RU2039259C1

RU2039259C1 - Method for drainage of stoping block

Info

Publication number: RU2039259C1
Application number: RU92009338A
Authority: RU
Inventors: В.С. Момчилов; Ф.С. Чендев; В.А. Потапенко; В.Г. Ковалев; М.А. Минов; Ю.П. Дубовский
Original assignee: Подмосковный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Угольный Институт
Priority date: 1992-12-02
Filing date: 1992-12-02
Publication date: 1995-07-09

Abstract

FIELD: mining. SUBSTANCE: method for drainage of stoping block includes making unwatering holes in stoping block from the surface to carry out preliminary drainage. Then, mine workings are driven and extraction pillars are formed. Formed at angle to longitudinal axes of extraction pillars is drainage extraction pillar. One of outlining workings of drainage extraction pillar is driven along designed development workings. Drainage working is driven with lagging from long face of mined drainage extraction pillar parallel to the other outlining working through a value of bearing pressure zone. Upward holes are drilled from drainage working to draining hollow. Then, development workings are driven adjacent to mined drainage extraction pillar or leaving a pillar between them. EFFECT: higher efficiency, accelerated drainage, and excluded or considerably reduced risk of inrush of underground water into mine workings. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для осушения выемочных полей при разработке подземным способом месторождений полезных ископаемых с устойчивыми обводненными породами основной кровли с низкими фильтрационными свойствами. The invention relates to mining and can be used to drain excavation fields during underground mining of mineral deposits with stable watered rocks of the main roof with low filtration properties.

Известен оконтуровочно-опережающий способ осушения выемочных полей, включающий проведение на уровне разрезной печи или на некотором расстоянии от нее параллельно штрекам главных направлений опережающей дренажной выработки, вслед за подвиганием забоя которой для осушения надугольных песков бурят наклонные опережающие скважины на расстоянии, равном 25-50 м друг от друга, устанавливают между ними забивные фильтры. There is a known overhead-leading method of draining excavation fields, including conducting at the level of a split furnace or at a certain distance from it parallel to the drifts of the main directions of the leading drainage excavation, followed by moving the bottom of which to drain the arched sands, inclined leading wells are drilled at a distance of 25-50 m from each other, establish between them clogged filters.

Осушение выемочных полей известным способом в условиях устойчивых обводненных пород основной кровли с низкими фильтрационными свойствами малоэффективно для начала ведения очистных работ. Действительно осушение надугольных песков улучшит условия для прохождения горных выработок, но не обеспечивает осушение основной кровли, что будет являться препятствием при отработке выемочного столба лавой, так как осадка и обрушение основной кровли приведут к образованию трещиноватости и интенсификации водоотдачи вышележащих пород, которые будут угрожать прорывами воды и выносом песка в горные выработки. Drainage of excavation fields in a known manner in the conditions of stable waterlogged rocks of the main roof with low filtration properties is ineffective for starting treatment work. Indeed, the drainage of the sandy sands will improve the conditions for the passage of mine workings, but will not provide the drainage of the main roof, which will be an obstacle when working out the excavation pillar with lava, since the sediment and collapse of the main roof will lead to the formation of fracturing and intensification of the water loss of overlying rocks, which will threaten water breakthroughs and the removal of sand into the mine workings.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ осушения выемочных полей, включающий сооружение с поверхности водопонижающих скважин, откачку подземных вод, проведение горных выработок, нарезку дренажных выемочных столбов первого этапа отработки, с длиной лавы меньшей величины полной посадки основной кровли, и последующего этапа отработки, отработку выемочных столбов двумя этапами с формированием дренажной полости под устойчивыми обводненными породами кровли выемочных столбов первого этапа, сооружение восстающих скважин из горных выработок в дренажные полости, снятие напоров воды и отработку столбов последующего этапа [1]
Одним из недостатков известного решения является то, что наиболее осушенным выемочный столб первого этапа отработки становится после того, как над его продольной осью образовали дренажную полость и из этой полости сняли напоры воды. Этот же недостаток относится и к выемочным столбам второго этапа отработки, так как осушенными фактически являются лишь породы со стороны отработки столбов, в то время как со стороны целика, или границы выемочного поля, осушение проводят лишь путем бурения водопонижающих скважин, что недостаточно в условиях устойчивых обводненных пород основной кровли с низкими фильтрационными свойствами. Таким образом, начало отработки выемочного столба любого этапа является наиболее опасным с точки зрения прорыва подземных вод со стороны кровли, что подтверждается практическими данными. Прорывы подземных вод с выносами песка являются мощным фактором, сдерживающим нагрузку на шахту и очистные забои, развитие горных работ, приводящие к потере горной техники и выходу из строя на длительное время целых участков шахтных полей.The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a method of drainage field drainage, including construction of water-reducing wells from the surface, groundwater pumping, mine workings, cutting of drainage excavation columns of the first mining stage, with a length of lava of less than the full landing of the main roof, and the subsequent stage of mining, mining of the extraction columns in two stages with the formation of a drainage cavity under the stable flooded rocks of the roof of the mining columns of the first stage, the construction of rising wells from the mine workings into the drainage cavities, the removal of water pressure and the development of the pillars of the subsequent stage [1]
One of the disadvantages of the known solution is that the most drained extraction column of the first stage of mining becomes after a drainage cavity has been formed above its longitudinal axis and water heads have been removed from this cavity. The same drawback applies to the extraction columns of the second stage of mining, since only rocks from the mining side of the columns are actually drained, while from the pillar side, or the boundary of the extraction field, drainage is carried out only by drilling water-reducing wells, which is insufficient in stable watered rocks of the main roof with low filtration properties. Thus, the beginning of mining a mining column at any stage is the most dangerous from the point of view of the breakthrough of groundwater from the roof, which is confirmed by practical data. Underground water breakthroughs with sand outflows are a powerful factor that restrains the mine load and mine faces, the development of mining operations, leading to the loss of mining equipment and the failure of entire sections of mine fields for a long time.

