Способ подготовки запасов полезных ископаемых к обратному порядку отработки

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для подготовки запасов полезных ископаемых к отработке подземным способом. Способ включает нарезку участков шахтного поля проходкой пластовых и полевых выработок. На подготавливаемых к отработке участках шахтных полей со слабой устойчивостью пород предварительно осуществляют проходку только полевых подготовительных выработок на участке шахтного поля протяженностью, определяемой по математическому выражению. Пластовые подготовительные выработки на этом же участке проходят позднее, по мере подвигания фронта очистных работ. Их могут проходить участками, на которых обеспечена их устойчивость на технологический период времени при оставлении междуштрековых целиков с заданной жесткостью. Изобретение направлено на повышение безопасности горных работ. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для реализации способа подготовки запасов полезных ископаемых в панелях или блоках к обратному порядку отработки.

Известен способ подготовки калийных пластов при отработке панелями (см. В.Г.Зильбершмидт и др. Технология подземной разработки калийных руд. - М., “Недра”.- 1977.- с.33-37). При подготовке шахтных полей и отдельных панелей проходят главные и панельные транспортные и пластовые штреки. Транспортные штреки нарезают в подстилающих пустых породах на всю длину шахтного поля и каждой панели. Над главными транспортными штреками такой же длины по пласту проходят главные вентиляционные штреки, а над панельными транспортными штреками - выемочные. Выемочные и транспортные штреки соединяют гезенками. Для охраны главных и панельных транспортных и пластовых выработок оставляют жесткие целики постоянной ширины. В качестве вспомогательной крепи часто используют анкерную крепь. При обратном порядке отработки шахтных полей или только панелей очистные работы ведут от границ шахтного поля в направлении к стволам или главным выработкам.

Указанный способ имеет следующие недостатки: большие единовременные и удельные капитальные затраты на проходку полевых и поддержание в безопасном состоянии пластовых выработок, дополнительные потери полезного ископаемого в жестких охранных целиках. Штреки по пласту и по пустой породе (главные у стволов и панельные в начале панели) необходимо поддерживать в безопасном состоянии весь срок отработки шахтных полей или панели в отдельности, что вызывает необходимость производить в неустойчивых вмещающих породах перекрепление пластовых штреков, а иногда и их повторную проходку. В то же время пластовые выемочные панельные штреки требуются только для ведения очистных работ, поэтому они могут быть нарезаны по мере необходимости в момент ведения очистных работ. Этим можно достичь снижения сроков эксплуатации пластовых выработок, а значит и снижения материальных затрат на их поддержание в безопасном состоянии. При обратном порядке отработки очистные работы начинают вести от границ, поэтому срок эксплуатации пластовых выработок на границе шахтных полей минимален и в период ведения очистных работ их безопасная устойчивость обеспечивается. В связи с этим, необходимость в полевых выработках с хорошей устойчивостью вблизи границ шахтных полей, назначение которых - повышение безопасности транспортировки грузов и полезного ископаемого, отпадает.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ выемки пластов полезных ископаемых, в котором производят проходку пластовых подготовительных выработок над полевыми подготовительными выработками, формирование между указанными пластовыми подготовительными выработками жестких целиков и ведение очистных работ обратным порядком, при этом проходку пластовых подготовительных выработок и формирование жестких целиков между ними осуществляют сначала на устойчивых участках пласта, а проходку полевых подготовительных выработок осуществляют на неустойчивых участках пласта, причем очистные работы на устойчивых участках ведут с частичной выемкой жестких целиков, при этом проходку пластовых подготовительных выработок на неустойчивых участках пласта осуществляют после подхода к указанным участкам очистных работ и формируют между пластовыми подготовительными выработками на неустойчивых участках пласта податливые целики (А.С. 1361328, СССР, МКИ Е 21 С 41/04, Заявлено 06.01.86, опубл. в БИ №47, 23.12.1987 г.).

Указанный способ не позволяет заблаговременно определять протяженность участков периодически нарезаемых пластовых выработок в неустойчивых породах, а частичная отработка охранных целиков при повышенном горном давлении не безопасна.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении эффективности и промышленной безопасности горных работ за счет снижения затрат на проходку подготовительных выработок и их безопасное поддержание при наличии участков устойчивых и неустойчивых во времени приконтурных пород, отличающихся прочностными свойствами.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе подготовки запасов полезных ископаемых к обратному порядку отработки, включающем нарезку панелей (блоков) проходкой пластовых и полевых подготовительных выработок, на подготавливаемых к отработке участках шахтных полей со слабой устойчивостью пород, предварительно осуществляют проходку только полевых подготовительных выработок на участке шахтного поля протяженностью, определяемой по формуле

L_пол=ι_{подг.уч}-t_{уст.сост} · V_оч.р,

где L_пол - протяженность полевых подготовительных выработок, м;

ι_{подг.уч} - протяженность вскрываемого участка шахтного поля (панели, блока), м;

t_ycm.cocm - время устойчивого состояния пластовых подготовительных выработок, год;

V_оч.р - скорость подвигания фронта очистных работ, м/год,

а пластовые подготовительные выработки на этом же участке проходят позднее, по мере подвигания фронта очистных работ, при этом пластовые подготовительные выработки на участке расположения полевых подготовительных выработок проходят по мере подвигания фронта очистных работ участками, на которых обеспечена их устойчивость на технологический период времени при оставлении междуштрековых целиков с заданной жесткостью.

