RU2013547C1

RU2013547C1 - Method for steep coal seams mining

Info

Publication number: RU2013547C1
Authority: RU
Inventors: В.В. Корж; С.А. Шерин; В.А. Попов
Original assignee: Попов Виктор Алексеевич
Priority date: 1991-05-27
Filing date: 1991-05-27
Publication date: 1994-05-30

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: by mass mining of coal seams by means of mining shields with filling the mined-out space below the air heading, an insulating rest strip is erected above the shield. The insulating rest strip is provided with windows designed to supply filling material into the mined-out by the shield space. The air heading arched metal roofing is reinforced with anchors. The railway track is laid on timber spans mounted on beams laid on the heading ground across the strike. The timber spans are laid as separate islands resting on a rest strip choke. After the shield pillar is mined-out, the insulating rest strip windows are filled with a plastic sealing material. The insulating rest strip is formed by erecting a contour of protecting suspension support which is filled by filling materials. By mining the breakage area, the shrinkage of the filling material laid in the mined-out area is controlled and the filling material is refilled, if such a need arise, through the corresponding windows. EFFECT: improved mining technique. 9 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к технологии отработки крутых угольных пластов средней мощности с применением щитовых агрегатов и закладкой выработанного пространства. The invention relates to the mining industry, and in particular to a technology for mining steep coal seams of medium power with the use of shield units and the laying of the worked out space.

Известен способ разработки крутых угольных пластов столбами по падению с применением щитовых агрегатов АЩ или АНЩ, включающий проведение вентиляционного и откаточного штрека, монтаж щитовых агрегатов на вентиляционном горизонте и последовательную выемку угля в полосах (столбах), начиная от границы выемочного поля (участка) пласта (прототип). There is a method of developing steep coal seams with fall columns using ASH or ANSC shield units, including conducting a ventilation and recoil drift, installing shield units on the ventilation horizon and sequential excavation of coal in strips (columns), starting from the boundary of the excavation field (section) of the formation ( prototype).

Недостатками этого способа разработки крутых угольных пластов с обратным порядком отработки выемочных полей появляются большой срок подготовки выемочных участков, большой объем породы от проведения подготовительных выработок, выдаваемый на поверхность, а также повышенная опасность возникновения горных ударов и внезапных выбросов угля и газа. Эти недостатки устраняются в значительной степени при применении сплошной системы разработки, но сплошная система разработки на крутых пластах нигде не применяется из-за сложности поддержания вентиляционного штрека и больших утечек воздуха через выработанное пространство. The disadvantages of this method of developing steep coal seams with the reverse order of mining the excavation fields are a long time for preparing the excavation sections, a large amount of rock from the preparatory workings, issued to the surface, as well as an increased risk of rock blows and sudden emissions of coal and gas. These shortcomings are largely eliminated by applying a continuous development system, but a continuous development system on steep formations is not used anywhere because of the difficulty of maintaining a ventilation drift and large air leaks through the worked out space.

Целью изобретения является обеспечение поддержания вентиляционного штрека и надежного проветривания очистного забоя щитового агрегата. The aim of the invention is to ensure the maintenance of ventilation drift and reliable ventilation of the face of the shield unit.

