Способ разработки сближенных пластов угля

ГОК 1 З СОРЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 81 9) Я,(я)5 Е 21 С 41/1 ЗОБ ТЕНИЯ ИСАНИ довательский и и маркшейе проиэводстдобыче угля у расположегорных выра- СССР. - Л.: ННЫХ пасть в зону обрушен непригодными к отраСближенные пла ность пород междупл тикратной мощнос пласта, т.е. М бп), пр нисходящем порядке оказат ных пород и ьсяботке,сты, у которых мощастья М меньше шеси нижнего в свите инято отрабатывать в Известный щий разработку бгп, только в ни включает прове ток и последова при их раздель указанный спос места располож при разработке ГОСУДАРСТ ВЕ ННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Всесоюзный научно-исслеинститут горной геомеханикдерского дела и Павлоградсковенное обьединение по(56) Указания по рациональномнию, охране и поддержаниюботок на угольных шахтахВНИМИ, 1985, с.71-72,(54) СПОСОБ РАЗРАБОТКИ СБПЛАСТОВ УГЛЯ Изобретение относится к угольной промышленности и предназначено для выемки угля из сближенных пластов,Известен способ разработки сближенных пластов угля в восходящем порядке.Однако указанный способ годится только для разработки сближенных пластов в свите, у которых мощность пород междупластья М больше шестикратной мощности нижнего в свите пласта гп, т.е, М6 а. В указанном способе разработки мощность пород междупластья составляет 12 - 15 п). При разработке смежных пластов угля с мощностью пород междупластья меньше шестикратной мощности нижнего в свите пласта М бп), вышележащие пласты могут по(57) Изобретение относится к горной про мсти и предназначено для повышения устойчивости подготовительных выработок (ПВ) при прочности верхнего пласта (П), большей прочности пород междупластья. Подготовку сближенных П осуществляют проведением по ним ПВ. При этом подготовку верхнего П производят по одинаковой схеме с нижним.Отработку П ведут последовательно в восходящем порядке. После отработки столба по нижнему П непосредственно над его ПВ проводят аналогичные ПВ по верхнему П.Расстояние г между ними в плане не должно превышать величины, определяемой по формуле г 0,026 Н - 0,014 й/В - 0.13 й+ + 0,07 В), где Н - глубина разработки, м; Вм и йу - соответственно прочность на одноос ное сжатие пород междупластья и верхнего П, МПа. 1 ил. способ, предусматриваю- сближенных пластов с М ходящем порядке. Способ дение выемочных вырабоельную отработку пластов ой подготовке. При этом об регламентирует выбор ения и охрану выработок пластов с отнасением их откромки очистного забоя в сторону выработанного пространства.Недостатком укаэанного способа является безоговорочное требование применения нисходящего порядка отработкисближенных пластов в свите беэ учета горно-геологических условий залегания этих, пластов, а именно глубины разработки,мощности пород междупластья и вынимаемых пластов, их физикО-механических характеристик и др., а также строгорегламентируемое расположение подготовительных выработок по отношению к кромке нижележащего угольного пласта.Исследования показывают, что в практике встречаются случаи, когда более целесообразно осуществлять восходящийпорядок отработки сближенных пластов всвите при мощности пород междупластьяменее 6 гл, особенно при отработке запасовугля в условиях слабых глинистых пород. Вэтих условиях при нисходящем порядке отработки пластов угля, горное давление, возникающее при выемке угля в верхнемпласте, отрицательно воздействует на породы кровли нижележащего пласта (породымеждупластья), разрушает их вследствиеизгиба и пучения этих пород в выработанное пространство верхнего пласта. Поэтомупри последующей отработке нижележащегопласта возникают завалы лавиз-за обрушения разрушейных пород кровли, что приводит к невозможности отработки этихзапасов.Целью изобретения является повышение эффективности работы очистных забоеви устойчивости выработок при разработкесближенных пластов:с мощностью междупластья М 6 гп,Указанная цель достигается тем, что согласно способу разработки сближенныхпластов угля, включающему проведение выемочных выработок и последовательную отработку пластов при их раздельнойподготовке. отработку сближенных пластовведут в восходящем порядке, подготовкуверхнего пласта осуществляют по такой жесхеме, как и подготовку нижнего пласта, приэтом подготовительные выработки верхнего пласта располагают над аналогичнымивыработками нижнего пласта на расстоянии, не превышающем рассчитанное поформуле г0.026 Н - 0.014 Н - - 0,13 й у+ 0,07 й и йугде М, гп - соответственно мощность пород междупластья и нижнего пласта угля; йч, йу 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55- соответственно прочность пород междупластья и верхнего пласта угля; Н - глубина разработки верхнего в свите пласта.