Способ разработки пластов сложного строения с прослоями пустых пород

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при подземной разработке пластов полезных ископаемых, например горючих сланцев. Способ включает селективную выемку полезного ископаемого заходками, проходимыми вприсечку к выработанному пространству, управление кровлей и размещение отбитого породного прослоя в выработанном пространстве. Управление кровлей осуществляют выкладкой породных опор в выработанном пространстве в шахматном порядке. Сначала образуют опоры из прослоев пустых пород при разработке первой заходки со смещением породной опоры в сторону выработанного пространства на величину, равную половине ширины заходки, а затем вплотную к этим опорам укладывают опоры со второй заходки, после чего на ранее установленные опоры укладывают слой пустых пород с последующей заходки с расстоянием между ними по длине очистного забоя, равным ширине заходке. Затем операции по выкладке породных опор со смещением породной опоры в сторону выработанного пространства на величину, равную половине ширины заходки, из трех заходок повторяют. Ширину породных опор принимают равной ширине двух заходок, а расстояние между ними - равными ширине одной заходки. После возведения породных опор на них устанавливают пневмобаллоны, и подают в них сжатый воздух, распирая пневмобаллоны между кровлей и породными опорами, а с боков пневмобаллонов на породные опоры укладывают деревянные опоры, высоту которых принимают больше высоты пневмобаллона в сложенном состоянии. Затем, после опускания кровли, в точках соприкосновения кровли с деревянными опорами пневмобаллоны снимают с породных опор. Изобретение направлено на снижение потерь полезного ископаемого и повышение эффективности управления кровлей. 3 ил.

 

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при подземной разработке пологих пластов с селективной выемкой полезного ископаемого.

Известны способы разработки пологих пластов полезных ископаемых с неустойчивыми породами кровли, включающие отработку пласта полезного ископаемого камерами (короткими очистными забоями), установку в камерах крепи, оставление между камерами опорных и податливых целиков полезного ископаемого (авт. свид. №1270334, кл. Е 21 С 41/04).

Недостатками данных способов являются низкая производительность и высокая трудоемкость очистных работ, высокая себестоимость и большие потери полезного ископаемого в целиках.

Известны способы разработки пологих пластов полезных ископаемых с неустойчивыми породами кровли, включающие отработку пласта полезного ископаемого камерами, установку в камерах крепи и оставление междукамерных целиков полезного ископаемого (Ю.Ф.Васючков. Горное дело, Москва: Недра, 1990, стр.284-286).

Недостатками данных способов являются низкая производительность и высокая трудоемкость очистных работ и большие (40-50% и более) потери полезного ископаемого в целиках.

Известен способ (А.С. №941583, кл. Е 21 С 41/04) разработки пологих пластов полезных ископаемых с неустойчивыми породами кровли, включающий отработку пласта полезного ископаемого камерами, оставление междукамерных целиков полезного ископаемого, возведение в камерах породных полос и отработку междукамерных целиков вторичными камерами. Недостатками данного способа являются низкая производительность очистных работ и большие эксплуатационные потери полезного ископаемого в междукамерных целиках. Указанные недостатки связаны главным образом с относительно небольшой шириной камер, составляющей 3-5 м, не позволяющей эффективно использовать современное высокопроизводительное очистное оборудование и средства доставки полезного ископаемого.

Известен способ разработки пластов сложного строения с прослоями пустым пород (А.С. №909178, М. Кл. Е 21 С 41/04, БИ №81982), взятый в качестве прототипа, включающий селективную выемку полезного ископаемого панелями, управление кровлей и размещение отбитого породного прослоя в выработанном пространстве, при этом панель по ширине разделяют на две части, причем часть панели, смежную с ранее отработанной, разрабатывают длинным забоем с полным обрушением кровли, а часть панели, смежную с нетронутым массивом, разрабатывают камерой-лавой с оставлением целиков, причем выемку полезного ископаемого и размещение отбитого породного прослоя в камере-лаве ведут с опережением по отношению к части панели, отрабатываемой длинным забоем на величину, превышающую зону влияния опорного давления отстающей части панели, а длину камер-лавы принимают исходя из условия размещения в ней пустой породы, но не меньше зоны влияния опорного давления отстающей части панели.

Недостатками данного способа являются большие эксплуатационные потери полезного ископаемого в междукамерных целиках и невысокая эффективность управления кровлей.

Техническим результатом, достигаемым при использовании заявляемого способа, является снижение эксплуатационных потерь полезного ископаемого и повышение эффективности управления кровлей.

Технический результат достигается тем, что в способе разработки пластов сложного строения с прослоями пустых пород, включающем селективную выемку заходками полезного ископаемого, управление кровлей и размещение отбитого породного прослоя в выработанном пространстве, согласно изобретению заходки проходят вприсечку к выработанному пространству, а управление кровлей осуществляют выкладкой породных опор в шахматном порядке, причем сначала образуют опоры из прослоев пустых пород при разработке первой заходки со смещением породной опоры в сторону выработанного пространства на величину, равную 1/2 ширины заходки, а затем вплотную к этим опорам укладывают опоры со второй заходки, после чего на ранее установленные опоры укладывают слой пустых пород с последующей заходки с расстоянием между ними по длине очистного забоя, равным ширине заходки, после чего операции по выкладке породных опор со смещением породной опоры в сторону выработанного пространства на величину, равную 1/2 ширины заходки из трех заходок повторяют, при этом ширину b породных опор принимают равной ширине двух заходок, а расстояние между ними - равным ширине одной заходки, после возведения породных опор на них устанавливают пневмобаллоны, и подают в них сжатый воздух, распирая пневмобаллоны между кровлей и породными опорами, а с боков пневмобаллонов на породные опоры укладывают деревянные опоры, высоту которых принимают больше высоты пневмобаллона в сложенном состоянии, затем в точках соприкосновения кровли с деревянными опорами, пневмобаллоны снимают с породных опор.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема выемки полезного ископаемого длинными очистными забоями, с расположением породных опор в плане, на фиг.2 - разрез по линии А-А, на фиг.3 - разрез по линии Б-Б.