Поставленная цель достигается тем, что при сплошной системе разработки крутых угольных пластов щитовыми агрегатами с закладкой выработанного пространства ниже вентиляционного штрека над щитовым агрегатом возводят опорную изоляционную полосу с проемами (окнами) для подачи закладочного материала в выработанное щитовым агрегатом пространство, упрочняют взаимосвязь крепи вентиляционного штрека с вмещающими боковыми породами, при этом рельсовый путь укладывают на деревянные прогоны, установленные на брусья, уложенные на почве штрека вкрест простирания пласта в виде отдельных кустов и опирающиеся на кастровую крепь опорной полосы, а после отработки щитового столба и демонтажа щитового агрегата проемы в опорно-изоляционной полосе закладывают с подачей пластичного герметизирующего материала: опорно-изоляционную полосу формируют путем возведения контура из оградительно-поддерживающей крепи, заполняя его закладочными материалами, в процессе отработки выемочного участка контролируют усадку закладочного массива в выработанном пространстве и по мере надобности дополняют его через соответствующие проемы. This goal is achieved by the fact that with a continuous system for the development of steep coal seams with shield units with the laying of the mined space below the ventilation drift above the shield unit, a support insulating strip with openings (windows) is erected to feed the filling material into the space developed by the shield unit, reinforcing the relationship between the support of the ventilation drift and containing lateral rocks, while the rail track is laid on wooden girders mounted on beams laid on the soil of the drift in Rest of the formation stretch in the form of separate bushes and resting on the castor support of the support strip, and after working off the shield pillar and dismantling the shield assembly, the openings in the support-insulation strip are laid with the supply of plastic sealing material: the support-insulation strip is formed by erecting a contour from the protective support filling it with filling materials, in the process of mining the excavation section, control the shrinkage of the filling array in the worked out space and, as necessary, supplement yayut it through the corresponding openings.

Проведенные патентные исследования показывают, что ни в патентной, ни в научно-технической литературе не имеется сведений о технических решениях, которые бы характеризовались той же совокупностью существенных признаков, что и заявляемый объект, поэтому он отвечает критерию изобретения "новизна". The conducted patent studies show that neither in the patent nor in the scientific and technical literature there is information about technical solutions that would be characterized by the same set of essential features as the claimed object, therefore it meets the criteria of the invention of "novelty."

Сопоставительный анализ предлагаемого способа с прототипом и другими известными способами разработки крутых пластов показал, что он имеет существенные преимущества по поддержанию вентиляционного штрека, что обеспечивает прямой порядок отработки выемочных полей крутых пластов средней мощности при достаточно автономной работе очистного (щитового) и подготовительного забоев. В известных способах такого взаимодействия забоев не достигается, а поддержание вентиляционного штрека сопровождается большими трудностями как по поддержанию крепления штрека и содержанию рельсового пути, так и по изоляции выработанного пространства. A comparative analysis of the proposed method with the prototype and other well-known methods for developing steep formations showed that it has significant advantages in maintaining a ventilation drift, which provides a direct procedure for working out the excavation fields of steep formations of medium power with sufficiently autonomous operation of the treatment (shield) and preparatory faces. In the known methods of such interaction of the faces is not achieved, and the maintenance of the ventilation drift is accompanied by great difficulties both in maintaining the attachment of the drift and the maintenance of the rail track, and in isolation of the worked out space.

На фиг. 1 и 2 изображена схема проведения вентиляционного штрека и его поддержания в зоне работы щитового агрегата в плоскости пласта; на фиг. 3 и 4 - вентиляционный штрек в плане; на фиг. 5 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 6 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 7 - узел I на фиг. 6; на фиг. 8 - схема закладочных материалов в выработанное пространство щитовым агрегатом с металлическими трубчатыми окнами в опорной полосе; на фиг. 9 - схема заполнения опорной породной полосы с трубчатыми окнами для подачи закладочных материалов. In FIG. 1 and 2 depict a diagram of the ventilation drift and its maintenance in the area of operation of the shield unit in the plane of the reservoir; in FIG. 3 and 4 - ventilation drift in the plan; in FIG. 5 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 6 is a section BB in FIG. 2; in FIG. 7 - node I in FIG. 6; in FIG. 8 is a diagram of filling materials into a mined-out space by a shield assembly with metal tubular windows in a support strip; in FIG. 9 is a diagram of filling the supporting rock strip with tubular windows for feeding filling materials.

