Способ управления труднообрушаемой кровлей в условиях многолетней мерзлоты
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для управления труднообрушаемой кровлей при разработке месторождений полезных ископаемых, расположенных в зоне многолетней мерзлоты. Способ включает отработку запасов от границы выемочного столба и первичную посадку кровли на расстоянии, равном предельному пролету плиты кровли. Новым является то, что с поверхности бурят скважины в подготовленный выемочной столб до полезного ископаемого. При этом первую линию скважин располагают около границы выемочного столба, а вторую линию - вдоль забоя лавы на расстоянии от границы выемочного столба, равном расчетному предельному пролету плиты труднообрушаемой кровли. После выемки полезного ископаемого от границы выемочного столба и обнажения скважин первой линии в них вставляют трубы с заглушенными нижними концами и отверстиями на нижних участках труб. Перфорированные участки труб располагают у ожидаемых мест свода обрушения пород кровли и подают в трубы под давлением теплоноситель, чем создают в скважинах свободные полости. После подвигания забоя лавы и обнажения скважин второй линии в них создают свободные полости так же в районе свода обрушения. Первичную посадку кровли производят после установки крепи вдоль лавы и извлечения индивидуальной крепи из отработанного пространства. Способ позволяет обеспечить управляемость первичной посадки мерзлых трудноуправляемых пород и исключить потери полезного ископаемого. 2 ил.
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для управления труднообрушаемой кровлей при разработке месторождений полезных ископаемых, расположенных в зоне многолетней мерзлоты.
Известен способ управления труднообрушаемой кровлей, включающий отработку запасов полезных ископаемых от границы выемочного столба и первичную посадку пород кровли [1] (прототип).
Недостатком известного способа является потеря полезного ископаемого в саморазрушающемся целике и возможность его самовозгорания.
Технической задачей являлась разработка способа позволяющего обеспечить управляемую первичную самую сложную посадку мерзлых, трудноуправляемых пород.
Поставленная задача достигается тем, что с поверхности бурят скважины в подготовленный выемочной столб до полезного ископаемого, первую линию скважин располагают около границы выемочного столба, а вторую линию - вдоль забоя лавы на расстоянии от границы выемочного столба, равном расчетному предельному пролету плиты труднообрушаемой кровли, после выемки полезного ископаемого от границы выемочного столба и обнажения скважин первой линии в них вставляют трубы с заглушенными нижними концами и отверстиями на нижних участках труб, располагают перфорированные участки труб у ожидаемых мест свода обрушения пород кровли и подают в трубы под давлением теплоноситель, чем создают в скважинах свободные полости, а после подвигания забоя лавы и обнажения скважин второй линии в них создают свободные полости так же в районе свода обрушения, а после установки крепи вдоль лавы и извлечения индивидуальной крепи из отработанного пространства, производят первичную посадку кровли.
Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, как то, что бурят скважины с поверхности в подготовленный выемочной столб и первую линию скважин располагают около границы выемочного столба, рассчитан на то, чтобы ослабить плиту кровли со стороны границы выемочного столба.
Существенный признак о расположении второй линии скважин вдоль забоя лавы предназначен для такого же ослабления плиты кровли со стороны действующего забоя лавы.
Существенный признак о том, что вторую линию скважин располагают от первой линии на расстоянии, равном расчетному пролету плиты кровли, обеспечивает значительное ослабление породной плиты с двух сторон.
Существенный признак о том, что в скважины вставляют трубы с отверстиями на нижних участках труб и заглушенными концами, дает возможность доставить теплоноситель в нужное место скважины.
Признак о том, что в трубы подают под давлением теплоноситель, чем создают в скважинах свободные полости, позволяет осуществить растепление горных пород.
Существенный признак о том, что свободные полости создают в районе свода обрушения, значительно снижает устойчивость породной плиты.
Существенный признак о том, что устанавливают крепь вдоль лавы и извлекают индивидуальную крепь из отработанного пространства, создает окончательное условие для успешной первичной посадки кровли.
Способ управления кровлей поясняется чертежами, где на фиг.1 показан в разрезе участок выемочного столба в районе первичной посадки кровли, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.
Условные обозначения, принятые на чертежах: 1 - выемочной столб; 2 - скважины; 3 - пласт угля; 4 - свод обрушения; 5 - горные породы; 6 - оттаявшие породы; 7 - отработанное пространство лавы; 8 - полость; 9 - забой лавы; 10 - органка.
Учитывая то, что трудноуправляемость горных пород связана с их мерзлым состоянием, способ основан на тепловом воздействии на мерзлый массив и осуществляется следующим образом. В намеченный и подготовленный к выемке выемочной столб 1, в район последующей первичной посадки кровли, бурят с поверхности скважины 2 до пласта угля 3 по линиям, одна из которых располагается у границы выемочного столба 1, а другая - около того положения очистного забоя, где ожидается расчетная первичная посадка кровли. После того как начнется отработка выемочного столба 1 и первая линия скважин 2 обнажится, в них опускают трубы с отверстиями в стенках и заглушенными нижними концами и располагают их в скважинах 2 таким образом, чтобы перфорированная часть труб находилась в районе расчетного свода обрушения 4 горных пород 5 при первичной посадке кровли. Затем в трубы подают под давлением теплоноситель - горячий воздух или пар. Оттаявшие породы 6 проваливаются по скважинам 2 и попадают в отработанное пространство лавы 7. Образование полостей 9 в скважинах 2 другой линии производят после их обнажения при работе лавы. После некоторого дальнейшего подвигания забоя лавы 9 вдоль нее устанавливают крепь или бьют органку 10, а когда образование полостей 9 в скважинах 2 будет закончено, извлекают индивидуальную крепь из отработанного пространства 7 и производят первичную посадку кровли.
Преимуществами данного способа являются исключение потерь полезного ископаемого и значительное ослабление плиты мерзлых пород по линиям ее обрушения.
Источники информации
1. А.с. СССР №1184941, Е 21 С 41/04, 1984 г.
Формула изобретения
Способ управления труднообрушаемой кровлей в условиях многолетней мерзлоты, включающий отработку запасов от границы выемочного столба, первичную посадку кровли на расстоянии, равном предельному пролету плиты кровли, отличающийся тем, что с поверхности бурят скважины в подготовленный выемочной столб до полезного ископаемого, первую линию скважин располагают около границы выемочного столба, а вторую линию - вдоль забоя лавы на расстоянии от границы выемочного столба, равном расчетному предельному пролету плиты труднообрушаемой кровли, после выемки полезного ископаемого от границы выемочного столба и обнажения скважин первой линии в них вставляют трубы с заглушенными нижними концами и отверстиями на нижних участках труб, располагают перфорированные участки труб у ожидаемых мест свода обрушения пород кровли и подают в трубы под давлением теплоноситель, чем создают в скважинах свободные полости, а после подвигания забоя лавы и обнажения скважин второй линии в них создают свободные полости так же в районе свода обрушения, при этом первичную посадку кровли производят после установки крепи вдоль лавы и извлечения индивидуальной крепи из отработанного пространства.
