RU2039258C1 - Method for preparation of extraction pillar - Google Patents
Method for preparation of extraction pillar Download PDFInfo
- Publication number
- RU2039258C1 RU2039258C1 RU92009337A RU92009337A RU2039258C1 RU 2039258 C1 RU2039258 C1 RU 2039258C1 RU 92009337 A RU92009337 A RU 92009337A RU 92009337 A RU92009337 A RU 92009337A RU 2039258 C1 RU2039258 C1 RU 2039258C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mining
- drainage
- rocks
- roof
- excavation
- Prior art date
Links
Landscapes
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке пологих пластов полезных ископаемых с устойчивыми, мощными, обводненными породами основной кровли. The invention relates to the mining industry and can be used in underground mining of shallow mineral strata with stable, powerful, watered rocks of the main roof.
Известен способ осушения выемочных полей, включающий сооружение с поверхности водопонижающих скважин, откачку подземных вод, проведение горных выработок, нарезку выемочных столбов, бурение водопонижающих скважин из горных выработок и откачку из них воды, отработку выемочных столбов этапами, при этом на первом этапе отработки вдоль выемочного столба под устойчивыми обводненными породами формируют дренажную полость и ведут из нее откачку воды до снятия напоров над целиками и вышележащими породами, затем отрабатывают столбы последующего этапа [1]
Однако известным способом не представляется возможным в большинстве случаев вывести лаву из монтажной камеры и продолжать вести отработку выемочного столба в самом начале первого этапа. Пробуренные с поверхности скважины заиливаются и снимают напоры воды частично, лишь на отдельных участках. Поэтому лава, не успев выйти из монтажной камеры, оказывается затопленной или заплывуненной. Прорывы обычно возникают по обрезам кровли над камерой, которые сообщаются с полостями, заполненными водой, или обводненными песками. Бурение восстающих водопонижающих скважин из горных выработок в дренажную полость не позволяет достигнуть ожидаемого эффекта, так как скважины, расположенные вкрест или под углом к направлению сдвижения горных пород, срезаются или тампонируются.A known method of drainage of drainage fields, including the construction of surface water-reducing wells, pumping underground water, conducting mine workings, cutting mining columns, drilling water-reducing wells from mining and pumping water out of them, mining mining columns in stages, while at the first stage of mining along the mining columns under stable watered rocks form a drainage cavity and pump water out of it until the pressure is removed above the pillars and overlying rocks, then the subsequent columns are worked out about stage [1]
However, in a known manner, it is not possible in most cases to remove the lava from the assembly chamber and continue mining the excavation column at the very beginning of the first stage. Drilled from the surface of the well silt and remove the pressure of water partially, only in certain areas. Therefore, the lava, not having time to leave the assembly chamber, is flooded or flooded. Breaks usually occur along the edge of the roof over the chamber, which communicate with cavities filled with water, or flooded with sand. Drilling of rising water-reducing wells from mine workings into the drainage cavity does not allow to achieve the expected effect, since wells located crosswise or at an angle to the direction of rock movement are cut off or tamped.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ подготовки выемочного столба при разработке полезных ископаемых, включающий проведение главных, выемочных выработок и монтажной камеры, соединение выемочных выработок сбойками, осушение обводненных пород, залегающих в кровле пласта бурением скважин, установкой фильтров и отработкой части выемочного столба лавой обратным ходом до посадки основной кровли (авт.св. СССР N 724736). The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a method of preparing a mining column in the development of minerals, including conducting the main excavation excavations and an assembly chamber, connecting excavation excavations with failures, drainage of flooded rocks lying in the roof of the formation by drilling wells, installing filters and mining parts of the excavation column with lava in reverse to the landing of the main roof (ed. St. USSR N 724736).
