Способ разработки пластов полезных ископаемых на больших глубинах

 

Способ разработки пластов полезных ископаемых на больших глубинах. Сущность изобретения: проводят участковые подготовительные выработки и отрабатывают пласты длинными очистными забоями, создают в боках выработок раскоски, заполняют раскоски породой или быстро твердеющими материалами. Ширину раскосок принимают равной глубине распространения в окрестностях подготовительных выработок зон повышенной трещиноватости пород непосредственной кровли в периоды поддержания их на границе с выработанным пространством. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке пластов полезных ископаемых (угольных, соляных и др.) на больших глубинах.

Известны способы разработки пластов полезных ископаемых, включающие проведение участковых подготовительных выработок и бесцеликовую отработку пластов полезных ископаемых длинными очистными забоями [1] Недостатком этих способов при использовании на больших глубинах является повышенная интенсивность обрушений пород кровли на концевых участках лав, прилегающих к выработанному пространству.

Известен способ разработки пластов полезного ископаемого на больших глубинах, включающий проведение участковых подготовительных выработок с раскосками, закладку раскосок и обработку пластов длинными очистными забоями [2] Недостатком данного способа является повышенная интенсивность обрушения кровли на концевых участках лав прилегающих к выработанному пространству.

Целью предлагаемого способа является устранение указанных недостатков, а именно снижение потерь полезного ископаемого и интенсивности обрушений кровли на концевых участках лав, прилегающих к выработанному пространству. Для достижения этой цели при проведении подготовительных выработок в боку выработки, расположенном со стороны нетронутого массива, производят выемку полезного ископаемого. Образовавшуюся при этом полость (раскоску) полностью заполняют породой или быстротвердеющими материалами на основе гипса, фосфогипса, цемента и др. Глубину выемки пласта в боку подготовительной выработки принимают равной глубине распространения в окрестности подготовительной выработки зоны повышенной трещиноватости пород кровли. Глубину зоны повышенной трещиноватости определяют в период поддержания ее на границе с выработанным пространством.

При проведении подготовительных выработок по простиранию пласта и нисходящем порядке отработки шахтного поля (столбы отрабатываются последовательно, начиная с расположенных у верхней границы шахтного поля или панели) раскоску проходят со стороны падения пласта от подготовительной выработки.

Раскоску заполняют породой или быстротвердеющими материалами участками с оставлением между этими участками проходов шириной 1,5-2,0 м.

На фиг.1 и 2 показана схема осуществления предлагаемого способа.

На фиг.1 подготовительная выработка в период поддержания ее на границе с выработанным пространством 1; трещины в породах непосредственной кровли 2; основная кровля 3; породная полоса или полоса из быстротвердеющих материалов 4; b глубина распространения в массив зоны повышенной трещиноватости пород непосредственной кровли в окрестности подготовительной выработки в период поддержания ее на границе с выработанным пространством; h мощность пород непосредственной кровли.

На фиг.2 подготовительная выработка 1; ходок 5; проходы 6.

Причиной обрушений пород кровли на участках лав, прилегающих к выработанному пространству, является повышенная нарушенность пород непосредственной кровли трещинами эксплуатационного происхождения 2 ( см. на фиг.1). Появление трещин в свою очередь связано с высокой концентрацией напряжений в зоне опорного давления, возникающей у краевой неподвижной части массива полезного ископаемого. При выемке полезного ископаемого в боку выработки и возведении в раскоске породной или литой полосы из быстротвердеющих материалов шириной, равной глубине распространения в массив зоны повышенной трещиноватости пород непосредственной кровли, разрушенные породы кровли будут находиться над полосой. Это исключает возможность обрушений пород кровли на концевом участке лавы, прилегающем к выработанному пространству.

Для конкретных горно-геологических условий величина параметра "b" (см. на фиг.1) может быть определена путем шахтных, лабораторных или аналитических исследований.

Использование предлагаемого способа в условиях шахт, отрабатывающих пласты на больших глубинах, позволяет уменьшить продолжительность простоев лав, связанных с ликвидацией последствий вывалов, а следовательно, повысить среднесуточную нагрузку на лаву. В условиях глубоких шахт Восточного района Донбасса это увеличение достигает 10-15% Кроме того, повышается безопасность труда горнорабочих очистного забоя.

Областью использования предлагаемого способа являются шахты, отрабатывающие пласты полезных ископаемых на глубинах более 500-600 м.

Ниже приводится пример конкретного выполнения предлагаемого способа при отработке пласта Л₆ на шахте им.50-летия Октября А.о. "Гуковуголь".

Мощность пласта 1,3 м; угол падения 10-15^o. Глубина горных работ 900-1200 м. Мощность непосредственной кровли, представленной песчано-глинистым сланцем, составляет 0,9-1,1 м. Глубина распространения зоны повышенной трещиноватости пород непосредственной кровли в окрестности ярусного вентиляционного штрека в период поддержания его на границе выработанного пространства по данным шахтных наблюдений составляет 2,0-2,5 м.

При проведении штрека со стороны падения пласта произведена выемка угля на глубину 2,5 м. Раскоска заполнена пустой породой на участках l (см на фиг.2) длиной 10 м. Между этими участками оставлены проходы 6 шириной 2,0 м. Эти проходы нужны для связи лавы с вентиляционным штреком при ведении очистных работ. Так, в период ведения очистных работ струя воздуха проходит по следующим выработкам: лава, ходок 5, проход 6, вентиляционный штрек 1.

Формула изобретения

1. Способ разработки пластов полезных ископаемых на больших глубинах, включающий проведение участковых подготовительных выработок с раскосками, закладку раскосок и отработку пластов длинными очистными забоями, отличающийся тем, что раскоску проходят шириной, равной глубине распространения в окрестности подготовительной выработки зоны повышенной трещиноватости пород непосредственной кровли в период поддержания подготовительной выработки на границе с выработанным пространством.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что закладку раскосок осуществляют породой или быстротвердеющим материалом.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что при проведении подготовительных выработок по простиранию пласта и нисходящем порядке отработки шахтного поля раскоску проходят со стороны падения пласта от подготовительной выработки.

4. Способ по пп.1 3, отличающийся тем, что раскоски заполняют породой участками с оставлением между ними не заполненных породой проходов шириной 1,5 2,0 м.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2