Способ осуществляется следующим образом: селективную выемку пластов горючих сланцев сложного строения осуществляют в направлении от транспортного 1 к вентиляционному 2 штреку заходками (I, II, III, IV, V, VI), по длине l₃ очистного забоя, (фиг.1). (Ширина заходки l_з при выемке пласта горючих сланцев составляет примерно 1,8 м). При выемке заходки I, (фиг.1), сланец транспортируют на транспортный штрек 1, а из известняка получаемого при этом образуют породную опору 3, со смещением ее в сторону выработанного пространства на величину, равную 0,5 ширине заходки, при этом ширина породной опоры 3 равна ширине заходки l_з, а между опорами по длине очистного забоя оставляют зазоры с, величина которых равна ширине заходки. После выемки заходки I по всей длине очистного забоя l_оз приступают к выемке очередной заходки II, при этом сланец транспортируют на транспортный штрек 1, а известняк размещают вплотную к ранее образованной породной опоре 3. После выемки заходки II приступают к выемке заходки III, при этом сланец транспортируют на транспортный штрек 1, а слой пустых пород (известняк), на ранее образованную породную опору 3, образуя при этом породную опору шириной b, равную двум заходкам 2l_з. На породные опоры 3 укладывают пневмобаллоны 4. В пневмобаллоны подают сжатый воздух, распирая их между кровлей и породными опорами, а по бокам пневмобаллонов укладывают деревянные опоры 5. Установить деревянные опоры достаточно плотно между бутовой полосой и кровлей затруднительно, поэтому опоры устанавливают с некоторым минимальным зазором Δ, (фиг.3). (В качестве деревянных опор (прокладок) могут быть использованы, например, брусья, рудничные стойки, шпалы, доски и др.). Высоту деревянных опор, (прокладок) h_Δ, (фиг.3), принимают больше высоты пневмобаллонов в сложенном состоянии (воздух из пневмобаллона выпущен). С удалением очистного забоя от установленных пневмобаллонов опускание пород кровли происходит с различной интенсивностью. В непосредственной близости от очистного забоя скорость опускания пород кровли имеет максимальные значения. По мере удаления от забоя скорости уменьшаются, и на определенном расстоянии l_пр., зависящем от горно-геологических условий отработки пласта, стабилизируются (т.е. в дальнейшем существенно не изменяются) или становятся практически равными нулю. Кровля опустилась на величину Δ, (фиг.1, фиг.3). Здесь происходит соприкосновение кровли с деревянными опорами. После чего пневмобаллоны разгружают и снимают с породных опор. Разгрузка пневмобаллонов заключается в выпуске из них воздуха. Разгруженный пневмобаллон переносят к линии очистного забоя.

После чего операции по выемке очередных заходок (IV, V, VI), (фиг.1), выкладке породных опор из прослоев пустых пород, установке пневмобаллонов и деревянных опор между ними, разгрузке и снятию пневмобаллонов в точках соприкосновения кровли с деревянными опорами повторяют, при этом ширину b породных опор принимают равной ширине 4 двух заходок, т.е. b=2l_з, а расстояние между ними равными ширине одной заходки.

Использование заявляемого способа при отработке пласта сложного строения позволит уменьшить эксплуатационные потери сланца и повысить эффективность управления кровлей.

Способ разработки пластов сложного строения с прослоями пустых пород, включающий селективную выемку заходками полезного ископаемого, управление кровлей и размещение отбитого породного прослоя в выработанном пространстве, отличающийся тем, что заходки проходят вприсечку к выработанному пространству, а управление кровлей осуществляют выкладкой породных опор в выработанном пространстве в шахматном порядке, причем сначала образуют опоры из прослоев пустых пород при разработке первой заходки со смещением породной опоры в сторону выработанного пространства на величину, равную ширины заходки, а затем вплотную к этим опорам укладывают опоры со второй заходки, после чего на ранее установленные опоры укладывают слой пустых пород с последующей заходки с расстоянием между ними по длине очистного забоя, равным ширине заходке, после чего операции по выкладке породных опор со смещением породной опоры в сторону выработанного пространства на величину, равную ширины заходки, из трех заходок повторяют, при этом ширину b породных опор принимают равной ширине двух заходок, а расстояние между ними - равным ширине одной заходки, после возведения породных опор на них устанавливают пневмобаллоны и подают в них сжатый воздух, распирая пневмобаллоны между кровлей и породными опорами, а с боков пневмобаллонов на породные опоры укладывают деревянные опоры, высоту которых принимают больше высоты пневмобаллона в сложенном состоянии, затем в точках соприкосновения кровли с деревянными опорами пневмобаллоны снимают с породных опор.