Известный способ предусматривает выемку полезного ископаемого до посадки основной кровли на 2-3 шага обрушения последней, что вызывает соединение водоносных горизонтов надугольной толщи и основной кровли и прорывы воды с песком по трещинам обрушения в горные выработки. Вакуумирование, аэрирование и пропускание постоянного тока через выемочный столб не позволяют вести эффективное осушение устойчивых обводненных пород основной кровли и пород с низкими фильтрационными свойствами. Поэтому выход лавы из монтажной камеры чреват опасностью прорыва воды из надугольных песков и основной кровли, который крайне неблагоприятно отражается на дальнейшей работе лавы, сдерживает начало добычи полезного ископаемого, выводит из строя машины и оборудование выемочного участка шахты. The known method involves the extraction of minerals before planting the main roof for 2-3 steps of collapse of the latter, which causes the connection of aquifers of the arched stratum and the main roof and breakthroughs of water with sand along the cracks in the mine workings. Evacuation, aeration and passing of direct current through the extraction column do not allow effective drainage of stable waterlogged rocks of the main roof and rocks with low filtration properties. Therefore, the exit of lava from the assembly chamber is fraught with the danger of water breakthrough from the sandy sand and the main roof, which is extremely unfavorable for the further operation of the lava, hinders the start of mining, disables the machinery and equipment of the mine extraction section.
Сущность изобретения заключается в том, что со стороны противоположной направлению отработки выемочного столба, монтажную камеру снабжают дренажной выработкой, которую проходят вприсечку к монтажной камере или с оставлением целика полезного ископаемого между ними, в кровле, параллельно фронту лавы, формируют дренажную полость путем предварительной отработки части выемочного столба от монтажной камеры до осадки налегающих на пласт пород и отслоения от пород основной кровли, приостанавливают работу лавы, из дренажной выработки в направлении движения лавы бурят наклонные восстающие скважины в дренажную полость, снимают напоры воды и продолжают отработку выемочного столба. The essence of the invention lies in the fact that from the side opposite to the mining direction of the extraction column, the mounting chamber is provided with a drainage outlet, which is held in cross-section to the mounting chamber or leaving a pillar of mineral between them, in the roof, parallel to the front of the lava, form a drainage cavity by preliminary mining of a part excavation column from the installation chamber to the sediment of the rocks lying on the formation and exfoliation from the rocks of the main roof, stop the work of the lava, from the drainage excavation to In the course of lava movement, inclined rising wells are drilled into the drainage cavity, water pressure is removed, and mining of the excavation column is continued.
Кроме того, наклонные восстающие скважины из дренажной выработки бурят под углом обрушения пород кровли. In addition, the inclined rising wells from the drainage mine are drilled at an angle of collapse of the roof rocks.
Кроме того, в средину дренажной полости дополнительно бурят с поверхности водопонижающую скважину. In addition, a water-reducing well is additionally drilled from the surface into the middle of the drainage cavity.