Сущность способа поясняется чертежом, на котором представлена схема подготовки участка шахтного поля.

Способ осуществляется следующим образом.

При отработке запасов месторождений полезных ископаемых предварительно производят анализ горно-геологических условий, в которых планируется эксплуатировать выработки, а затем осуществляют расчет времени безопасного состояния их в конкретных условиях. Пластовые подготовительные выработки ведут на неустойчивых участках только в момент подхода к ним фронта очистных работ и протяженностью, обеспечивающей их безопасную эксплуатацию на требуемый срок времени.

Для подготовки панелей или блоков к обратному порядку отработки главные (капитальные) штреки транспортные и вентиляционные проходят только по устойчивым породам, панельные (блоковые) подготовительные выработки нарезают как в устойчивых, так и в неустойчивых породах, протяженность которых определяется необходимым технологическим временем безопасной эксплуатации, соизмеримой со скоростью движения фронта очистных работ с оставлением междуштрековых целиков с заданной жесткостью. Пластовые подготовительные выработки на неустойчивых участках проходят периодически при подходе к ним фронта очистных работ, протяженностью, обеспечивающей их безопасную на технологический срок службы эксплуатацию.

От главных выработок (выработок главного направления) 1, 2 проходят полевые транспортный и конвейерный штреки 3. Протяженность участка шахтного поля, на котором проходят эти выработки, определяют по формуле:

L_пол=ι_{подг.уч}-t_{уст.сост} · V_оч.р,

где L_пол - протяженность полевых подготовительных выработок, м;

ι_{подг.уч} - протяженность вскрываемого участка шахтного поля (панели, блока), м;

t_ycm.cocm - время устойчивого состояния пластовых подготовительных выработок, год;

V_оч.р - скорость подвигания фронта очистных работ, м/год.

Полевые транспортный и конвейерный штреки проходят до участка панели (блока), на котором обеспечена промышленная безопасность эксплуатации пластовых выработок. Осуществляют проходку транспортного уклона 4 на подготавливаемый пласт полезного ископаемого, а далее - только пластовые подготовительные выработки до границ подготавливаемого участка 6, 7. Вентиляционный штрек 5 проходят по устойчивым породам. Пластовые подготовительные выработки 10 на неустойчивом участке подготавливаемого пласта проходят по мере подвигания фронта очистных работ 9 на величину, удовлетворяющую условиям технологии и устойчивости выработок. Между пластовыми подготовительными выработками для их охраны в безопасном состоянии оставляют целики 8 с заранее заданной жесткостью, определяемой протяженностью выработок и временем их эксплуатации. Пластовые подготовительные выработки нарезают периодически участками 11, протяженность которых определяется временем их эксплуатации и степенью устойчивости пород.

Использование предлагаемого технического решения позволяет повысить эффективность и промышленную безопасность горных работ из-за проходки и безопасного поддержания подготовительных выработок при наличии участков устойчивых и неустойчивых во времени приконтурных пород, отличающихся прочностными свойствами.

1. Способ подготовки запасов полезных ископаемых к обратному порядку отработки, включающий нарезку панелей или блоков проходкой пластовых и полевых подготовительных выработок, отличающийся тем, что на подготавливаемых к отработке участках шахтных полей со слабой устойчивостью пород предварительно осуществляют проходку только полевых подготовительных выработок на участке шахтного поля протяженностью, определяемой по формуле

L_пол=l_{подг.уч}-t_{уст.сост}·V_оч.р,

где L_пол - протяженность полевых подготовительных выработок, м;

l_{подг.уч} - протяженность вскрываемого участка шахтного поля (панели, блока), м;

t_ycт.cocт - время устойчивого состояния пластовых подготовительных выработок;

год;

V_оч.р - скорость подвигания фронта очистных работ, м/год;

а пластовые подготовительные выработки на этом же участке проходят позднее, по мере подвигания фронта очистных работ.

2. Способ по п.1 отличающийся тем, что пластовые подготовительные выработки на участке расположения полевых подготовительных выработок проходят по мере подвигания фронта очистных работ участками, на которых обеспечена их устойчивость на технологический период времени при оставлении междуштрековых целиков с заданной жесткостью.