Способ гидравлической закладки выработанного пространства при разработке пологих угольных пластов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 63661 А 1 СПУБЛИК Г 9) С 41/18, Е 21 С 41/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР Е ИЗОБРЕТЕНО ВТОРСКО ВИДЕТЕЛ ЬСТВ 5дела АН КазССР, Ф,И.Клиновицкий,Сейдахметовр, Процессы подзем.: Недра, 1976, с, 144-с, гс-гз,РАВЛИЧЕСКОЙ ЗАКЛАДНОГО ПРОСТРАНСТВА Е ПОЛОГИХ УГОЛЬНЫХ 54) СПОСОБ ГИД КИ ВЫРАБОТАН ПРИ РАЗРАБОТК ПЛАСТОВ (57) Использовани достигнуть полну паемога, уменьш: изобретение выемку полез ть затраты, иозволяет ого иско- ключить Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства,Известен способ гидравлической закладки выработанного пространства при разработке пологих угольных пластов, включающий механизированную крепь и доставку пульпы в выработанное пространство по трубопроводу, проложенному по выемочному штреку и призабойному пространству лавы вдоль ограждения (см. книгу А,С.Бурчакова, Н.К.Гринько, И.Л.черняк, Процессы подземных горных работ М.: Кедра, 1976, с, 144-149),После выемки 1 - 2 стружек угля выемочная машина останавливается и начинаются закладочные работы, состоящие из двух основных операций: подготовка выработанного пространства лавы к закладке и намыва(56) Бурчаков А.С, и дных горных работ. - М149. Уголь, 1983, М 6,вредное влияние горных выработок на сохранность сооружений и природных обьектов на земной поверхности, Сущность изобретения: способ включает в себя проходку вдоль выемочного столба закладочного штрека над пластооыми штреками, бурение из закладочного штрека веера скважин до разрабатываемого пласта, Закладочный штрек проходят на расстоянии от разрабатываемого пласта, не меньшем размера возможной эоны беспорядочного обрушения, ширина выемочного столба Формируется не более величины первичного шага обрушения основной кровли, иэ закладочного штрека дополнительно проводят дегазацию разрабатываемого пласта и выработанного пространства,закладочного массива, Выпуск гидрасмеси осуществляется через одинаковорасположенные друг от друга ответвления от трубопровода в выработанное пространст - во,Однако при этом способе происходит большое оседание кровли на расстоянии от забоя лавы до закладочного массива, когда он начинает поддерживать кровлю, достигающее около половины всего оседания см, Ф.И. Клин они цкий, М, Ш. Бол гожина, Э.С.Оганеэов "Сдвижение подработанного массива при выемке пласта с гидроэакладкой". Уголь", М 6, 1983, с; 20 - 23), Оседание кровли приводит к созданию полостей расслоений в налегаащей толще, заполнить которые при данном способе невозможно, В результате происходит оседание всего лассива и земной поверхности. В данном способе невозможно совмещение рабст поУказанная цепь достигается тем,что в известном способе закладки, включающем проходку закладочного штрека над пластовыми камерами-полостями и бурение скважин из закладочного штрека для подачи пульпй в камеры - полости, выемку угля 55 производят по бесцеликовой технологии, при этом одновременно с выемкой угля и закладкой выработанного пространства возведению закладочного массива с выемкой угля, что уменьшает скорость подвигания лавы, ведущее к увеличению опускания кровли и уменьшению нагрузки нэ очистной забой. Исключается дозакладка выработан ного пространства.Известен также способ заполнения полости закладочным материалом через скважины, пробуренные с поверхности земли (авт.св, СССР М 1016538). 10Однако этот способ может быть эффективен при залегании полезного ископаемого на небольшой глубине, так как с увеличением глубины.возрастает объем работ на бурение скважин, что увеличивает 15 затраты. Кроме этого по мере подвигания лавы необходимо бурение новых скважин, что также способствует увеличению затрат.Указанные недостатки частично устраняются в наиболее близком к йредложен ному способу гидрозакладки, применяющимся при разработке пологих калййных пластов и применимого для отработки угля, включающий проходку нолевых закладочных штреков над пластовыми штреками, бу рение иэ закладочных штреков скважин для подачи в камеры пульпы. При этом для снижения затрат на закладку камер большой протяженностью, пОлевой закладочный штрек проходит над закладочными камера ми перпендикулярно их оси (см, авт,св, СССР й. 1071769).