Сущность изобретения заключается в том, что под углом к продольным осям нарезаемых выемочных столбов последующего этапа нарезают дренажный выемочный столб, одну из оконтуривающих выработок которого проводят вдоль разрезных выработок выемочных столбов последующего этапа, параллельно другой оконтуривающей выработке дренажного выемочного столба проводят дренажную выработку, которую нарезают с отставанием на величину зоны опорного давления от лавы отрабатываемого дренажного выемочного столба, восстающие скважины в дренажную полость бурят из дренажной выработки, вприсечку, или с оставлением от отработанного участка дренажного выемочного столба, нарезают разрезные выработки выемочных столбов последующего этапа. The essence of the invention lies in the fact that at an angle to the longitudinal axes of the cut excavation columns of the next stage, a drainage excavation column is cut, one of the contouring workings of which is carried out along the split workings of the excavation columns of the next stage, parallel to the other contouring development of the drainage excavation column, a drainage workout is carried out, which is cut from lagging by the size of the zone of reference pressure from the lava of the worked out drainage excavation column, rising wells into the drainage cavity drill from the drainage excavation, interspersed, or leaving a drainage ditch column from the worked out section, cut the openings of the extraction columns of the next stage.

Кроме того, дренажный выемочный столб нарезают под прямым углом к продольным осям выемочных столбов последующего этапа. In addition, the drainage excavation column is cut at right angles to the longitudinal axes of the extraction columns of the next stage.

Кроме того, разрезные выработки выемочных столбов последующего этапа нарезают в зоне установившегося горного давления обрушенных пород от подвигания лавы дренажного выемочного столба. In addition, split workings of excavation columns of the next stage are cut in the zone of steady rock pressure of collapsed rocks from the movement of the lava of the drainage excavation column.