Изобретение направлено на повышение эффективности и ускорение подготовки выемочного столба в начальный, самый ответственный период начала эксплуатации лавы, когда наличие налегающих на пласт пород с низкими фильтрационными свойствами, мощного пласта устойчивых пород основной кровли затрудняет вывод лавы, обычно оборудованной дорогостоящим механизированным комплексом из монтажной камеры до посадки основной кровли. При попытке вывода известными способами из монтажной камеры лавы, находящейся в выемочном столбе с подобными горно-геологическими условиями до посадки основной кровли, обычно образуется обрез кровли, по которому в лаву прорываются напорные воды, зачастую с выносами масс песка, которые не только заплывуняют лаву и прилегающие выработки, что вызывает длительные дорогостоящие работы по откачке воды и расчистке песка, но и выводят из строя дорогостоящее оборудование механизированную крепь, конвейер, комбайн, электроаппаратуру, электродвигатели и аппаратуру управления. Для того, чтобы избежать этого негативного явления, заявляемым изобретением предлагается новый способ подготовки выемочного столба, характеризующийся следующими основными признаками. Монтажную камеру со смонтированной в ней крепью и оборудованием со стороны, противоположной направлению подвигания выемочного столба, снабжают дренажной выработкой, которую, если позволяют условия, проходят вприсечку к монтажной камере или же,
в условиях слабых непосредственных боковых пород или повышенного горного давления, с оставлением целика полезного ископаемого, позволяющего снизить ширину поддерживаемого пространства кровли. Дренажную выработку по возможности проходят ниже монтажной камеры, чтобы вода от проведения осушительных мероприятий стекала в эту выработку. Дренажную выработку оборудуют водоотливными средствами, дренажными устройствами и проводят комплекс осушительных мероприятий. Затем начинают работы по выходу из монтажной камеры и подвиганию лавы. Отработку выемочного столба ведут до осадки налегающих на пласт полезного ископаемого пород и отслоения этих пород от устойчивых обводненных пород основной кровли, что приводит к формированию дренажной полости, заполненной водой. Затем отработку лавы приостанавливают и приступают к снятию напоров воды из дренажной полости. Для этого из дренажной выработки в направлении движения лавы бурят наклонные восстающие скважины в дренажную полость. Причем экспериментально доказано, что бурение восстающих скважин из выемочных выработок в дренажную полость не дает эффекта, так как скважины, пробуренные вкрест обрушающимся со стороны выработанного пространства пород кровли, срезает или они тампонируются. Так, на шахте "Никулинская" ПО "Тулауголь" в
каждой из лав, выводимых в 1991 и первой половине 1992 г, из монтажной камеры получали прорывы воды и терпели большие убытки из-за отставания подготовки очистного фронта. Лишь только бурение восстающих скважин по направлению движения лавы в дренажную полость позволяет нормально эксплуатировать эти скважины и эффективно снимать напоры воды из дренажной полости. Кроме того, было отмечено, что наиболее целесообразно бурить скважины под углом обрушения пород кровли, то есть для условий шахты "Никулинская" ПО "Тулауголь" под углом 65-70о, что не только гарантирует сохранность скважины, но и облегчает ее бурение, снижает энергоемкость и трудоемкость возведения скважины. Если дренируемые породы обладают достаточными фильтрационными свойствами, а дренажная полость сильно обводнена, то имеет смысл дополнительно, с поверхности, в средину дренажной полости пробурить водопонижающие скважины, установить насосы и откачивать воду, что позволит интенсифицировать и ускорить процесс осушения выемочного столба в районе монтажной камеры в этих условиях. После снятия напоров воды из дренажной полости отработку выемочного столба продолжают.The invention is aimed at improving the efficiency and accelerating the preparation of the excavation column in the initial, most critical period of the beginning of the operation of the lava, when the presence of rocks with low filtration properties lying on the formation, a powerful layer of stable rocks of the main roof makes it difficult to remove the lava, usually equipped with an expensive mechanized complex from the assembly chamber to landing of the main roof. When attempting to remove lava from a mounting chamber by known methods located in an excavation column with similar mining and geological conditions before the main roof is planted, a roof edge is usually formed along which pressure water breaks into the lava, often with sand masses that not only flood the lava and adjacent workings, which causes long expensive work to pump out water and clear sand, but also disable expensive equipment, mechanized support, conveyor, combine, electric equipment, electric motor Ateliers and control equipment. In order to avoid this negative phenomenon, the claimed invention proposes a new method of preparing a mining column, characterized by the following main features. The mounting chamber with the fixture and equipment mounted in it from the side opposite to the direction of movement of the extraction column is provided with a drainage excavation, which, if conditions permit, are cut into the mounting chamber or