Крутой угольный пласт средней мощности отрабатывают с применением щитовых агрегатов типа АЩМ и АНЩ столбами по падению сплошной системой разработки, т. е. без предварительного оконтуривания подготовительными выработками выемочного поля (участка). Участок пласта, вскрытый квершлагами на откаточном (основном) и вентиляционном горизонтах, отрабатывается прямым ходом с опережением подготовительных забоев 1 (штрек 1) на вентиляционном горизонте и откаточном (не показан) на один-два щитовых столба. На передней границе выемочного участка по пласту проходит скат 2, соединяющий откаточный горизонт с вентиляционным штреком 1. A steep coal seam of medium power is worked out using shield assemblies of the ASHM and ANSH type with pillars for falling by a continuous development system, i.e., without preliminary contouring by the preparatory workings of the excavation field (site). A section of the reservoir, opened by crosscuts on the discharge (main) and ventilation horizons, is worked out by a direct course ahead of the preparatory faces 1 (drift 1) on the ventilation horizon and the discharge (not shown) by one or two shield pillars. At the front border of the excavation section, a slope 2 passes through the formation, connecting the recoil horizon with the ventilation drift 1.

Ниже вентиляционного штрека 1 на ширину щитового столба вынимается монтажная камера и посекционно монтируется щитовой агрегат 3 с конвейеростругом 4. Еще до выемки угля в монтажной камере арочная металлическая крепь 5 вентиляционного штрека 1 усиливается анкерами 6. После монтажа агрегата 3 на почву штрека 1 на всю его ширину укладываются деревянные брусья 7 вкрест простирания пласта в виде отдельных кустов, на которые устанавливаются деревянные прогоны 8, а к ним крепятся стальные рельсы 9. Below the ventilation drift 1, the mounting chamber is removed and the panel assembly 3 is mounted sectionwise with the conveyor belt 4. The metal arch 5 of the ventilation drift 1 is reinforced with anchors 6 before the coal is removed in the mounting chamber. After mounting the unit 3 on the soil of the drift 1, the whole the width is laid with wooden beams 7 across the strike of the formation in the form of separate bushes on which wooden runs 8 are installed, and steel rails 9 are attached to them.

По мере выемки угля в щитовом забое и опускания щитового агрегата вниз по падению пласта ниже штрека возводят опорно-изоляционную полосу 10 с проемами 11 для подачи закладочного материала в выработанное пространство за щитовой агрегат 3. Опорно-изоляционную полосу 10 формируют путем возведения контура из оградительно-подвесной крепи 12, располагаемой в нижней части опорно-изоляционной полосы, и органно-костровой крепи 13, устанавливаемой ниже штрека 1 и вдоль проемов 11 по падению пласта. На крепь 13, расположенную под вентиляционным штреком, опираются брусья 7. Оградительно-подвесная крепь 12, устанавливаемая в нижней части полосы и предназначаемая для удержания закладочных материалов, состоит из анкеров 14, закрепленных в кровле и почве пласта, металлических канатов 15, уложенных на них деревянных стоек 16 и поверх них металлической сетки 17, а также в случае необходимости не исключается применение рулонного изоляционного материла. Ширина опорно-изоляционной полосы определяется практическим путем по условиям конвергенции и изоляционной непроницаемости. As coal is excavated in the shield face and the shield assembly lowers down along the formation dip below the drift, a support-insulating strip 10 with openings 11 is erected for feeding filling material into the worked-out space behind the shield assembly 3. The support-insulating strip 10 is formed by erecting a contour from hanging lining 12 located in the lower part of the support-insulating strip, and organ-bonfire lining 13, installed below the drift 1 and along the openings 11 for the fall of the reservoir. Bars 7 are supported on the support 13, located under the ventilation drift. The protective-hanging support 12, installed in the lower part of the strip and designed to hold the backfill materials, consists of anchors 14 fixed in the roof and soil of the formation, metal ropes 15 laid on them wooden racks 16 and over them a metal mesh 17, and also, if necessary, the use of rolled insulating material is not excluded. The width of the supporting insulating strip is determined in a practical way by the conditions of convergence and insulating impermeability.

Проемы 11 в опорной полосе могут быть выполнены (фиг. 8,9) в виде металлических спускных труб диаметром 600-800 мм. The openings 11 in the reference strip can be made (Fig. 8.9) in the form of metal drain pipes with a diameter of 600-800 mm.