Этот способ исключает опасное оседание подработанного массива, но ймеет недостатки, заключающиеся в том, что 35 необходимо создать камеры путем очисгной выемки через целики угля, соли, а затем производить их заполнение пульпой, т.е. Отсутствует совмещенность во времени процессов очистной выемки и закладки камер, 40 Наличие целиков приводит к потереполезного ископаемого, а отсутствие совмещенности во времени процессов очиСтной выемки и закладки камер ведет к снижению темпов очистнйх работ и их удорожанию. 45Целью изобретения является достижение полной выемки полезного ископаемого, снижение затрат, исключение вредного вли. яния горныхвыработок на сохранность сооружений и йриродных объектов на земной 50 поверхности. производят закладку межслоевых полостеймежду кровлей пласта и закладочным штреком,В предложенном способе выемочныйстолб формируется шириной не более величины первичного шага обрушения основнойкровли, а закладочный штрек проходят нарасстоянии от разрабатываемого пласта неменьшим размера возможной зоны беспорядочного обрушения. Из закладочногоштрека дополнительно проводят дегазациюразрабатываемого пласта и выработанногопространства. Как помере отработки, так ипосле отработки на всю длину выемочногостолба производят, при необходимости, дозэклэдку выработанного пространства и закладку самого выемочного штрека,Предложенный способ, в отличии отпрототипа, гй 3 воляет производить выемкуугля (соли) по бесцеликовой технологии свысокой степеныю механизации работ. Темсамым не только уменьшаются потери, но иснижаются затраты нэ очистные работы, Ис-.ключение вредного влияния горных выработок на Сохранность сооружений иприродных объектов нэ земной поверхности достигаются закладкой пульпой, в качестве которой может применяться воднаясмесь золы тепловых станций, хвостов углеобогащения с небольшим добавлением вяжущего, не только пустоты от выемки угля(соли), но и межслоевьх полостей междукровлей пласта и закладочным штреком.. Тем самым вновь воссоздается целость пород позади механизированного комплекса,имеющего передвижной тип ограждения отвыработанного пространства, Созданныйзакладочный и укрепленный массив породпрепятствует оседанию вышележащих сло- .ев подработанной толщи и земной поверхности.Одновременность выемки угля и закладки выработанного пространства пульпой обеспечивает не только высокие темпыработы, но и возможность иметь техническидопустймые оседания, зависящие от ширины механизированного комплекса, минимального расстояния от забоя лавы дозакладочного массива. При этом уменьшаются нарушенность пород кровли, опорноедавление иа целом геомеханические условия отработки пласта угля (соли),формирование выемочного столба шириной йе более величины первичного шагаобрушения основной кровли обеспечиваетее устойчивость. При длине лавы превышающей первичный шаг обрушения основнойкровли произойдет ее оседание и процесссдвижения уже невозможно будет задержать закладкой.10 15 20 25 30 35 40 50 55 Расположение закладочного штрека нарасстоянии от разрабатываемого пласта неменьшим размера возможной зоны беспорядочного обрушения обусловлено тем положением, что на таком расстояниинаблюдается граница нарушенности породнепосредственной кровли. происходит стабилизация растяжения пород. Это установлено авторами на основе натурныхнаблюдений в толще массива за оседаниепород позади забоя в Карагандинском бассейне.Расположение закладочного штрекаменьше этого расстояния приведет к недозакладке нарушенной зоны и, следовательно, увеличению оседания, а также нарушению устойчивости самой закладочной выработки,Таким образом в совокупности отличительных признаков предложенный способобеспечивает достижение поставленной цели и практически выполним.Экономическое сравнение с прототипом показывает следующее:1, При выемке угля в соответствии спрототипом потери составляют 30 - 35 ф.При стоимости 1 т угля оставленной в недрах по Карагандинскому бассейну 8 руб.,потери на 1000 т добычи составляют 240-280 руб.2. В случае возможности выемки межкамерных целиков в прототипе, экономическая эффективность получается эа счетприменения высокомеханизированной технологии и совмещения во времени очистныхи закладочных работ. Так, если себестоимость угля при выемке камерностолбовойсистемой в условиях Карагандинского бассейна с применением проходческого комбайна составляет 3,0 руб/т при производительности рабочего 14 т/выход, то придобыче угля лавой, оборудованной механизированным комплексом эти же показатели составляют соответственно 2,5 руб/т и45 т/выход, При этом экономический эффект составит 0,5 руб х 1000 т = 500 руб.