Способ разработки мощных самовозгорающихся угольных пластов

(я)5 Е 21 С 41/18 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(75) В.Н.Канистеров, П, К. Кучеба, Ф.М. Киржнер, А.В.Пшеченко и Л,М,Смирнов (56) Громов Ю,ВБычков Ю.Н., Кругликов В.Н, Управление горным давлением при разработке мощных пологих пластов угля, - М,: Недра, 1985, с. 238.Авторское свидетельство СССР 1 Ф 662715. кл. Е 21 С 41/18, 1978.(54) СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МОЩНЬХ САМОВОЗГОРАЮЩИХСЯ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ(57) Использование: добыча угля в условиях вечной мерзлоты. Сущность изобретения: мощный пласт подготовляют пластовыми штреками 1 и 2, Их проводят по почве пласта. Дополнительно в почве пласта проводят полевые выработки 3. Пластовые и полевые выработки сбивают щетками 4. Отработку пласта ведут последовательно слой за слоем. Сзади за лавой пластовые выработки заполняют углем и пропитывают антипирогенами. По мере отработки очередного слоя смерзшийся уголь в выработках оттаивают впереди забоя. Отработку всех слоев ведут по почве пласта механизированным комплексом. 2 ил,5 10 20 30 35 40 45 50 Способ разработки мощных самовозгорающихся угольных пластов,Изобретение относится к области горнодобывающей промышленности и можетбыть использовано при разработке мощныхсамовозгорающихся угольных пластов механизированными комплексами в условияхвечной его мерзлоты.Известен способ разработки мощныхугольных пластов, включающий проведениеподготовительных выработок по почве пласта и отработку пласта с выпуском подкров ел ьн ой пачки угля (см, Ю. В. Грамс в,Ю.Н,Бычков, В.П.Кругликов "Управлениегорным давлением при разработке мощных. 15пластов угля", МНедра, 1985 г. с, 238).Недостатками указанного способа являются большие потери угля в выработанномпространстве, опасность его самовозгорания, возможность динамических ударов иповреждения крепи при резких осадкахкровли из-за отсутствия защитной пачки угля.Известен способ отработки мощныхпластов наклонными слоями в нисходящемпорядке, включающий выемку верхнегослоя с укладкой вслед за подвиганием лавыгибкого перекрытия и последующую выемкуслоев подзащитой гибкого перекрытия (см.Л.Н.Гапанович, В.Ф.Парусивов, А,П.Судопластов "Обобщение отечественного и иностранного опыта разработки мощныхпластов и наклонных угольных пластов" МУглетехиздат, 1959, с, 405).Недостатками этого способа являются.большая трудоемкость работ, связанная сукладкой гибкового перекрытия и необходимость проведения слоевых пластовых выработок в каждом слое,Известен способ разработки мощныхпологих пластов полезных ископаемых струднообрушаемыми породами, двумя наклонными слоями (см.а.с, М 663839 М 21С 41/04 от 25.01.78 г.), который принимаемза прототип. Суть его заключается в том, чторазработку мощного пласта производят вдва слоя опережает забой верхнего на величину пролета обрушения основной кровли,причем обработку обеих слоев производятмеханизированными комплексами различного типоразмера на выработки нижнегослоя, которые погашают после отработкиверхнего слоя,Недостатками данного способа являются, невозможность выемки мощного пластаболее чем двумя слоями, что резко ограничивает область его применения, а такжебольшие трудности и затраты, связанные споддержанием выработки позади лавы первого слоя, т.е. в особо сложных условиях,когда она находится в зоне суммарного опорного давления от лав верхнего и нижнего слоя, а также необходимость применения комплексов различных типов при разной вынимаемой мощности слоев,Целью предполагаемого изобретения является уменьшение затрат на проведение и поддержание слаевых выработок и повышение эффективности и безопасности работ.Поставленная цель достигается тем, что в известном способе разработки механизированными комплексами мощных угольных пластов, включающем проведение пластовых подготовительных выработок по почвепласта и отработку его слоями, отработку пласта в пределах выемочного столба осуществляют последовательно слой эа слоем одним забоем, подвигаемым по почве пласта, проводят полевые транспортный и вентиляционный штреки и обивают их с соответствующими пластовыми выработки наклонными геэенками, по мере отработки каждого очередного слоя пластовые выработки позади забоя заполняют отбитым углем, который пропитывают антипирогенами, а впереди забоя при отработке второго и последующих слоев, производят оттаивание пропитанного антипирогенами угля и выгрузку из пластовых выработок размороженного угля через наклонные геэенки и используют пластовые выработки повторно для отработки следующего слоя.