На чертеже показана схема отработки нижележащего пласта и сдвижения пород над ним,На чертеже введены следующие обозначения: 1 - нижележащий подрабатывающий пласт мощностью гп, 2 подготовительные выработки нижележащего пласта (в данном случае выемочные, но могут быть и другие), 3 - породы междупластья, 4 - вышележащий подрабатываемый пласт, 5 - кровля вышележащего пласта, 6 - подготовительные выработки вышележащего пласта, 7 - расслоившаяся почва нижележащего пласта.Способ осуществляется следующим образом.Нижележащий пласт 1 свиты подготавливают к выемке подготовительными выработками 2. оконтуривая в плане выемочный столб. При выемке пласта 1 породы междупластья 3 в пределах свода обрушения пород, характеризуемого углами ф разрушаются, образуя трещины. расслоения, прогибы, в результате чего заполняется выработанное пространство отрабатываемого пласта 1. В обычных условиях. когда прочность угля в пласте 4 меньше или равна прочности пород междупластья (йу - й), разрушение пород междупластья происходит по всей площади свода. высота которого составляет бпт, За пределами свода породы плавно прогибаются, опираясь на разрушенные слои.В условиях слабых пород, когда прочность угля существенно выше прочности пород междупластья (йуй), породы 3 разрушаются в пределах свода обрушения только до вышележащего пласта угля 4 на высоту менее 6 е. При этом пласт 4 опирается на разрушенные породы междупластья 3 и на кромки массива пород над пластом 1, В породах кровли 5, лежащих на ненарушенном пласте угля 4, опасных дефрмаций не возникает и их прочность практически не изменяется. Горное давление от веса вышележащей толщи через породы 5, пласт угля 4 и изогнутые слои пород 3 передается на кромки пласта угля 1 и на его почву 7. По мере подвигания лавы по пласту угля 1 его почва, деформируясь, выдавливается в выработанное пространство пласта 1. заполняя его полностью или частично. тем самым способствуяуменьшению разрушения пород междупластья 3 и деформации пласта угля 4. Создаются более благоприятные условия опускания пласта угля 4 и выншележаших пород 5 без нарушения их сплошности.55 Такил образом, прочный пласт угля 4 образует балку, перекрывающую вышележащие породы 5, которая препятствует их разрушению и передает горное давление через изогнутые породы 3 и кромки пласта угля 1 на почву этого пласта. Поэтому в этих условиях сближенные пласты свиты возможно отрабатывать в восходящем порядке.Нижний предел мощности пород междупластья М зависит от коэффициента их разрыхления, прочности и вязкости подрабатываемого пласта угля. При большом увеличении обьема пород за счет раэрыхления междупластья и выдавливания в выработанное пространство разрушенных пород почвы нижнего пласта угля, например, при увеличении объема этих пород при разрушении в два раза, и достаточно прочном угле в подрабатываемом пласте, восходящий порядок отработки сближенных пластов можно осуществить и при М = 1 в при указанных условиях.Последующая отработка верхнего пласта угля 4 не вызывает осложнений, поскольку кровля 5 будет ненарушена очистными работами по пласту 1 и благодаря хорошей слеживаемости слабых глинистых пород междупластья 3 условия будут соответствовать как бы первоначальным.Подготовку к выемке вышележащего пласта 4 производят аналогично подготовке пласта 1 и подготовительные выработки б по пласту 4 располагают над подготовительными выработками 2 нижележащего пласта 1, расстояние в плане между которыми (положение выработок ба и бб относительно выработок 2) определяют по формуле г0,026 Н - 0,014 Н й - 0,13 й у+ 0,07 й в йукоторая увязывает между собой основные показатели условий осуществления способа разработки: глубину Н, прочность пород междупластья й и прочность угольного пласта йу.