in conditions of weak immediate lateral rocks or elevated rock pressure, with the leaving of a pillar of minerals, allowing to reduce the width of the supported roof space. If possible, the drainage outlet is below the installation chamber so that water from drainage measures flows into this outlet. Drainage production is equipped with drainage facilities, drainage devices and a set of drainage measures is carried out. Then they begin work on exiting the assembly chamber and moving the lava. The mining of the excavation column is carried out until the sediments of the mineral deposits lying on the formation are sedimented and these rocks are exfoliated from the stable irrigated rocks of the main roof, which leads to the formation of a drainage cavity filled with water. Then the development of lava is stopped and begin to remove the pressure of water from the drainage cavity. For this, inclined rising wells are drilled from the drainage mine in the direction of the lava movement into the drainage cavity. Moreover, it has been experimentally proven that drilling uprising wells from excavation openings into the drainage cavity does not give effect, since wells drilled cross-collapsing from the worked-out space of the roof rocks are cut off or they are plugged. So, at the mine "Nikulinskaya" PO "Tulaugol" in
Each of the lavas discharged in 1991 and the first half of 1992 received water breakthroughs from the assembly chamber and suffered heavy losses due to the lag in preparation of the treatment front. As soon as drilling uprising wells in the direction of lava movement into the drainage cavity allows these wells to be exploited normally and effectively remove water pressure from the drainage cavity. In addition, it was noted that the most expedient to drill at an angle of collapse of roof rock, that is, for the mine environment "Nikulinskaya" ON "Tulaugol" at an angle of 65-70, which not only ensures the safety of the well, but also makes it easier to drill, reduces energy intensity and laboriousness of well construction. If the drained rocks have sufficient filtration properties, and the drainage cavity is heavily flooded, it makes sense additionally to drill water-reducing wells from the surface in the middle of the drainage cavity, install pumps and pump out water, which will intensify and accelerate the process of draining the extraction column in the area of the installation chamber in these conditions. After removing the pressure of water from the drainage cavity, mining of the extraction column continues.
Технический результат заявляемого решения в сравнении с прототипом заключается в повышении эффективности, ускорении подготовки и снижении трудоемкости подготовки выемочных столбов с устойчивыми, мощными, обводненными породами основной кровли. Этот результат достигается в самый ответственный период отработки выемочного столба, во время выхода лавы из монтажной камеры до посадки основной кровли, от которого практически зависит успех всей дальнейшей работы лавы. Действительно, если удается вывести лаву из монтажной камеры без прорывов воды и песка в горные выработки, это значит предохранить оборудование от затопления и выхода его из строя, потери его эксплуатационных качеств, избежать снижения добычи полезного ископаемого, уровня нагрузки на лаву. The technical result of the proposed solution in comparison with the prototype is to increase efficiency, accelerate the preparation and reduce the complexity of the preparation of excavation columns with stable, powerful, flooded rocks of the main roof. This result is achieved during the most critical period of mining the excavation column, during the exit of the lava from the assembly chamber to the landing of the main roof, on which the success of all further work of the lava practically depends. Indeed, if it is possible to remove the lava from the assembly chamber without breakthroughs of water and sand into the mine workings, this means protecting the equipment from flooding and its failure, loss of its performance, and avoiding a decrease in mineral production and the level of load on the lava.
Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.