Новь 1 ми признаками в предполагаемом способе являются:1. Отработка мощного пласта одним забоем последовательно слой за слоем только у почвы пласта. Этот признак позволяет отработать пласт практически любой мощности без оставления мекслоевых угольных пачек и беэ возведения межслоевых перекрытий, в отличие от прототипа, в котором предусматривается отработка мощного пласта только в два слоя. Кроме того, в прототипе требуются различные типоразмеры коМплексов для отработки нижнего и верхнего слоев, что представляет большое неудобство из-эа сложностей в обслуживании и ремонте различных типов комплексов.Сохранение и использование пластовых выработок, пройденных по почве пласта в течение всего времени отработки егона полную мощность путем закладки выработки углем, отработанным антипирогенамиЗакладка выработки углем позволяет сохранить ее крепь при обрушении кровли в лаве. Пропитанный антипирогенами уголь а условиях отрицательной температуры окружающего массива смерзается и образуетзакладку достаточной прочности около 2- 4 МПА, а затем при подготовке нижнего слоя потребуется только разморозить уголь и выгрузить его из выработки.Признак - проводят полевые трайспортные и вентиляционные штреки и сбивают их с соответствующими пластовыми выработками наклонными гезенками, в принципе известен, но он отсутствует в способе принятом за прототип. В предлагаемом способе, в отличие от известных, он позволяет сократить затраты на транспорт и поддержание выработок, вести подготовку очередного слоя к выемке участками, нагружая уголь из пластовых выработок через наклонные гезенки и тем самым значительно уменьшить время на подготовку слоя к выемке и затраты на поддержание в нем выработок,Пропитка угля антипирогенами также известна, но в данном случае она, кроме снижения пожароопасности служит средством упрочнения закладочного массива, вследствие того, что в условиях отрицательной температуры окружающего массива произойдет смерзание угля.Таким образом все заявляемые признаки по своему назначению в предлагаемом способе являются новыми и не встречались в известных способах отработки мощных пластов угля,На фиг.1 изображена схема отработки мощного пласта предлагаемым способом; на фиг,2 - сечение А-А на фиг,1.На фиг.1,2 показано; 1 - мощный пласт, 2 - пластовые подготовительные выработки, пройденные по почве пласта, 3 - полевье штреки, проводимые в почве пласта, 4 - наклонные гезенки, между пластовыми и полевыми выработками, 5 - очистной забой в первом слое, 6 - пластовая выработка позади лавы, заполненная смерзшимся углем, пропитанным антипирогенами, 7 - второй, отрабатываемый у почвы пласта слой, 8 - участки, которыми осуществляют подготовку к выемке последующего слоя,Разработку мощного пласта предлагаемым способом осуществляют следующим образом.Для подготовки к выемке мощного пласта 1 проводят по его почве пластовый конвейерный и вентиляционный штреки 2 и соответствующие им полевые штреки 3, которые с пластовыми сбивают наклонными геэенками 4, после этого начинают выемку первого слоя, очистным забоем 5, который подвигают по почве пласта, толщину слоев принимают в зависимости от общей занимаемой мощности пласта с таким расчетом, чтобы она беэ остатка делилась на части,равные высоте применяемого серийногомеханизированного комплекса, при этомдопустимы колебания вынимаемой мощности слоев в пределах верхнего и нижнегопараметров высоты механизированной крепи. По мере подвигания очистного забоятранспортировка угля и вентиляция осуществляются по пластовым выработкам 2 напередние гезенки. Сзади за лавой пласто 10 вые выработки 6 заполняют углем, которыйполивают антипирогенами, В условиях отрицательных температур пропитанный антипирогенами влажный уголь замерзает иобразует плотный закладочный массив, По15 мере выемки первого слоя и подвиганияочистного забоя по почве подработаннаячасть пласта опускается на почву и пригружается вышележащими породами,Отработку второго и последуюЩих сло 20 ев проиэводяттакже с подвиганием механизированного комплекса по почве пласта:Для их подготовки размораживают с помощью установок местного подогревауголь, заполняющий крайний у границы25 столба гезенк, выпускают из него уголь наполевой штрек, а затем отгружают уголь изпластовых выработок участками, равнымирасстоянию между соседними гезенками.В конкретных условиях, например, шах 30 ты "Анадырская" предлагаемый способ может быть осуществлен следующим образом.Шахтой подготавливаются к отработкепласт "Анадырский" мощностью 12 м, Кровля пласта - аркозовый песчаник. почва -35 серый, мелкозернистый песчаник, работыведутся в зоне многолетней мерзлоты, температура вмещающих пород - 3,0,.-4,0 С.