RU2039257C1

RU2039257C1 - Combined method for mining of coal seamseries

Info

Publication number: RU2039257C1
Authority: RU
Inventors: А.И. Петров; Н.И. Яковлев; А.М. Потурилов; С.Н. Суховольский; А.А. Козликин
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Прокопьевскуголь"
Priority date: 1992-08-14
Filing date: 1992-08-14
Publication date: 1995-07-09

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: combined method for mining of coal seamseries includes opencast and underground mining of coal. In this case, underground mining of coal formations or their districts extending beyond the outlines of opencast mining field is started after opening of their extensions to under sediments or haulage horizons of earlier extracted sublevels by rock benches in overburden operations with use of working platform of benches in the capacity of airway levels and driving haulage (conveyer) horizons of underground work, either, from deeper benches of open pit, or by driving inclined working in formation extracted by underground method. EFFECT: higher efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для отработки свиты угольных пластов с применением открытой и подземной технологии ведения горных работ. The invention relates to the mining industry and is intended for mining suites of coal seams using open and underground mining technology.

Известен открыто-подземный способ разработки месторождений полезных ископаемых, включающий выемку полезного ископаемого открытым способом, т.е. с применением вскрышных работ, а транспортировку полезного ископаемого на дневную поверхность через систему подземных горных выработок [1]
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ совместной открытой и подземной технологии ведения горных работ при разработке месторождений полезных ископаемых, сущность которого заключается в том, что свиты крутопадающих пластов полезных ископаемых включают отработку основного мощного пласта и пластов, залегающих в его висячем боку, открытым способом, а пластов, залегающих в лежачем боку, подземным способом [2] выемка пластов подземным способом ведется этажным или подэтажным обрушением для вскрытия их открытыми работами с формированием устойчивых зон из закладочных материалов, а после углубки открытых работ на горизонтах ниже отработанных подземным способом подэтажей производят выемку межкамерных целиков.There is an open-underground method for developing mineral deposits, including the extraction of minerals in an open way, i.e. using stripping operations, and transporting minerals to the surface through the underground mine system [1]
The closest in technical essence to the proposed one is a method of joint open and underground mining technology in the development of mineral deposits, the essence of which is that suites of steeply falling mineral deposits include mining the main powerful layer and the layers lying in its hanging side, open way, and the layers lying in the lying side, by the underground method [2], the extraction of the layers by the underground method is carried out by floor or sub-floor collapse to open them open excavation of inter-chamber pillars is carried out using excavation works with the formation of stable zones from filling materials, and after deepening open works at horizons lower than underground floors worked out by underground methods.

Недостатком известного способа разработки (прототипа) является то, что подземным способом разрабатываются только те пласты (малой мощности), которые залегают в лежачем боку свиты, причем ведутся почти обособленно от открытых работ, а вскрытие и эксплуатация этих пластов ведется через капитальные подземные выработки со всеми затратами подземной технологии добычи угля. A disadvantage of the known development method (prototype) is that only those formations (low power) that are located in the lying side of the formation are mined by underground mining, and they are carried out almost separately from open work, and the opening and operation of these layers is carried out through capital underground workings with all costs of underground coal mining technology.

Целью изобретения является устранение отмеченных недостатков прототипа, которая достигается тем, что при отработке свиты крутых и наклонных пластов с применением комбинированной технологии, включающей открытый и подземный способы выемки угольных пластов, попадающих в контур карьерного поля, подземную отработку сопутствующих угольных пластов начинают производить после вскрытия их выходов под наносы или откаточных (конвейерных) горизонтов, ранее отработанных подэтажей (этажей), породными уступами на вскрышных работах, используя рабочие площади уступов в качестве вентиляционных горизонтов и вскрывая транспортные горизонты подземных работ либо с более глубоких уступов карьера, либо путем проведения наклонной (уклонной) выработки по пласту, отрабатываемому подземным способом, при этом подземным (полуподземным) способом отрабатывают пласты, залегающие не только в лежачем боку, свиты, но и в висячем. The aim of the invention is to eliminate the noted drawbacks of the prototype, which is achieved by the fact that when mining a retinue of steep and inclined seams using a combined technology that includes open and underground methods of excavating coal seams falling into the contour of the quarry field, underground mining of associated coal seams begins after opening them exits for sediments or haul-off (conveyor) horizons previously worked out by sub-floors (floors), by rock ledges in stripping operations, using a worker the area of the ledges as ventilation horizons and revealing the transport horizons of underground work either from deeper ledges of the quarry, or by performing inclined (inclined) excavation along the layer worked out by the underground method, while underground (semi-underground) method is used to work out the layers lying not only in the lying side, retinue, but also hanging.

