Способ вскрытия и подготовки шахтного поля пологого угольного пласта

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подготовке пологих угольных пластов. Способ включает вскрытие запасов проведением наклонных главных и вспомогательных выработок, подготовку панели проведением пластовых выработок, последующую углубку вскрывающих выработок по мере отработки запасов и организацию принудительного проветривания очистного и подготовительных забоев. Шахтное поле у одной границы вскрывают тремя главными уклонами - воздухоподающим, воздухоотводящим и конвейерным, у другой - двумя фланговыми уклонами - воздухоподающим и воздухоотводящим. По простиранию пласта главные и фланговые уклоны сбивают вентиляционными и транспортными штреками, подготавливая тем самым одностороннюю панель. Ниже нижнего сопряжения уклонов со штреками главные уклоны сбивают между собой первой горизонтальной сбойкой, ниже которой в каждой наклонной выработке сооружают вентиляционный шлюз. При углубке главных уклонов ниже шлюза каждую наклонную выработку соединяют с дневной поверхностью вертикальной скважиной, в которой устанавливают вентилятор местного проветривания, а ниже сопряжения со скважинами уклоны сбивают между собой второй горизонтальной сбойкой и аналогичным образом поступают при углубке фланговых уклонов. Воздухоподающий уклон сопрягается с воздухоподающей скважиной, воздухоотводящий - с воздухоотводящей скважиной. Изобретение направлено на повышение безопасности ведения горных работ. 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к способам вскрытия и подготовки угольных пластов при подземном способе добычи угля, в частности к вскрытию и подготовке модульного шахтоучастка при разработке пологого пласта, залегающего на небольшой глубине.

Известен способ вскрытия угольного пласта наклонными стволами без дополнительных вскрывающих выработок, в котором по пласту проводят один главный наклонный ствол и один или два вспомогательных ствола. Последние проводят параллельно главному стволу на расстоянии не менее 30 метров от него; они необходимы для вентиляции и выполнения вспомогательных операций - спуска и подъема людей, доставки оборудования, материалов и породы. Главные шахтные стволы оборудуют конвейерами для транспортирования угля. При этом ствол может иметь практически любую длину. Шахтное поле по простиранию делят на панели, ограниченные по восстанию (падению) основными штреками или основным штреком и границей шахтного поля. При этом если уклон проводят у границы панели, то панель является односторонней. Основным недостатком панельного способа подготовки является сложность обеспечения надежного проветривания длинных уклонных полей, имеющих одновременно в работе несколько забоев подготовительных и очистных выработок [1].

В качестве прототипа принят способ вскрытия и подготовки шахтного поля, включающий вскрытие запасов полезного ископаемого проведением главных и вспомогательных наклонных пластовых выработок, панельную подготовку шахтного поля путем проведения по пласту подготовительных выработок, последующую углубку наклонных выработок по мере отработки вскрытых запасов и организацию проветривания очистных и подготовительных забоев [2]. Недостатком прототипа является низкий уровень безопасности ведения горных работ, так как при возникновении аварийной ситуации в воздухоподающей выработке, а это может быть пожар, вывал угля или горной породы и др., во все очистные и подготовительные забои шахты поступит воздух, не соответствующий правилам безопасности. Это недопустимо, поскольку может привести к отравлению людей, например, угарным газом.

Цель изобретения - повышение безопасности ведения горных работ при добыче угля из пологих газоносных пластов за счет обособленного проветривания очистного и подготовительных забоев модульного шахтоучастка.

