Способ управления труднообрушаемой кровлей
Владельцы патента RU 2325528:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" (RU)
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке калийных и угольных пластов с труднообрушаемыми кровлями, в частности при селективной выемке полезного ископаемого с частичной закладкой выработанного пространства бутовыми полосами. Способ управления труднообрушаемой кровлей включает оставление межстолбовых целиков, частичную закладку выработанного пространства боковыми и центральной бутовой полосами из бортовых и закладочного (вентиляционного) штреков лавы. Дополнительную выемку полезного ископаемого производят из межстолбовых целиков и закладывают образованное пространство пустой породой, при этом ширину h дополнительной выемки определяют из выражения , м, где L - длина лавы, м. Изобретение позволяет повысить коэффициент извлечения полезного ископаемого на 15-30%, уменьшить объем горно-проходческих работ и регулировать обрушение кровли по мере подвигания очистного забоя, т.е. с постоянным шагом обрушения, не вызывая при этом каких-либо отрицательных последствий для работы лавы. 1 ил.
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке калийных и угольных пластов с труднообрушаемыми кровлями, в частности при селективной выемке полезного ископаемого с частичной закладкой выработанного пространства бутовыми полосами.
Известен способ управления труднообрушаемой кровлей, заключающийся в частичной закладке выработанного пространства двумя боковыми и центральной бутовыми полосами, причем центральную бутовую закладывают в виде отдельных участков параллельно линии очистного забоя по мере подвигания лавы [Патент РФ №2177546 Ю.Г.Сиренко, О.В.Ковалев и др. «Способ управления труднообрушаемой кровлей». М. 7 Е21С 41/18, БИ №36, 2001]. Однако такой способ недостаточно эффективен и не обеспечивает достаточной безопасности, так как 95% случаев динамических обрушений основной кровли происходит в полулаве со стороны массива, в котором будет нарезаться следующий выемочный столб.
Наиболее близким к предлагаемому является способ управления труднообрушаемой кровлей с частичной закладкой выработанного пространства, заключающийся в возведении породных бутовых полос перпендикулярно очистному забою [Нормативные и методические документы по ведению горных работ на Старобинском месторождении калийных солей. - Солигорск-Минск, 1995 г., стр.122-124]. Частичная закладка при этом производится центральными и боковыми полосами, количество которых определяется длиной лавы и объемом пустой породы, который необходимо заскладировать. Складирование пустой породы, при данном способе, производится путем одностороннего возведения бутовых полос с бортовых штреков лавы и возведения бутовых полос с обеих сторон закладочных штреков, пройденных дополнительно в поле лавы. При этом, для охраны подготовительных выработок и безопасного ведения работ между отрабатываемым и подготавливаемым столбами, оставляется целик шириной до 70 м, в зависимости от глубины разработки, из-за чего извлечение полезного ископаемого из недр уменьшается на 15-30%. При осуществлении данного способа, в связи с необходимостью проходки дополнительных закладочных штреков, возрастает объем горно-подготовительных работ и увеличивается время, необходимое на подготовку панели.
Техническим результатом изобретения является устранение указанных недостатков, а именно увеличение коэффициента извлечения руды из недр и уменьшение объема горно-подготовительных работ, при одновременном повышении безопасности горных работ.
Технический результат достигается тем, что в способе управления труднообрушаемой кровлей, включающем оставление межстолбовых целиков, частичную закладку выработанного пространства боковыми и центральной бутовой полосой из бортовых и закладочного (вентиляционного) штреков лавы, согласно изобретению, производят дополнительную выемку полезного ископаемого из межстолбовых целиков и закладывают образованное пространство пустой породой, при этом ширину h дополнительной выемки определяют из выражения
, м
где L - длина лавы, м.
Способ управления труднообрушаемой кровлей поясняется чертежом, на котором изображен вид в плане на выемочный столб.
На чертеже изображены:
1 - конвейерный штрек лавы; 2 - центральный вентиляционный штрек (он же - закладочный штрек лавы); 3 - транспортный штрек лавы; 4 - забойный конвейер; 5 - скребковый перегружатель; 6 - метатель; 7 - бутовые полосы; 8 - неотработанный участок шахтного поля, в котором подготавливается новый выемочный столб; 9 - транспортный штрек новой (подготавливаемой) лавы; 10 - бутовая полоса ранее отработанного столба; b - ширина подготовительных выработок; h - ширина, на которую производится дополнительная выемка полезного ископаемого из межстолбового целика; L - длина лавы (без дополнительного извлечения междупанельных целиков); а - ширина бутовой полосы.
Способ осуществляется следующим образом:
Для подготовки выемочного столба проходят конвейерный штрек лавы 1, центральный вентиляционный штрек 2, транспортный штрек лавы 3. Перегружатель 5 и метатель 6 устанавливаются под крепью сопряжения на конвейерном, вентиляционном и транспортном штреках лавы.
В процессе очистной выемки пустая порода поступает с забойного конвейера 4 на перегружатель и далее к метателю, при помощи которого ее забрасывают в выработанное пространство. При этом выемка полезного ископаемого осуществляется не только в пределах оконтуренного подготовительными выработками очистного столба (L), но и в межстолбовых целиках со стороны отработанного и подготавливаемого столба на расстояние h, которое определяется по формуле:
, м
где h - ширина дополнительной выемки полезного ископаемого из межстолбового целика (со стороны отработанного и подготовляемого столба), м; L - длина лавы, м
Ширина бутовой полосы при этом составляет:
а=2h+b,
где а - ширина бутовой полосы; h - ширина дополнительной выемки полезного ископаемого из межстолбового целика, м; b - ширина подготовительной выработки, м
В результате осуществления способа увеличивается длина лавы и сокращаются размеры межстолбовых целиков. Коэффициент извлечения полезного ископаемого повышается при этом на 15-30%. Бутовые полосы имеют одинаковую ширину, давление со стороны массива и нагрузка на крепь распределяются равномерно по всей длине лавы, в результате чего обрушение кровли происходит регулярно по мере подвигания очистного забоя, т.е. с постоянным шагом обрушения, не вызывая при этом каких-либо отрицательных последствий для работы лавы (динамических обрушений кровли). Увеличивается ширина бутовых полос вдоль бортовых штреков лавы, что позволяет разместить пустую породу в выработанном пространстве без проходки дополнительных закладочных штреков, в результате чего уменьшается объем горнопроходческих работ.
Способ управления труднообрушаемой кровлей, включающий оставление межстолбовых целиков, частичную закладку выработанного пространства боковыми и центральной бутовой полосами из бортовых и закладочного (вентиляционного) штреков лавы, отличающийся тем, что производят дополнительную выемку полезного ископаемого из межстолбовых целиков и закладывают образованное пространство пустой породой, при этом ширину h дополнительной выемки определяют из выражения
где L - длина лавы, м.