На фиг. 1 показана схема развития горных работ в карьерном поле, представленном четырьмя крутыми пластами: одним мощным (основным) пластом М и тремя пластами С₁, С₂ и С₃ средней мощности (от 1,3 до 3,5 м); на фиг. 2 вариант открыто-подземной отработки свиты пологих пластов; на фиг. 3 то же, план (фрагмент).In FIG. 1 shows a diagram of the development of mining in a quarry field, represented by four steep formations: one powerful (main) layer M and three layers C ₁ , C ₂ and C _{3 of} average thickness (from 1.3 to 3.5 m); in FIG. Option 2 of open-underground mining of a suite of shallow beds; in FIG. 3 the same plan (fragment).

Проследим развитие горных работ при отработке свиты крутых пластов до уровня пятого горизонта. На первых двух горизонтах (уступах) выемка угля ведется только на мощном пласте М. При ведении вскрышных работ на верхнем уступе при выемке мощного пласта М на Ш горизонте происходит вскрытие верхней части сопутствующего пласта С₂, расположенного в породах лежачего бока основного пласта М. На этом этапе работ в бортах второго уступа в сторону пласта С₂ проходят квершлаги 1, которые переходят в пластовые штреки 2, проходимые на длину выемочного поля в ту и другую сторону от квершлагов 1. Штреки 2 и квершлаги 1 оборудуются конвейерным транспортом или гидротранспортом. Со штреков 2 или непосредственно с почвы первого уступа, которым вскрыт пласт С₂, бурятся скважины для подготовки участка пласта к очистным работам. Очистные работы ведутся известными в технологии подземных работ способами в зависимости от горно-геологических условий угольного пласта и вмещающих его боковых пород: с отбойкой угля длинными скважинами, с применением щитовых перекрытий, стругами и выемочными машинами в комплексе с легкими механизированными крепями или без крепления и ограждения призабойного пространства. Отработанные участки пласта С₂ на втором уступе засыпаются пустыми породами от вскрышных работ на первом уступе. При выемке пласта М на III горизонте вскрываются участки пласта С₃ квершлагами 3 и пластовыми штреками 4 на уровне третьего уступа с дальнейшей подземной отработкой и выдачей добытого угля на III горизонте открытых работ.Let us follow the development of mining operations during the development of a formation of steep seams to the level of the fifth horizon. At the first two horizons (ledges), coal is mined only on the thick M bed. During overburden operations on the upper ledge when the thick M bed is excavated, the upper part of the accompanying layer C ₂ located in the rocks of the lying side of the main layer M is opened. at this stage of work on the sides of the second ledge towards the formation C ₂ crosshairs 1 pass, which pass into the formation drifts 2, passable along the length of the excavation field to either side of the crosshairs 1. The drifts 2 and crosshairs 1 are equipped with conveyor transport ohm or hydrotransport. Wells are drilled from drifts 2 or directly from the soil of the first ledge, which opened the C ₂ formation, to prepare a section of the formation for treatment work. Cleaning works are carried out by methods known in the underground mining technology, depending on the geological conditions of the coal seam and the surrounding rocks: with the breaking of coal with long wells, with the use of shield slabs, plows and excavation machines in combination with light mechanized supports or without fastening and fencing bottomhole space. Spent sections of the C ₂ formation on the second ledge are covered with waste from overburden operations on the first ledge. When the M seam is excavated at horizon III, sections of the C ₃ seam with ₃ crossbars 3 and seam drifts 4 at the level of the third ledge are opened, with further underground mining and delivery of mined coal at the 3rd open work horizon.

При развитии горных работ по выемке мощного пласта М на четвертом горизонте (порядковые номера горизонтов показаны в контуре пласта М, этими же номерами указаны объемы вскрышных работ, которые выполняются на этих этапах) вскрышными работами во втором уступе опять вскрывается пласт С₂ (на уровне конвейерного горизонта первого подземного подэтажа), а с борта четвертого уступа проходится квершлаг 5 и штреки 6.With the development of mining operations for the excavation of a powerful stratum M on the fourth horizon (the serial numbers of the horizons are shown in the contour of the stratum M, the same numbers indicate the volumes of overburden operations that are carried out at these stages), overburden operations in the second ledge again reveal the reservoir C ₂ (at the conveyor level horizon of the first underground subfloor), and from the side of the fourth ledge crosshairs 5 and drifts 6 pass.

При выемке пласта М открытыми работами на V горизонте вскрываются выходы под наносы пласта С₁, открытыми работами вскрывается пласт С₃ на уровне конвейерного штрека 4 и квершлага 3 первого подземного этажа (подэтажа). В это время проходятся квершлаг 7 в сторону пласта С₃ и конвейерные штреки 8 по нему для подземной отработки второго этажа 9, высота которого равна сумме высот двух уступов на открытых работах (IV+V). В это же время проходятся промежуточные квершлаги 10 для пласта С₁ и штреки 11 по нему.When the formation excavation works on open M V outputs horizon opened under formation sediments C _1, open work layer C ₃ is opened at the level of the conveyor 4 and the drift crosscut 3 of the first underground floor (substages). At this time, a crossover 7 passes towards the C ₃ formation and conveyor drifts 8 along it for underground mining of the second floor 9, the height of which is equal to the sum of the heights of two benches in open works (IV + V). At the same time, intermediate crosshairs 10 for formation C ₁ and drifts 11 along it pass.