Поставленная цель достигается тем, что в способе вскрытия и подготовки шахтного поля пологого угольного пласта, включающем вскрытие запасов проведением наклонных главных и вспомогательных выработок, подготовку панели проведением пластовых выработок, последющую углубку вскрывающих выработок по мере отработки запасов и организацию принудительного проветривания очистного и подготовительных забоев шахтное поле у одной границы вскрывают тремя главными уклонами: воздухоподающим, воздухоотводящим и конвейерным, у другой - двумя фланговыми уклонами: воздухоподающим и воздухоотводящим, по простиранию пласта главные и фланговые уклоны сбивают вентиляционными и транспортными штреками, подготавливая тем самым одностороннюю панель, ниже нижнего сопряжения уклонов со штреками главные уклоны сбивают между собой первой горизонтальной сбойкой, ниже которой в каждой наклонной выработке сооружают вентиляционный шлюз, при углубке главных уклонов ниже шлюза каждую наклонную выработку соединяют с дневной поверхностью вертикальной скважиной, в которой устанавливают вентилятор местного проветривания, а ниже сопряжения со скважинами уклоны сбивают между собой второй горизонтальной сбойкой, аналогичным образом поступают при углубке фланговых уклонов, причем воздухоподающий уклон сопрягается с воздухоподающей скважиной, воздухоотводящий - с воздухоотводящей скважиной.

Способ поясняется схемой вскрытия и подготовки модульного шахтоучастка пологого угольного пласта, представленной на чертеже.

Выемочное поле модульного шахтоучастка вскрывается главными воздухоподающим 1, конвейерным 2 и вентиляционным 3, а на фланге - фланговыми вентиляционным 4 и путевым 5 уклонами. Главные уклоны в нижней точке соединяют между собой сбойкой 6 для организации бресберговой схемы проветривания. Для проветривания горных выработок на главной промплощадке устанавливают нагнетающий вентилятор 7, а на фланговой - нагнетающий вентилятор 8. Между главными и фланговыми уклонами проводят конвейерные 9, 10 и вентиляционные 11, 12 и 13 штреки, подготавливающие выемочные столбы 14 и 15, отрабатываемые обратным ходом в нисходящем порядке. По мере отработки выемочных столбов появляется необходимость в углубке главных 1, 2, 3 и фланговых 4, 5 уклонов, а также в подготовке следующего выемочного столба 16.

При подготовке столба 16 осуществляют проведение конвейерного 17 и вентиляционного 18 штреков в направлении от фланговых уклонов к главным. Для проветривания подготовительных забоев свежий воздух вентилятором 8, установленным на фланговой промплощадке, подают по уклону 5, вентиляционному штреку 18 и сбойке 19. Отработанный воздух выдают по конвейерному штреку 16 и вентиляционному уклону 4. При этом непосредственно в призабойное пространство проводимых подготовительных выработок свежий воздух подается вентиляторами местного проветривания 20 и 21 с использованием вентиляционных труб 22.

Перед углубкой уклонов ниже сбойки 6 по линии падения пласта пробуривают вертикальные вентиляционные скважины 23 и 24 до поверхности для организации обособленного проветривания подготовительных забоев главных уклонов, а ниже вентиляционного штрека 18 - скважины 25 и 26 - для организации обособленного проветривания подготовительных забоев фланговых уклонов. В скважинах 23 и 26 устанавливают нагнетающие вентиляторы местного проветривания 27 и 28, подающие свежий воздух в шахту, который далее по вентиляционным трубам 29 и 30 поступает в подготовительные забои выработок 1, 2 и 4, 5; в скважинах 24 и 25 устанавливают всасывающие вентиляторы 31 и 32, которые отсасывают отработанный в указанных подготовительных забоях воздух. В углубляемых уклонах устраивают шлюзовые камеры 33 и 34, располагаемые в главных выработках на участке между сбойкой 6 и скважинами 23, 24, а во фланговых - между последним вентиляционным штреком (в данном случае это штрек 18) и вентиляционными скважинами 25, 26. Главные уклоны сбивают горизонтальной сбойкой 35, а фланговые - сбойкой 36 на уровне ниже скважин по падению пласта.

Обособленное проветривание очистного забоя осуществляется следующим образом. Главный вентилятор 7 нагнетает воздух в шахту по уклону 1 до самой нижней точки, далее воздух по горизонтальной сбойке 6 поступает в главный конвейерный уклон 2, по которому за счет общешахтной депрессии движется вверх. По конвейерному штреку 10 свежая воздушная струя поступает в очистной забой отрабатываемого выемочного столба 15. После очистного забоя уже отработанная воздушная струя по вентиляционному штреку 12 поступает в вентиляционный уклон 3, по которому выдается на поверхность.