Изобретение направлено на повышение эффективности осушения выемочных полей в районе расположения разрезных выемочных столбов. Наличие мощных устойчивых обводненных пород основной кровли с низкими фильтрационными свойствами требует не только осушения выемочных столбов различными известными способами, которые обычно наиболее эффективны после выхода лавы из монтажной камеры и обрушения пород кровли следом за ее подвиганием. При этом начала выемочных столбов в районе расположения разрезных выработок остаются наименее осушенными и опасными с точки зрения прорывов подземных вод при выходе лавы из монтажной камеры. Действительно нарезанные выемочные столбы, оконтуренные со всех сторон выработками, осушают длительное время путем бурения скважин, установки забивных фильтров и пр. и, в конечном итоге, снимают напоры воды до безопасного уровня над самим выемочным столбом. Наиболее опасным является место расположения разрезных выработок, которые находятся на границе выемочного столба, в самом его начале, и со стороны, противоположной направлению отработки столбов второго этапа, могут подвергаться опасности прорывов подземных вод. Для предупреждения возможности прорыва подземных вод на границе выемочных столбов вблизи разрезных выработок при выходе лавы из монтажной камеры, наиболее рациональным является формирование большого размера дренажной
полости, расположенной вдоль разрезных выработок. В этом случае мы заранее, до начала очистных работ, снимаем напоры воды из дренажной полости и осушаем породы кровли в окрестностях разрезной выработки, тем самым сводим к минимуму вероятности прорыва воды в лаву при выходе ее из монтажной камеры. Сформировать большого объема дренажную полость нам позволяет отработка дренажного выемочного столба, нарезаемого вдоль разрезных выработок последующего этапа отработки. Отрабатывая дренажный выемочный столб, мы принимаем основную массу воды в дренажную полость, образуемую этим первоочередно отрабатываемым дренажным столбом с длиной лавы, меньшей величины полной посадки основной кровли. Очевидно, что принять воду из дренажной полости легче и имеет смысл до начала очистных работ в выемочных столбах последующего этапа отработки. Для того, чтобы обезопасить от прорывов воды дренажный выемочный столб, рядом с ним проходят дренажную выработку, из которой бурят в дренажную полость восстающие скважины для снятия напоров из дренажной полости.The invention is aimed at improving the efficiency of drainage of excavation fields in the area of the split cutting columns. The presence of powerful stable flooded rocks of the main roof with low filtration properties requires not only the drainage of drainage columns by various known methods, which are usually most effective after the lava leaves the assembly chamber and the roof rocks collapse after its movement. At the same time, the beginning of excavation columns in the area of the location of the opencast mines remain the least drained and dangerous from the point of view of groundwater breakthroughs when the lava exits the assembly chamber. Really cut dredging columns, contoured by workings on all sides, are drained for a long time by drilling wells, installing clogged filters, etc., and, ultimately, remove the water pressure to a safe level above the dredging column itself. The most dangerous is the location of the cutting workings, which are located on the boundary of the extraction column, at the very beginning, and from the side opposite to the direction of mining the pillars of the second stage, there may be a risk of groundwater breakthroughs. To prevent the possibility of groundwater breakthrough at the boundary of the extraction columns near the cutting workings when the lava exits the assembly chamber, the formation of a large drainage size is the most rational
cavities located along split workings. In this case, we advance, before the start of the treatment work, we remove the pressure of water from the drainage cavity and drain the roof rocks in the vicinity of the cutaway excavation, thereby minimizing the likelihood of water breakthrough into the lava when it leaves the assembly chamber. The formation of a large volume of the drainage cavity allows us to work out the drainage dredging column, cut along the cutting workings of the subsequent mining stage. While working out the drainage dredging column, we take the bulk of the water into the drainage cavity, formed by this primarily worked out drainage column with the length of the lava, less than the total landing of the main roof. Obviously, it is easier to take water from the drainage cavity and it makes sense before the start of treatment work in the extraction columns of the subsequent stage of mining. In order to protect the drainage excavation column from water breakthroughs, a drainage outlet is passed next to it, from which rising wells are drilled into the drainage cavity to relieve pressure from the drainage cavity.

Технический результат заявляемого решения в сравнении с прототипом заключается в повышении эффективности и ускорении осушения выемочных полей в районе расположения разрезных выработок выемочных столбов в условиях устойчивых обводненных пород основной кровли с низкими фильтрационными свойствами. Заявляемое решение позволяет исключить, или значительно снизить риск прорыва подземных вод в горные выработки при выводе лав выемочных столбов осушаемого выемочного поля из монтажных камер. The technical result of the proposed solution in comparison with the prototype is to increase the efficiency and accelerate the drainage of the excavation fields in the area of the split workings of the excavation columns in conditions of stable flooded rocks of the main roof with low filtration properties. The claimed solution allows to exclude, or significantly reduce the risk of groundwater breaking into the mine workings when removing the lava of the extraction columns of the drained mining field from the mounting chambers.

