Способ разработки крутых угольных пластов с закладкой выработанного пространства

 

Изобретение относится к технологии отработки крутых угольных пластов с закладкой под охранными сооружениями. Сущность изобретения: способ включает деление этажа на подэтажи, отработку подэтажей чередующимися полосами по восстанию, первичных с твердеющей закладкой. Подэтажи подготавливают путем выемки горизонтальных полос на границах смежных подэтажей с твердеющей закладкой, проведением и формированием подэтажных штреков выше и ниже горизонтальной полосы в каждом подэтаже. Выемку угля в первичных полосах ведут из подэтажных штреков, сформированных выше горизонтальной полосы, а вторичный полосы отрабатывают из нижнего штрека через сбойки, оставляемые в закладочном массиве горизонтальной полосы. Во вторичных камерах выработанное пространство заполняют гидравлической закладкой. 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, а конкретно к технологии отработки крутых угольных пластов с закладкой выработанного пространства.

Наиболее близким аналогом, принятым нами за прототип, является способ разработки крутых угольных пластов с закладкой выработанного пространства, включающий деление этажа на подэтажи, отработку подэтажей чередующимися полосами (первичными в целиках угля и вторичными между искусственными целиками первичных полос, из твердеющей закладки) [1] Недостатком прототипа является большой расход бетонной закладки, что и дорого, и дефицитно, и сопровождается высокой трудоемкостью работ по приготовлению и доставке твердеющих смесей.

Целью изобретения является устранение недостатка прототипа путем снижения расхода бетонной (твердеющей) закладки.

Цель достигается тем, что при разработке крутых угольных пластов с закладкой выработанного пространства, включающей деление этажа на подэтажи, отработку подэтажей чередующимися полосами по восстанию, с выемкой сначала первичных полос и возведением в них массива из твердеющей закладки, а затем вторичных полос, расположенных между первичными, подготовку подэтажей ведут выемкой горизонтальных полос на границах смежных подэтажей с твердеющей закладкой и проведением и формированием в каждом подэтаже соответственно двух штреков, расположенных выше или ниже закладочного массива горизонтальной полосы, при этом выемку угля в первичных полосах (камерах) ведут из подэтажных штреков, пройденных выше горизонтальной полосы, а вторичные полосы отрабатывают из подэтажных штреков, пройденных ниже закладочного массива горизонтальной полосы, оставляя в закладочном массиве этой полосы сбойки между верхним и нижним штреками, причем во вторичных полосах выработанное пространство заполняют обычной (гидравлической) закладкой.

Проведенные патентные исследования показывают, что ни в патентной, ни в научно-технической литературе не имеется сведений о технологии отработки крутых угольных пластов, характеризующейся той же совокупностью существенных признаков, что и патентуемая технология, т.е. она отвечает критерию патентоспособности "новизна".

Сопоставительный анализ патентуемой технологии с известными аналогичными технологичными решениями, в том числе и с прототипом, показывает, что предлагаемая технология имеет существенные преимущества, которые достигаются за счет ее отличительных особенностей, которые явным образом не вытекают из уровня техники. Поэтому патентуется технология отвечает критерию патентоспособности "изобретательский уровень".

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена технологическая схема отработки выемочного участка крутого угольного пласта; на фиг.2 фрагмент отработки первичной выемочной полосы; на фиг.3 фрагмент отработки вторичной выемочной полосы.

Выемочное поле крутого угольного пласта вскрыто квершлагами 1 и 2 и подготовлено этажными откаточным 3 и вентиляционным 4 штреками. Выемочное поле пласта по падению разделяется на три подэтажа, которые подготавливаются путем выемки горизонтальных полос, располагаемых на границах смежных подэтажей, и возведением твердеющего закладочного массива 5, 6 и 7 между ними (подэтажными). В каждом подэтаже в его нижней части проводятся и формируется соответственно не менее двух штреков 8 13, при этом штреки 8, 10 и 12, располагаемые выше горизонтальной полосы формируются при ее закладке, а штреки 9, 11 и 13, располагаемые ниже закладочных массивов 5, 6 и 7, проходятся по контакту угольного и закладочного массивов.