После опускания щитового агрегата 3 на необходимую ширину опорно-изоляционной полосы (5-7 м) возводится оградительно-подвесная крепь 12 и по завершении возведения контура опорно-изоляционной полосы 10 или хотя бы отдельных частей между проемами 11 начинается укладка закладочных материалов в полосу. В качестве закладочных материалов, как правило, используются породы от проведения подготовительных выработок и в первую очередь от проведения вентиляционного штрека 1, но при этом для улучшения изоляционных качеств опорно-изоляционной полосы насыпают один-два слоя толщиной не менее 1 м из мелкодробленных быстро слеживающихся (глинистых аргиллитов) материалов. Проемы 11 и проемы между крепью 13 оборудуются изоляционными рядами. По завершении формирования и закладки опорно-изоляционной полосы 10 через проемы 11 закладывается выработанное пространство за щитовым агрегатом 3. After lowering the shield assembly 3 to the required width of the supporting-insulating strip (5-7 m), a protective-hanging support 12 is erected and, upon completion of the construction of the contour of the supporting-insulating strip 10, or at least separate parts between the openings 11, laying of filling materials in the strip begins. As a rule, rocks are used as filling materials from carrying out preparatory workings and, first of all, from carrying out a ventilation drift 1, but at the same time, one or two layers of at least 1 m thick of finely crushed quickly caking are poured to improve the insulating qualities of the support-insulating strip ( clay mudstones) materials. The openings 11 and the openings between the lining 13 are equipped with insulating rows. Upon completion of the formation and laying of the supporting-insulating strip 10 through the openings 11, the worked-out space is laid behind the shield unit 3.

После отработки щитового столба и демонтажа щитового агрегата 3 выработанное пространство полностью заполняется закладочными материалами (породами), проемы 11 к тому же еще заполняются добавками хорошо слеживающихся пластичных материалов. Дополняется закладочными материалами и контур опорно-изоляционной полосы. Усадка закладочного массива в выработанном пространстве контролируется в процессе отработки всего выемочного поля и при необходимости дополняется закладочными хорошо прессующимися материалами. After working off the shield pillar and dismantling the shield assembly 3, the worked-out space is completely filled with filling materials (rocks), the openings 11 are also filled with additives of well-caking plastic materials. The contour of the supporting-insulating strip is supplemented with filling materials. The shrinkage of the filling array in the worked-out space is controlled during the development of the entire extraction field and, if necessary, is supplemented with filling materials with well-pressed materials.

Организация работ на выемочном участке строится таким образом, чтобы к окончанию очистных работ в первом щитовом столбе щитовой агрегат во втором щитовом столбе был бы полностью смонтирован. При одновременной отработке двух, и более крутых сближенных пластов возможно более целесообразна такая организация работ, когда на одном пласте ведутся очистные работы, а на другом - монтажно-подготовительные. The organization of work in the excavation section is constructed in such a way that by the end of the treatment work in the first shield column, the shield assembly in the second shield column would be completely mounted. With the simultaneous development of two, and more abrupt, close seams, it is possible to organize work in such a way that treatment works are carried out on one layer and installation and preparatory works are carried out on the other.

Claims

1. METHOD FOR THE DEVELOPMENT OF STEEP COAL SEAMS, including the extraction of coal by pillars (strips) for falling using shield units, carrying out preparatory workings, excavating the mounting chamber below the level of the ventilation drift and laying the worked out space, characterized in that, in order to increase the stability of the ventilation drift when a continuous development system, below the ventilation drift, form a support-insulating strip with openings for feeding filling material into the worked-out space, and it forms t by erecting a contour from an organ-bonded and protective-hanging lining, fill it with filling materials and strengthen the relationship of the lining of the ventilation drift with the enclosing side rocks.

2. The method according to p. 1, characterized in that the rail track is laid on wooden girders installed on beams laid on the soil of the drift across the strike of the formation in the form of separate bushes and resting on the fire support of the support strip.

3. The method according to PP. 1 and 2, characterized in that in the process of mining the excavation section of the formation, control the shrinkage of the filling array in the worked out space and, as necessary, supplement it through the corresponding openings in the supporting-insulating strip.