пласт С₂ (на уровне конвейерного горизонта первого подземного подэтажа), а с борта четвертого уступа проходится квершлаг 5 и штреки 6.

При выемке пласта М открытыми работами на V горизонте вскрываются выходы под наносы пласта С₁, открытыми работами вскрывается пласт С₃ на уровне конвейерного штрека 4 и квершлага 3 первого подземного этажа (подэтажа). В это время проходятся квершлаг 7 в сторону пласта С₃ и конвейерные штреки 8 по нему для подземной отработки второго этажа 9, высота которого равна сумме высот двух уступов на открытых работах (IV+V). В это же время проходятся промежуточные квершлаги 10 для пласта С₁ и штреки 11 по нему.

При дальнейшем углублении горных работ по открытой отработке пласта М развитие горных работ по подземной отработке пластов С₁, С₂ и С₃ ведется в такой же последовательности: через каждые два уступа на открытых работах по выемке пласта М отрабатывается один этаж (подэтаж) по выемке сопутствующих пластов. При этом очистные подземные работы на этих пластах начинаются после того, как их верхний горизонт вскрыт вскрышными уступами. Такой порядок работ приводит к вышеизложенным преимуществам подземной отработки сопутствующих пластов; нет надобности в выработках вентиляционного горизонта, использование бурового оборудования для бурения скважин, отсутствие монтажных камер при щитовой выемке пластов и т.д.

Комбинированный полуподземный способ разработки должен применяться тогда, когда он является более экономичным по сравнению с открытым способом. Другим примером его применения могут быть условия, возникающие при отработке свиты крутонаклонных выполаживающихся пластов, например в условиях Ерунаковского угольного месторождения в Кузнецком бассейне. На какой-то определенной глубине открытых работ эта технология становится не выгодной по сравнению с подземными работами и развитие открытых горных работ останавливается, но до постройки новых шахт на этом шахтном поле еще далеко. Поэтому представляется вполне рациональным свиту пластов или даже отдельные пологие пласты, выходящие на породные уступы, отработать по комбинированной (открыто-подземной) технологии. Для этого по каждому пласту, выходы которого вскрыты породными уступами, проходится наклонная пластовая выработка 12 (уклон), с которой в обе стороны проходятся горизонтальные выемочные штреки 13 и 14 для нарезки лав 15 и 16. Лавы оборудуются механизированными комплексами, а уклон 12 высокопроизводительными конвейерами. Угольные пласты, имеющие выходы на борты карьера, как правило, разгружены от горного давления, обладают пониженной газоносностью и крепостью и могут быть отработаны с высокой нагрузкой на очистной забой (комплекс) 3-5 тыс.т угля в сутки. Уголь, выданный на рабочую площадку 17 уступа, поступает на внутрикарьерный транспорт, которым доставляется на карьерный технологический комплекс.

Формула изобретения

КОМБИНИРОВАННЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ СВИТЫ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ, включающий вскрытие пластов, открытую карьерную разработку основного пласта уступами, подземную разработку пластов, входящих за контуры карьерного поля или отрабатываемого горизонта в лежачем боку свиты, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности отработки угольных месторождений, выемку угля сопутствующих пластов висячего бока свиты ведут подземными работами, причем подземную разработку угольных пластов или их участков, выходящих за контуры карьерного поля или отрабатываемого горизонта как со стороны висячего, так и лежачего боков свиты, начинают после вскрытия их выходов под наносы или транспортные горизонты ранее отработанных подземным способом подэтажей породными уступами на вскрытных работах, используя рабочие площадки уступов в качестве вентиляционных горизонтов и вскрывая транспортные горизонты подземных работ либо с более глубоких уступов карьера, либо путем проведения наклонной выработки по пласту, отрабатываемому подземным способом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3