Нафиг,1 представлена схема отработкиугольного пласта, на фиг,2 и фиг.З - разрезыпо А - А и Б - Б на фиг.1,Изобретение осуществляется следующим образом.Для подготовки выемочного столбапройдены выемочные штреки 1,2 с шириноймежду ними не более величины первичногошага обрушения основной кровли. Вдольвыемочного столба пройден закладочныйштрек на расстоянии от разрабатываемогостолба не меньшим размера возможной эо-ны беспорядочного обрушения. По даннымисследований авторов размер этой эоны для условий угольных пластов Карагандинского бассейна составляет трехкратная мощность пласта, Из закладочного штрека 3 бурят веер скважин 4 до разрабатываемого пласта.По мере выемки угля механизированным комплексом с передвижной крепыш в образуемое за секцией крепи выработанное пространство 5 по скважинам 4 поступает закладочная пульпа в виде водной смеси золы или "хвостов" обогащения с некоторым добавлением вяжущего. При этом поступление пульпы по скважинам обеспечивает закладку выработанного пространства и межслоевых полостей 6 между кровлей пласта и закладочным штреком. По мере движения лавы подключают следующий веер скважин для выпуска пульпы в выработанное пространство. При необходимости производят закладку межслоевых полостей как по мере отработки, так и после отработки выемочного столба,Проветривание выемочного участка осуществляется по прямоточной схеме на выработанное пространство с подсвежением, свежая струя воздуха подается по штреку 1 и омывает очистной забой, оборудованный механизированным комплексом, Подсвежение подается по штреку 2. Исходящая струя воздуха из очистного забоя поступает в штрек 2 позади лавы и далее в вентиляционную выработку. Закладочный штрек 3 также одновременно служит как дегазационный, что улучшает газовый режим выемочного участка, Для чего свежая струя воздуха поступающая в закладочный штрек и движущая навстречу движения лавы способствует поступлению газа из разрабатываемого пласта по веерам скважин, находящимся впереди лавы и поступлению газа в закладочный штрек по трещинам из выработанного пространства, Одновременно с отработкой выемочного столба ведется подготовка следующего столба, в котором штрек 2 используется повторно. Преимущества изобретения заключаются в достижении полной выемки угля по бесцеликовой технологии, исключения вредного влияния горных выработок на сохранность сооружений и природных обьектов на земной поверхности за счет закладки выработанного пространства и межслоевых полостей между кровлей пласта и закладочным штреком, совмещения во времени очистныхи закладочных работ, дополнительной дегазации из закладочного штрека разрабатываемого пласта и выработанного пространства,Редактор ов Корректор А. Долин Е. Сейдахмргентал оставител ехред М.М Заказ 3438 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5.одственно-издательский комбинат "Патейт", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 Формула изобретения 1. Способ гидравлической закладки выработанного пространства при разработке пологих угольных пластов, включающий проходку вдоль выемочного столба закладочного штрека над пластовыми штреками, бурение из закладочного штрека веера скважин для подачи в вырабо-аннов про- стрзнстВО пульпы, о тл и ч а ю щ и Й с я тем,что, с целью достижения полной выемки полезного ископаемого, уменьшения затрат, исключения вредного влияния горных Выработок на сохранность сооружений и природных объектов на земной поверхности, выемку угля производят по бесцеликовой технологии, при этом одновременно с выемкой угля и закладкой Выработанного пространства производят закладку межслоевых поостей между кровлей пласта и закладочным штреком.2, Сособ по п.1, О т л и ч а ю щ и Й с я 5 тем, что выемочный столб формируют шириной не более величины первичного шага обрушения ОснОВной кровли,3, Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что закладочный штрек проходят на 10 расстоянии от разрабатываемого пласта, не меньшем размера возможной зоны беспорядочного обрушения,4. Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что из закладочного штрека дополни тельно проводят дегазацию разрабатываемого пласта ивыработанного пространства, - г - фб