На фиг. 1 показана схема осушения выемочного поля в плане; на фиг. 2 вид по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 этапы отработки способа. In FIG. 1 shows a plan for draining a mining field in plan; in FIG. 2 is a view along AA in FIG. 1; in FIG. 3 stages of working out the method.

На чертежах показаны: выемочное поле 1, горные выработки главных направлений 2, выемочные столбы последующего этапа отработки 3, 4, 5, 6, 7, выемочные горные выработки 8, границы выемочного поля 9, дренажный выемочный столб 10, одна из оконтуривающих выработок 11 дренажного выемочного столба, разрезная выработка 12, другая оконтуривающая выработка 13 дренажного выемочного столба, дренажная выработка 14, зона опорного давления l, лава 15, водопонижающие скважины 16, породы основной кровли 17, дренажная полость 18, восстающие скважины 19. The drawings show: a mining field 1, mine workings of the main directions 2, mining pillars of the subsequent mining stage 3, 4, 5, 6, 7, mining mining 8, the boundaries of the mining field 9, drainage mining tower 10, one of the contouring workings 11 drainage excavation column, split excavation 12, another contouring excavation 13 of the drainage excavation column, drainage excavation 14, reference pressure zone l, lava 15, dewatering wells 16, rocks of the main roof 17, drainage cavity 18, rising wells 19.