При дальнейшем углублении горных работ по открытой отработке пласта М развитие горных работ по подземной отработке пластов С₁, С₂ и С₃ ведется в такой же последовательности: через каждые два уступа на открытых работах по выемке пласта М отрабатывается один этаж (подэтаж) по выемке сопутствующих пластов. При этом очистные подземные работы на этих пластах начинаются после того, как их верхний горизонт вскрыт вскрышными уступами. Такой порядок работ приводит к вышеизложенным преимуществам подземной отработки сопутствующих пластов; нет надобности в выработках вентиляционного горизонта, использование бурового оборудования для бурения скважин, отсутствие монтажных камер при щитовой выемке пластов и т.д.With further deepening of mining operations for open cast mining of M, mining of underground mining of reservoirs C ₁ , C ₂ and C ₃ is carried out in the same sequence: every two benches for open-cut mining of M layer, one floor (sub-floor) is mined associated layers. At the same time, underground treatment works on these layers begin after their upper horizon is opened by overburden ledges. This order of work leads to the above advantages of underground mining of associated layers; there is no need for workings of the ventilation horizon, the use of drilling equipment for drilling wells, the absence of mounting chambers for shield excavation of layers, etc.

Комбинированный полуподземный способ разработки должен применяться тогда, когда он является более экономичным по сравнению с открытым способом. Другим примером его применения могут быть условия, возникающие при отработке свиты крутонаклонных выполаживающихся пластов, например в условиях Ерунаковского угольного месторождения в Кузнецком бассейне. На какой-то определенной глубине открытых работ эта технология становится не выгодной по сравнению с подземными работами и развитие открытых горных работ останавливается, но до постройки новых шахт на этом шахтном поле еще далеко. Поэтому представляется вполне рациональным свиту пластов или даже отдельные пологие пласты, выходящие на породные уступы, отработать по комбинированной (открыто-подземной) технологии. Для этого по каждому пласту, выходы которого вскрыты породными уступами, проходится наклонная пластовая выработка 12 (уклон), с которой в обе стороны проходятся горизонтальные выемочные штреки 13 и 14 для нарезки лав 15 и 16. Лавы оборудуются механизированными комплексами, а уклон 12 высокопроизводительными конвейерами. Угольные пласты, имеющие выходы на борты карьера, как правило, разгружены от горного давления, обладают пониженной газоносностью и крепостью и могут быть отработаны с высокой нагрузкой на очистной забой (комплекс) 3-5 тыс.т угля в сутки. Уголь, выданный на рабочую площадку 17 уступа, поступает на внутрикарьерный транспорт, которым доставляется на карьерный технологический комплекс. The combined semi-underground development method should be applied when it is more economical than the open method. Another example of its application may be the conditions that arise during the development of a suite of steeply inclined flat beds, for example, in the conditions of the Yerunakovsky coal deposit in the Kuznetsk basin. At a certain depth of open cast mining, this technology becomes unprofitable in comparison with underground mining and the development of open cast mining stops, but the construction of new mines in this mine field is still a long way off. Therefore, it seems quite rational for the retinue of formations or even individual flat formations overlooking rocky ledges to work out using a combined (open-underground) technology. To do this, for each layer, the exits of which are opened by rocky ledges, an inclined formation excavation 12 (slope) is passed, with horizontal excavation drifts 13 and 14 for cutting lavas 15 and 16 on both sides. The lavas are equipped with mechanized complexes, and the slope is 12 with high-performance conveyors . Coal seams with openings to the sides of the quarry, as a rule, are unloaded from rock pressure, have low gas content and strength, and can be mined with a high load on the working face (complex) of 3-5 thousand tons of coal per day. Coal supplied to the platform 17 of the ledge enters the intracarrier transport, which is delivered to the quarry technological complex.

Claims

COMBINED METHOD FOR DEVELOPING COAL LAYERS ENVIRONMENT, including opening of strata, open pit mining of the main stratum with ledges, underground mining of strata falling beyond the contours of the quarry field or the worked horizon in the lying side of the formation, characterized in that, in order to increase the efficiency of coal mining, mining associated formations of the hanging side of the suite are underground work, and the underground mining of coal seams or their sections beyond the contours of the quarry field or from the working horizon both from the side of the hanging and lying sides of the suite, they begin after opening their exits under the sediment or transport horizons of the underground benches previously worked out by underground method by rock ledges at open work, using the working platforms of the ledges as ventilation horizons and opening the transport horizons of underground work or with deeper ledges of the quarry, or by conducting inclined workings on the reservoir, mined underground.