Способ слоевой отработки мощных пологих пластов полезных ископаемых на больших глубинах
Владельцы патента RU 2375575:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" (RU)
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке мощных пологих пластов полезных ископаемых, главным образом угольных, слоевыми системами разработки в нисходящем порядке. Способ слоевой отработки мощных пологих пластов полезных ископаемых на больших глубинах, включающий разделение пласта на слои, разделение слоев на столбы полезного ископаемого, отработку столбов длинными очистными забоями в нисходящем порядке с оставлением межслоевой пачки и проведением подготовительных вентиляционных и откаточных выработок нижнего слоя со смещением в сторону отработанного пространства относительно выработок первого слоя и оставлением межстолбовых целиков. Перед началом ведения очистных работ в верхнем слое из подготовительных выработок верхнего слоя создают разгружающую щель под углом 45° к вертикальной плоскости в направлении нижнего слоя, при этом глубину щели определяют по формуле L=2/3m, где L - глубина разгружающей щели, м; m - мощность нижнего слоя пласта, м. Изобретение позволяет повысить устойчивость и снизить затраты на поддержание подготовительных выработок, повысить безопасность ведения горных работ. 1 ил.
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке мощных пологих пластов полезных ископаемых, главным образом угольных, слоевыми системами разработки в нисходящем порядке на больших глубинах.
Известен способ слоевой разработки пологозалегающих пластов полезных ископаемых (Фрянов В.Н., Чубриков А.В. Обоснование параметров технологии подготовки и отработки мощных пологих пластов: Новокузнецк: СибГИУ, 2002. 216 с.). Данный способ включает отработку пласта наклонными слоями с обрушением пород кровли и ведением очистных работ длинными столбами с использованием механизированных комплексов.
Недостатками данного способа являются большие издержки на поддержание выработок нижнего слоя в эксплуатационном состоянии при ведении работ на больших глубинах и потери полезного ископаемого в целиках.
Известен способ слоевой разработки пологозалегающих пластов полезных ископаемых, принятый за прототип (Килячков А.П. Технология горного производства. - М.: Недра, 1992. 415 с.). Способ включает отработку пласта наклонными слоями с обрушением пород кровли и ведением очистных работ длинными столбами с использованием механизированных комплексов и опережением забоя верхнего слоя с оставлением межстолбовых целиков и расположением конвейерных и вентиляционных слоевых выработок под обрушенными породами относительно выработок верхнего слоя.
Недостатками данного способа являются большие издержки на поддержание выработок нижнего слоя в эксплуатационном состоянии при ведении работ на больших глубинах и потери полезного ископаемого в целиках.
Эти недостатки обусловлены тем, что для обеспечения эксплуатационного состояния выработок 2-го слоя и снижения затрат на поддержание необходимо их располагать со смещением относительно краевых частей массива (целиков) 1-го слоя под выработанное пространство для снижения негативного влияния надработки 2-го слоя и снятия опасной концентрации напряжений, при этом данное смещение возрастает при увеличении глубины ведения работ и может достигать 20 м (Сидоренко С.А., Сидоренко А.А., Никишин Д.Ю. Повышение технико-экономических показателей слоевой отработки мощных пологих пластов кузнецкого угольного бассейна. Записки горного института. Том 172. СПб., 2007, с 109-112).
Техническим результатом заявляемого способа является устранение недостатков известных способов, а именно снижение издержек производства на поддержание выработок и потерь полезного ископаемого при отработке нижних слоев полезного ископаемого.
Технический результат достигается тем, что в способе слоевой отработки мощных пологих пластов полезных ископаемых на больших глубинах, включающем разделение пласта на слои, разделение слоев на столбы полезного ископаемого, отработку столбов длинными очистными забоями в нисходящем порядке с оставлением межслоевой пачки и проведением подготовительных вентиляционных и откаточных выработок нижнего слоя со смещением в сторону отработанного пространства относительно выработок первого слоя и оставлением межстолбовых целиков, согласно изобретению перед началом ведения очистных работ в верхнем слое из подготовительных выработок верхнего слоя создают разгружающую щель под углом 45° к вертикальной плоскости в направлении нижнего слоя, при этом глубину щели определяют по формуле L=2/3 m,
где L - глубина разгружающей щели, м;
m - мощность нижнего слоя пласта, м.
Сущность заявляемого способа поясняется схемой, представленной на чертеже, и нижеследующим описанием.
На чертеже проиллюстрировано следующее:
1 - выработанное пространство надрабатывающего слоя;
2 - погашенный вентиляционный штрек 1-го слоя;
3 - вентиляционный штрек надработанного слоя;
4 - надработанный слой отрабатываемого участка;
5 - межлавный целик;
6 - наклонная разгружающая щель;
α - угол проведения щели к вертикальной плоскости;
γ - расстояние от вентиляционной выработки надработанного слоя до краевой части массива (целика), зависящее от горно-геологических условий.
Способ разработки пологозалегающих пластов полезных ископаемых осуществляют следующим образом.
Разгружающую щель проводят с опережением ведения очистных работ из выработок верхнего слоя врубовой машиной на глубину 2/3 мощности нижнего слоя пласта под углом 45° к вертикальной плоскости для оптимального уменьшения ширины зоны распространения негативного влияния опорного давления в сторону выработанного пространства надрабатывающего слоя и снижения деформации крепи выработок нижнего слоя. При увеличении глубины щели положительный эффект повышается, но вместе с тем существенно возрастают затраты на проведение данной щели. Далее работы ведутся в соответствии с известными схемами. Пласт отрабатывается наклонными слоями с обрушением пород кровли и ведением очистных работ длинными столбами с использованием механизированных комплексов и опережением забоя верхнего слоя с оставлением межстолбовых целиков полезного ископаемого и расположением конвейерных и вентиляционных слоевых выработок под обрушенными породами относительно выработок верхнего слоя.
В настоящее время имеются реальные возможности для безопасной и экономически эффективной отработки с использованием заявляемого способа запасов мощных пологих пластов полезных ископаемых на шахтах Кузбасса.
Использование заявляемого способа слоевой отработки мощных пологих пластов полезных ископаемых на больших глубинах позволяет уменьшить издержки производства на поддержание выработок нижнего слоя в эксплуатационном состоянии на 10% и более, уменьшить эксплутационные потери полезного ископаемого в целиках по нижнему слою за счет расположения выработок с меньшим смещением под выработанное пространство надрабатываемого слоя.
Способ слоевой отработки мощных пологих пластов полезных ископаемых на больших глубинах, включающий разделение пласта на слои, разделение слоев на столбы полезного ископаемого, отработку столбов длинными очистными забоями в нисходящем порядке с оставлением межслоевой пачки и проведением подготовительных вентиляционных и откаточных выработок нижнего слоя со смещением в сторону отработанного пространства относительно выработок первого слоя и оставлением межстолбовых целиков, отличающийся тем, что перед началом ведения очистных работ в верхнем слое из подготовительных выработок верхнего слоя создают разгружающую щель под углом 45° к вертикальной плоскости в направлении нижнего слоя, при этом глубину щели определяют по формуле
L=2/3m,
где L - глубина разгружающей щели, м;
m - мощность нижнего слоя пласта, м.