Выемочный столб полезного ископаемого, в вышележащих породах которого имеется обводненный мощный пласт устойчивых пород с низкими фильтрационными свойствами, например известняки, песчаники, базальты, нарезают проведением главных, выемочных выработок и монтажной камеры. Затем выемочный столб осушают путем бурения скважин, установки фильтров, проведения дренажных устройств и размещения водоотливных средств. По окончании мероприятий по предварительному осушению выемочного столба производят монтаж оборудования по выемочным выработкам и в монтажной камере. Следом за монтажом выемочной крепи и оборудования в монтажной камере, со стороны, противоположной направлению отработки выемочного столба, монтажную камеру снабжают дренажной выработкой. Причем, если позволяют горно-геологические условия, дренажную выработку проходят вприсечку к монтажной камере. Если же монтажная камера пройдена в условиях слабых непосредственных боковых пород, или повышенного горного давления, дренажную выработку проходят с оставлением целика полезного ископаемого, позволяющего снизить ширину поддерживаемого пространства кровли. Ширину целика принимают исходя из конкретных горно-геологических условий по опытным данным, индивидуально для каждой шахты. Ориентировочно, она может
составлять для условий Подмосковного бассейна 10-15 м. Дренажную выработку, по возможности, проходят ниже уровня монтажной камеры, чтобы вода от осушительных мероприятий стекала в эту выработку. Дренажную выработку оборудуют водоотливными средствами. Далее обычным способом начинают предварительную отработку выемочного столба выводом лавы из монтажной камеры. Предварительную отработку части выемочного столба производят до осадки налегающих на пласт пород и отслоения их от мощного устойчивого пласта основной кровли и формирования дренажной полости, расположенной параллельно фронту лавы, не допуская осадки основной кровли. Наблюдение за формированием дренажной полости ведут с помощью реперов, заложенных в специальную наблюдательную скважину или с помощью геофизических методов. Как только сформирована дренажная полость, предварительную отработку выемочного столба заканчивают. Из дренажной выработки в направлении движения лавы бурят наклонные восстающие скважины в дренажную полость и снимают напоры воды из этой полости. Наиболее целесообразно бурить
скважины под углом естественного обрушения пород кровли, например 65-70о, для условий Подмосковного угольного бассейна, что предохраняет скважины от среза, снижает трудоемкость возведения скважины. Если дренируемые породы обладают достаточными фильтрационными свойствами, а дренажная полость сильно обводнена, то с поверхности в средину дренажной полости дополнительно бурят водопонижающие скважины, которые ускоряют откачку воды из дренажной полости и окончание подготовки выемочного столба к выемке полезного ископаемого. После снятия напоров воды из дренажной полости отработку выемочного столба продолжают обычным способом.A mining column of minerals, in the overlying rocks of which there is an irrigated powerful layer of stable rocks with low filtration properties, for example limestones, sandstones, basalts, are cut by conducting main excavation workings and a mounting chamber. Then the extraction column is drained by drilling wells, installing filters, conducting drainage devices and placing drainage facilities. At the end of the measures for the preliminary drainage of the extraction column, the equipment is installed for excavation workings and in the installation chamber. Following the installation of the excavation lining and equipment in the installation chamber, from the side opposite to the mining direction of the extraction column, the installation chamber is provided with a drainage outlet. Moreover, if mining and geological conditions allow, the drainage excavation is held in cross-section to the mounting chamber. If the installation chamber is passed under conditions of weak immediate lateral rocks, or high rock pressure, the drainage excavation takes place leaving a pillar of minerals, allowing to reduce the width of the supported roof space. The width of the pillar is taken on the basis of specific mining and geological conditions according to experimental data, individually for each mine. Tentatively she can
10-15 m for the conditions of the Moscow Region basin. Drainage outlets, if possible, pass below the level of the installation chamber so that water from drainage measures flows into this outflow. Drainage production is equipped with drainage facilities. Then, in the usual way, the preliminary mining of the excavation column is started by withdrawing the lava from the assembly chamber. Preliminary mining of a part of the excavation column is carried out before sedimentation of the rocks lying on the formation and their exfoliation from a powerful stable formation of the main roof and the formation of a drainage cavity located parallel to the lava front, avoiding precipitation of the main roof. The formation of a drainage cavity is monitored using benchmarks embedded in a special observation well or using geophysical methods. As soon as the drainage cavity is formed, the preliminary mining of the extraction column is completed. From the drainage excavation in the direction of the lava movement, inclined rising wells are drilled into the drainage cavity and water pressure is removed from this cavity. Most appropriate to drill