Для подготовки к выемке пласта предлагаемым способом проводят по почве пласта40 конвейерный и вентиляционные штреки,Сечение выработок 3 м, крепление - метал 2лические арки, устанавливаемые через 0,8м. Затяжка кровли и боков сплошная, Одновременно с проведением пластовых выра 45 боток, проводят и соответствующие имполевые выработки, такого же сечения. Выработки располагают на расстоянии 10 мниже подошвы пластовых выработок со смешением их в вертикальной плоскости на50 расстоянии 8-10 м. Через 100 м пластовыевыработки сбивают с полевыми наклонными гезенками. Пласт намечается отрабатывать механизированным комплексомКМ, Мощность каждого слоя, в соответствии с типоразмером комплекса принимается равной 3 м. Тогда количество слоевсоставит; 12: 3 = 4, т,е, пласт необходимоотрабатывать в 4 слоя, После монтажа механизированного комплекса начинают отработку первого слоя с подвиганиеммеханизированного комплекса на почве пласта. Транспортировку угля осуществляют по пластовым выработкам йа передние гезенки и затем на полевой конвейерный штрек, По мере подвигания забоя пластовые выработки позади лавы заполняют углем. Осуществляют зто следующим образом - при подходе очистного комбайна на расстояние равное, примерно 5 м уголь, с помощью удлиненного рештака и перегружателя засыпают в пластовую выработку, Так как сечение выработки 8 м, учитывая2что объемный вес угля равен 1,4 т/м" для полного заполнения 1 п.м. выработки потребуется около 12 т угля. При мощности вынимаемого слоя 3 м и ширине захвата 0,68 м такой объем угля получится с выемки стружки длиной около 5 м.По мере заполнения выработки углем его обрабатывают антипирогеном, в качестве которого применяется водный раствор карбомида (мочевины) и хлористого кальция, Количество антипирогена для исключения самовозгорания принимается иэ расчета 0,2 - 0,3 фот массы угля закладываемого в выработку. Подачу антипирогена осуществляют из емкости, в качестве которой можно использовать шахтную вагонет ку, с помощью насоса УН. После поливки угля антипирогеном в условиях отрицательной температуры пород и воздуха уголь смерзается и образует плотный закладочный массив, предохраняющий крепь выработки от разрушения. После выемки первого слоя на всю длину выемочного столба приступают к подготовке и отработке следующего слоя. Для этого в ближний к границе выемочного столба гезенк с помощью установки ТЭН подают воздухнагретый до температуры 40 - 50 С, Оттаявший уголь выгружают из гезенка и таким образом(способом) начинают оттайку и выгрузку его из пластовых выработок, после выгрузки угля на участке между крайними гезенками проводят монтажную камеру и приступают к выемке следующего слоя, При этом по мере подвигания забоя впереди него проиэводят выгрузку угля на следующем участке выработки и т,д., а вслед за лавой второго слоя вновь производят закладку пластовых выработок углем, обработанным антипиро геном, Таким образом производят отработку слоев с подвиганием механизированногокомплекса до полной отработки пласта на всю мощностьПредлагаемый способ имеет следую щим преимущества по сравнению с. прототипом: он позволяет отрабатывать пласты практически любой мощности, не требует применения крепи различных типоразмеров, позволяет уменьшить затраты на про ведение и поддержание пластовыхвыработок, позволяет отрабатывать пласты угля, опасные по самовозгоранию, и сократить затраты на транспортировку угля, подготовку слоя к выемке и время на ввод в 20 эксплуатацию нового участка шахтного поля,Формула изобретения Способ разработки мощных самоаозго рающихся угольных пластов, включающийпроведение пластовых транспортного и вентиляционного штреков по почве пласта, слоевую отработку забоями по.почве пласт о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью 30 повышения эффективности и безопасностиработ в условиях многолетней мерзлоты за счет уменьшения затрат на проведение и поддержание слаевых выработок, в почве пласта дополнительно проводят полевые 35 транспортный и вентиляционный штреки исбивают их с соответствующими пластовыми выработками наклонными геэенками, а слоевую отработку пласта ведут последовательно слой за слоем с повторным исполь зованием пластовых выработок при этомпо мере отработки слоев пластовые выработки позади забоя заполняют отбитым углем и пропитывают его антипирогенами, а по мере отработки очередного слоя уголь в 45 выработках впереди забоя оттаивают и выгружают его через наклонные гезенки на полевые выработки.1763660 СоставительТехред М,Моргента Корректор А: Долин Реда ательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Производствен аказ 3438 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб., 4/5