Подготовительные забои главных уклонов проветриваются вентиляторами местного проветривания 27 и 31. При этом свежий воздух по скважине 23 вентилятором 27 нагнетается в шахту и по вентиляционным трубам 29 подается к подготовительным забоям. Отработанный воздух выдается по участку уклона 2 до скважины 24 и далее отсасывается вентилятором 31 на поверхность.

Подготовительные забои фланговых уклонов проветриваются аналогичным образом.

Во время отработки выемочного столба 15 выработка 13 (вентиляционный штрек подготавливаемого выемочного столба 16) не используется, но в соответствии с правилами безопасности должна проветриваться. Подача свежей струи воздуха в эту выработку осуществляется вентилятором 8 с фланговой промплощадки по фланговому уклону 5, а выдача отработанной струи - по главному вентиляционному уклону 3. При этом для улучшения проветривания забоев выработок 17 и 18 в выработке 13 возводят вентиляционное окно 37, ограничивающее подачу свежего воздуха в эту временно неиспользуемую выработку.

Из описанного следует, что очистной забой проветривается обособленно от подготовительных воздушной струей, поступающей в шахту по главной воздухоподающей наклонной выработке. Подготовительные выработки проводятся спаренными забоями, которые проветриваются также обособленно воздушной струей, поступающей в шахту по фланговой воздухоподающей наклонной выработке. Забои вскрывающих выработок проветриваются воздушной струей, поступающей в шахту по воздухоподающей скважине. Это означает, что аварийная ситуация с вентиляцией в любом из забоев носит локальный характер и снижает опасность отравления персонала всего предприятия. При отказах с вентиляторами местного проветривания в подготовительных забоях уклонов рядом существует выход на свежую вентиляционную струю через шлюзовые камеры. В случае возникновения пожара в одном из забоев в других забоях не появятся продукты сгорания, что исключит отравление рабочих.

Таким образом, за счет организации обособленного проветривания очистных и подготовительных забоев модульного шахтоучастка достигается повышение безопасности ведения горных работ при добыче угля.

Источники информации

1. Краткий справочник горного инженера угольной шахты. Под общ. ред. А.С.Бурчакова и Ф.Ф.Кузюкова. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1982, с.28 и 43;

2. Бурчаков А.С., Гринько Н.К., Ковальчук А.Б. Технология подземной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых. 2-е изд. перераб. и доп. М.: Недра, 1978, с.219, рис.4.22 (прототип).

Способ вскрытия и подготовки шахтного поля пологого угольного пласта, включающий вскрытие запасов проведением наклонных главных и вспомогательных выработок, подготовку панели проведением пластовых выработок, последующую углубку вскрывающих выработок по мере отработки запасов и организацию принудительного проветривания очистного и подготовительных забоев, отличающийся тем, что шахтное поле у одной границы вскрывают тремя главными уклонами, воздухоподающим, воздухоотводящим и конвейерным, у другой - двумя фланговыми уклонами, воздухоподающим и воздухоотводящим, по простиранию пласта главные и фланговые уклоны сбивают вентиляционными и транспортными штреками, подготавливая тем самым одностороннюю панель, ниже нижнего сопряжения уклонов со штреками главные уклоны сбивают между собой первой горизонтальной сбойкой, ниже которой в каждой наклонной выработке сооружают вентиляционный шлюз, при углубке главных уклонов ниже шлюза каждую наклонную выработку соединяют с дневной поверхностью вертикальной скважиной, в которой устанавливают вентилятор местного проветривания, а ниже сопряжения со скважинами уклоны сбивают между собой второй горизонтальной сбойкой, аналогичным образом поступают при углубке фланговых уклонов, причем воздухоподающий уклон сопрягается с воздухоподающей скважиной, воздухоотводящий - с воздухоотводящей скважиной.