указанное расположение подготовительных выработок 2 и 6 основано на результатах исследований позволивших представить геомеханическую картину поведения пород вокруг проводимых и поддерживаемых выработок, заключающуюся в следующем: в нетронутом массиве горных пород существуют напряжения, обусловленные весом вышележащих слоев и характеризуемые величиной у Н, где у обьемная масса пород, Н - глубина разра 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ботки, При проведении выработки и в последующем, при ведении очистных работ. еокруг нее образуется зона неупругих деформаций, в которой напряжения будут меньшими по сравнению с напряжениями, существовавшими в нетронутогл массиве, Например, напряжения вокруг виработок 2 и выработанного пространства уголь ого пласта 1, а также между ними будут значительно меньшие, чем в нетронутом массиве. Но с течением времени породы междупластья 3 и почвы 7 пласта 1, заполнив выработанное пространство пласта 1. упло няются и в последнем восстанавливается первоначальное напряженное состояние. При наличии слабых слеживающихся пород это время оказывается весьма небольшим, равным 0,5 - 1,5 годам.В этих условиях над выработками 2 у кромок очистного пространства вышележащие слои пород междупластья 3 не обрушаются, а только изгибаются и благодаря вйработкам 2 и краевым частям очистного пространства в них образуются полости, не заполняющиеся обрушенной породой длительное время (до 10 лет и более), поэтому вокруг этих полостей напряжения не восстанавливаются и их интенсивность значительно меньшая, чем в нетронутом массиве пород, Граница этой области с пониженными напряжениями определяется формулой, приведенной выше и полученной на основании многочисленных экспериментов в выработках, расположенных на различном расстоянии (в плане) от нижерасположенных выработок. В пределах этой области и предлагается располагать подготовительные выработки 6 вышележащего пласта угла 4 по отношению к выработкам 2 нижележащего угольного пласта 1,П р и м е р. Разрабатывают свиту из двух сближенных подрабатываемых пластов Св и Свн. Мощность порОд междупластья составляет 4 - 5 м, вынимаемая мощность пластов 1-1,1 м. Прочность угля на одноосное сжатие, в среднем, 30 МПа, прочность вмещающих пород 15 МПа. Кратность подработки составляет 3,6-4.5 а. Подготовительные выработки верхнего пласта располагают над подготовительными выработками нижнего пласта на расстоянии в плане между ними, определяемому по формуле г0,026 Н - 0,014 Н - - 0,13 В у 0,01 Вймйу при глубине разработки 400 м. г4,75 м,1703818 Составитель В,Тычинактор В.Бугренкова Техред М,Моргентал Корректор М.Кучеря аж Подписное комитета по изобретениям и открытиям при Москва, Ж, Раушская наб.,4/5 з 47ВНИИПИ Госу НТС твенно 11303Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина,01 работку пластов ведут в восходящем порядке. Переход на восходящий порядок отработки этих пластов с последовательной отработкой лав и расположением подготовительных выработок верхнего пласта над 5 выработками нижнего пласта позволили обеспечить устойчивую работу лав и снизили расходы на ремонт выработок, что дало экономический эффект около 200 тыс. руб в год. 10Предлагаемый способ разработки сближенных пластов угля обладает следующими преимуществами по сравнению с известнымпозволяет осуществлять восходящий 15 порядок выемки сближенных пластов с мощностью пород междупластья М6 гп;учитывает основные горно-геологические параметры способа разработки, такие как глубину разработки, прочность пород 20 междупластья и угля;улучшает условия выемки угольных пластов и повышает эффективность работы очистных забоев, так как применение этого способа уменьшает вывалы породы с кров ли в очистное пространство лавы по сравнению с нисходящим порядком отработкисближенных пластов; повышает устойчивость подготовительных выработок и снижает при этом затраты на их поддержание.Формула изобретения Способ разработки. сближенных пластов угля, включающий проведение подготовительных выработок, подготовку верхнего пласта по одинаковой схеме с нижним пластом и последовательную отработку пластов в восходящем порядке, о т л и ч а ющ и я с я тем, что, с целью повышения устойчивости подготовительных выработок при прочности верхнего пласта большей прочности пород междупластья, подготовительные выработки по верхнему пласту проводят непосредственно над подготовительными выработками нижнего пласта, при этом расстояние г между ними в плане определяют по формуле г 5 0,026 Н - 0,014 Н - - 0,13 й у + 0,078 в 1 мгде Н - глубина разработки, м;й и йу - соответственно прочность наодноосное сжатие пород междупластья иверхнего пласта, МПа,