hole at an angle of natural caving roof, for example 65-70, for the conditions of the Moscow Coal Basin, which protects the well from the cutoff, reducing the complexity of the construction of the well. If the drained rocks have sufficient filtration properties, and the drainage cavity is heavily flooded, then water-reducing wells are additionally drilled from the surface into the middle of the drainage cavity, which accelerate the pumping of water from the drainage cavity and the end of the preparation of the extraction column for the extraction of minerals. After removing the pressure of water from the drainage cavity, the mining of the extraction column is continued in the usual way.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU92009337A RU2039258C1 (en) | 1992-12-02 | 1992-12-02 | Method for preparation of extraction pillar |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU92009337A RU2039258C1 (en) | 1992-12-02 | 1992-12-02 | Method for preparation of extraction pillar |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU92009337A RU92009337A (en) | 1995-05-20 |
| RU2039258C1 true RU2039258C1 (en) | 1995-07-09 |
Family
ID=20132936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU92009337A RU2039258C1 (en) | 1992-12-02 | 1992-12-02 | Method for preparation of extraction pillar |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2039258C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113653531A (en) * | 2021-08-30 | 2021-11-16 | 中煤地质集团有限公司 | Method for draining low-permeability roof water |
| CN114086958A (en) * | 2022-01-21 | 2022-02-25 | 太原理工大学 | Progressive bedding hydraulic cave-making construction method for stope face of monocline coal seam |
-
1992
- 1992-12-02 RU RU92009337A patent/RU2039258C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1448022, кл. E 21F 16/00, 1983. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113653531A (en) * | 2021-08-30 | 2021-11-16 | 中煤地质集团有限公司 | Method for draining low-permeability roof water |
| CN113653531B (en) * | 2021-08-30 | 2024-01-02 | 中煤地质集团有限公司 | Method for dredging low-permeability roof water |
| CN114086958A (en) * | 2022-01-21 | 2022-02-25 | 太原理工大学 | Progressive bedding hydraulic cave-making construction method for stope face of monocline coal seam |
| CN114086958B (en) * | 2022-01-21 | 2022-04-08 | 太原理工大学 | Progressive bedding hydraulic cave-making construction method for stope face of monocline coal seam |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9273553B2 (en) | Mining method for gassy and low permeability coal seams | |
| US3439953A (en) | Apparatus for and method of mining a subterranean ore deposit | |
| RU2065973C1 (en) | Method for degassing accompanying seams | |
| RU2487246C1 (en) | Method to degas coal-bearing series | |
| US3900226A (en) | Hydraulic mining method | |
| RU2039258C1 (en) | Method for preparation of extraction pillar | |
| RU2447290C1 (en) | Method for degassing of coal beds | |
| CN113107589B (en) | Advanced pre-drainage method for coal seam roof aquifer ground | |
| RU2059810C1 (en) | Method for mining of steeply dipping mineral deposits | |
| CN114278372A (en) | Guiding arrangement method for underground directional drilling area of ultra-thick water-rich layer | |
| RU2039259C1 (en) | Method for drainage of stoping block | |
| RU2480589C2 (en) | Method for degassing of coal bed | |
| SU1439264A1 (en) | Method of by-interval hydraulic treatment of coal-rock mass | |
| RU2168638C1 (en) | Method of degassing of highly gassy seams in driving of mine workings | |
| SU1693264A1 (en) | Method of drainage of satellite seams | |
| RU2517728C1 (en) | Hydraulic borehole mining of hard minerals | |
| RU2059073C1 (en) | Method for development of mineral deposits | |
| RU2174595C1 (en) | Process of isolation of water-saturated pools in operational wells | |
| SU1139856A1 (en) | Method of supporting and driving preparatory working | |
| RU2081324C1 (en) | Method for hydraulic bore-hole mining of minerals | |
| SU1687799A1 (en) | A method of degassing coal stratum | |
| SU1035225A1 (en) | Method of working gently-sloping medium-thick and thin coal seams | |
| RU2097560C1 (en) | Process of well hydraulic mining | |
| RU2158829C1 (en) | Method of minerals hydraulic borehole mining and device for its embodiment | |
| SU1654578A1 (en) | Method of borehole hydromining |