Способ осуществляется следующим образом. В намеченном к отработке выемочном поле 1 сооружают с поверхности водопонижающие скважины с водоотливными средствами и производят предварительное осушение выемочного поля, путем откачки подземных вод до безопасного для проведения горных выработок уровня. Затем проходят горные выработки главных направлений 2 и нарезают выемочные столбы 3, 4, 5, 6, 7 последующего этапа отработки, путем проведения выемочных 8 горных выработок. Вдоль границы 9 выемочного поля 1 или границы выемочной панели, намеченной к отработке, под углом к продольным осям выемочных столбов 3, 4, 5, 6, 7 нарезают дренажный выемочный столб 10. Если позволяет конфигурация выемочного поля 1, дренажный выемочный столб 10 нарезают под прямым углом к продольным осям выемочных столбов 3, 4, 5, 6, 7. Ширину дренажного выемочного столба 10 (длину лавы) принимают меньшей величины полной посадки основной кровли с налегающими породами. Одну из оконтуривающих выработок 11 дренажного выемочного столба 10 проводят вдоль проектируемых разрезных выработок 12. Параллельно другой оконтуривающей выработке 13 дренажного выемочного столба 10 проводят дренажную выработку 14, которую нарезают с отставанием на величину зоны опорного давления l от лавы 15 отрабатываемого дренажного выемочного столба 10. Перед началом работы лавы 15 дренажного выемочного столба 10 вдоль его
продольной оси размещают водопонижающие скважины 16. При отработке дренажного выемочного столба 10 под устойчивыми обводненными породами 17 основной кровли формируют дренажную полость 18 и ведут из нее откачку воды через водопонижающие скважины 16. В связи с тем, что породы основной кровли 17 имеют низкие фильтрационные свойства из дренажной выработки 14 в дренажную полость 18 бурят восстающие скважины 19, обеспечивающие максимальный водозабор и наиболее эффективное осушение пород кровли в этих условиях. Следом за подвиганием лавы 15 дренажного выемочного столба 10 вприсечку, или если не позволяют горно-геологические условия, с оставлением целика полезного ископаемого (не показан) шириной 7-10 м проходят разрезные выработки 12. В условиях неустойчивых непосредственных боковых пород разрезные выработки желательно проходить в зоне установившегося горного давления лавы 15 дренажного выемочного столба 10, что составляет например для условий Подмосковного угольного бассейна 30-70 м. С целью наиболее благоприятной отработки выемочных столбов последующего этапа 3, 4, 5, 6, 7 их предпочтительно нарезать различной ширины. Например, выемочные столбы 3, 5, 7 шириной меньшей величины полной посадки основной кровли, а выемочные столбы 4, 6 длиной, обеспечивающей посадку основной кровли. Тогда после отработки дренажного выемочного столба 10 и снятия напоров воды из его дренажной полосы 18, отрабатывают выемочные столбы 3, 5, 7, над которыми в свою очередь также создают дренажные полости, из которых откачивают воду через водопонижающие скважины. Затем отрабатывают расположенные между ними выемочные столбы 4 и 6.The method is as follows. In the excavation field 1 planned for mining, water-reducing wells with drainage means are constructed from the surface and preliminary drainage of the excavation field is carried out by pumping underground water to a level safe for mining. Then pass the mine workings of the main directions 2 and cut the excavation columns 3, 4, 5, 6, 7 of the subsequent stage of mining, by conducting excavation 8 of the mine workings. A drainage excavation column 10 is cut along the border 9 of the excavation field 1 or the boundary of the excavation panel intended to be mined, at an angle to the longitudinal axes of the extraction columns 3, 4, 5, 6, 7. If the configuration of the excavation field 1 allows, the drainage extraction column 10 is cut under right angle to the longitudinal axes of the excavation columns 3, 4, 5, 6, 7. The width of the drainage excavation column 10 (the length of the lava) is taken to be less than the full landing of the main roof with overlying rocks. One of the contouring workings 11 of the drainage excavation column 10 is carried out along the designed split workings 12. In parallel with the other contouring workings 13 of the drainage excavation column 10, the drainage development 14 is made, which is cut by a lag of the reference pressure zone l from the lava 15 of the worked out drainage excavation column 10. Before the beginning of the work of the lava 15 drainage excavation column 10 along it
water-reducing wells are placed on the longitudinal axis 16. When mining the drainage column 10 under the stable watered rocks 17 of the main roof, a drainage cavity 18 is formed and water is pumped out of it through the water-reducing wells 16. Due to the fact that the rocks of the main roof 17 have low filtration properties, upstream wells 19 are drilled into the drainage cavity 18 by uprising wells 19 providing maximum water intake and the most efficient drainage of the roof rocks under these conditions. Following the movement of the lava 15 of the drainage pit 10 in cross-cutting, or if mining and geological conditions do not allow, with the leaving of a mineral pillar (not shown) 7-10 m wide pass split workings 12. In conditions of unstable direct lateral rocks, split workings are preferably carried out in the zone of steady rock pressure of the lava 15 of the drainage dredging column 10, which is, for example, for the conditions of the coal basin of the Moscow Region, 30-70 m. uyuschego stages 3, 4, 5, 6, 7 are preferably cut into different widths. For example, excavation columns 3, 5, 7 with a width of a smaller value of the full landing of the main roof, and excavation columns 4, 6 in length, ensuring the landing of the main roof. Then, after working out the drainage extraction column 10 and taking off the pressure of water from its drainage strip 18, excavation columns 3, 5, 7 are worked out, over which drainage cavities are also created, from which water is pumped out through water-reducing wells. Then work out the excavation columns 4 and 6 located between them.

Claims

1. METHOD OF DRYING DIGGING FIELDS, including the construction of water-reducing wells from the surface, pumping underground water, mining, cutting drainage dredging columns of the first mining stage with the length of the lava less than the full landing of the main roof and the subsequent mining stage, mining the mining columns in two stages with the formation the drainage cavity under the stable watered rocks of the roof of the extraction pillars of the first stage, the construction of rising wells from the mine workings into the drainage cavities, ditch of water, cutting of the cutting workings and working out of the excavation columns of the next stage, characterized in that at an angle to the longitudinal axes of the cut excavation columns of the next stage, a drainage excavation column is cut, one of the contouring workings of which is carried out along the cutting workings of the excavation columns of the next stage, parallel to the other contouring workout drainage excavation column conduct drainage excavation, which is cut with a lag of the value of the zone of reference pressure from the lava of the drained drain zhnogo extraction pillar, boreholes are drilled into the drain chamber of the drainage generation and production split excavation pillars subsequent stage cut vprisechku or leaving a pillar of the waste drain extraction pillar.

2. The method according to claim 1, characterized in that the drainage excavation column is cut at right angles to the longitudinal axes of the extraction columns of the next stage.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the split workings of the excavation columns of the next stage are cut in the zone of steady rock pressure of the lava of the drainage excavation column.