Выемочное поле по простиранию пласта в подэтажах делится на первые I и вторичные II полосы, вытянутые по восстанию пласта.

Закладочных массивах 5, 6 и 7 между верхними штреками 8, 10 и 12 и нижними штреками 9, 11 и 13 напротив каждой выемочной полосы I и II формируются сбойки 14 и 15, как правило, не менее двух сбоек на каждую выемочную полосу.

Выемку угля в первичных полосах I ведут из подэтажных штреков 8, 10 и 12, пройденных выше межподэтажных закладочных массивов 5, 6 и 7 с применением буровзрывных работ, маганизированием угля и выпуском его на конвейерные подэтажные штреки 9, 11 и 13. Одним из вариантов выемки угля в полосах является отбойка угля длинными скважинами, которая обеспечивает выемку угля без захода людей в очистной забой.

После выемки угля из первичной полосы I на подэтажном штреке 8 (10, 12) с обеих сторон полосы возводятся перемычки 16 и забучиваются сбойки 14. С верхнего штрека 4 (в верхнем подэтаже) 9 и 11 (для последующих подэтажей) в отработанную первичную полосу I подается литая твердеющая закладочная смесь.

После выемки и закладки всех первичных полос I в верхнем подэтаже начинают выемку угля во вторичных полосах II, расположенных между первичными полосами I. Выемку угля при этом ведут со штреков 9 (11 и 13) через сбойки 15. После выемки очередной вторичной полосы II и установки плотных перемычек в сбойках 15 подается закладочная смесь гидравлическая закладка или другая без твердеющих добавок смесь. Допускается групповое заполнение вторичных полос II (при достаточно высокой устойчивости кровли и потолочины).

После отработки верхнего подэтажа приступает к выемке первых полос I, которые размещают в створе вторичных полос II верхнего подэтажа. Отработав первичные полосы I и возводя в них твердеющий закладочный массив, вынимают вторичные полосы II, которые теперь уже располагаются под полосами из твердеющих смесей верхнего подэтажа, и наматывают в них закладочный массив из гидравлической закладки.

И таким образом отрабатываются все подэтажи. Погашение надштрекового угольного целика над основным штреком 3 производится после выемки во всех подэтажах под защитой закладочного массива 7. Выработанное пространство при этом, как правило, закладывается твердеющими составами с тем, чтобы обеспечить нормальную работу в нижнем этаже.

Применение предлагаемой технологии отработки крутых угольных пластов с шахматным (чередующимся) расположением первичных полос с твердеющей закладкой и вторичных полос с обычной гидравлической) закладкой позволяет при том же геомеханическом эффекте (сдвижении поверхности под охранными сооружениями) почти вдвое сократить расход бетонной смеси на возведение закладочного массива.

Возведение межподэтажных закладочных массивов из твердеющих смесей в значительной степени улучшает устойчивость потолочины в выемочных полосах и при прочих равных условиях позволяет увеличить их ширину, что положительно сказывается на снижение трудоемкости производственного процесса добычи угля.

Положительным моментом в данной технологии является также и разделение выемки первичных и вторичных полос на разные подэтажи штреки улучшается транспортировки добываемого угля, изоляция полосы перед закладочными работами и т.д.

Формула изобретения

Способ разработки крутых угольных пластов с закладкой выработанного пространства, включающий деление этажа на подэтажи, выемку горизонтальных коротких полос между штреками на границах подэтажа с закладкой их твердеющей смесью, отработку подэтажей чередующимися полосами по восстанию пласта с возведением в первичных камерах твердеющего закладочного массива, отличающийся тем, что штреки над горизонтальными полосами смежных подэтажей формируют при закладке их твердеющей смесью одновременно с формированием сбоек между штреками, причем выемку угля в первичных полосах осуществляют из сформированных штреков, а вторичные полосы отрабатывают через сбойки из подэтажных штреков, пройденных ниже горизонтальных полос, при этом во вторичных полосах выработанное пространство заполняют гидравлической закладкой и в смежных подэтажах под первичными полосами с твердеющей закладкой отрабатывают вторичные полосы с гидравлической закладкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3