RU2083832C1

RU2083832C1 - Method for development of steep impact-risky seams

Info

Publication number: RU2083832C1
Application number: RU95116414A
Authority: RU
Inventors: Я.А. Бич; Ю.Я. Минин; Ю.И. Жигалин; Г.И. Любецкий; О.Ю. Андрианов
Original assignee: Научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела "ВНИМИ"
Priority date: 1995-09-26
Filing date: 1995-09-26
Publication date: 1997-07-10

Abstract

FIELD: mining technology. SUBSTANCE: according to method, simultaneously with advance of cutting face, second split breakthrough is made. Degree of seam section impact-risk is determined and in case of critical level, stoping operations are discontinued. Section of seam from second split breakthrough to cutting face is left as temporary pillar. Then mining of seam from second split breakthrough is renewed along strike. Blast-holes are drilled from preparatory entry in temporary left pillar. Blasting of explosive charges initiates destruction of temporary pillar by forces of rock pressure, and mined coal is released to hauling entry. After complete extraction of coal from temporary pillar, mining is initiated from third split breakthrough up to second cutting face for temporary pillar. This seam mining procedure remains along entire level. EFFECT: high efficiency. 1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу и может найти применение при очистной выемке пластов угля с использованием энергии горного давления. The invention relates to mining and can find application in the treatment of coal seams using the energy of rock pressure.

Известен способ отработки пласта угля с использованием энергии горного давления для саморазрушения целика [1] По этому способу пласт вынимают механизированным комплексом, а в выемочном столбе впереди очистного забоя оставляют саморазрушающийся целик, при этом участок пласта от границы выемочного столба до саморазрушающегося целика отрабатывают одновременно с проведением за ним новой монтажной камеры, которую проводят на расстоянии пролета основной кровли от границы выемочного столба, а первичное обрушение основной кровли проводят до начала отработки остающейся впереди новой монтажной камеры части столба. Способ снижает влияние динамики нагрузок на крепь в период первичного обрушения кровли. Однако при приближении очистного забоя к новой монтажной камере в результате пригрузок примыкающего к ней целика возникает опасность проявления горного удара. Кроме того, новую монтажную камеру проходят в выемочном столбе на удалении от его границы, равном предельному пролету основной кровли, в результате чего камера попадает в зону опорного давления от очистного забоя и испытывает дополнительные пригрузки. Поэтому использование способа для отработки крутопадающих удароопасных пластов из-за формирования неконтролируемых очагов горного давления небезопасно и неэффективно. There is a method of mining a coal seam using rock pressure energy for self-destruction of the pillar [1] According to this method, the reservoir is removed by a mechanized complex, and a self-destructing pillar is left in the excavation column in front of the treatment bottom, while the section of the reservoir from the boundary of the extraction column to the self-destructing pillar is worked out simultaneously with behind it a new mounting chamber, which is carried out at a distance of the span of the main roof from the boundary of the extraction column, and the primary collapse of the main roof is carried out for I start working out to stay ahead of the new assembly chamber of the column. The method reduces the influence of the dynamics of the loads on the lining during the primary collapse of the roof. However, when the working face approaches a new mounting chamber as a result of the loadings of the adjacent pillar there is a danger of a mountain impact. In addition, the new mounting chamber is held in the excavation column at a distance from its boundary, equal to the maximum span of the main roof, as a result of which the chamber enters the reference pressure zone from the working face and experiences additional loads. Therefore, the use of the method for practicing steeply falling shock-hazardous formations due to the formation of uncontrolled foci of rock pressure is unsafe and inefficient.

Известен способ выемки целиков с использованием энергии горного давления и выпуском их на полевые выработки [2] По этому способу целики вынимают в две стадии извлечения. Сначала проходят под очистными камерами полевые выработки с заездами под целики первой стадии извлечения и из заездов бурят в них скважины. Под смежные целики скважины бурят в породу под выпускные воронки. После заряжания и взрывания зарядов BB в тех и других скважинах разрушенные целики первой стадии извлечения выпускают на полевые выработки, а целики, смежные с ними, частично разрушают нарастанием сил горного давления. В оставшейся части этих целиков из удлиненных заездов снова бурят скважины, в которых дополнительно взрывают заряды BB, после чего целики второй стадии извлечения также выпускают на полевые выработки. Способ позволяет извлекать целики планомерно через один с частичным использованием сил горного давления. Однако применение способа сопряжено с тем, что целики второй стадии извлечения подвержены воздействию неуправляемой пригрузки, за нарастанием которой отсутствует контроль и которая влечет за собой опасность проявления горных ударов в этих целиках и в потолочине над полевой выработкой во время выемки целиков первой стадии извлечения. Кроме того, возрастает объем технологических операций по проходке заездов и нарезке выпускных воронок. Поэтому использование способа для разработки крутопадающих удароопасных пластов неэффективно. A known method of excavating pillars using the energy of rock pressure and releasing them to the field workings [2] According to this method pillars are removed in two stages of extraction. First, field workings pass under the treatment chambers with races under the pillars of the first extraction stage and drill wells in them from the races. Under adjacent pillars, wells are drilled into the rock under outlet funnels. After loading and detonating BB charges in both wells, the destroyed pillars of the first extraction stage are discharged to the field workings, and the pillars adjacent to them are partially destroyed by the increase in rock pressure forces. In the remaining part of these pillars from elongated races, wells are drilled again, in which BB charges are additionally blown up, after which pillars of the second extraction stage are also released to field workings. The method allows to extract pillars systematically through one with a partial use of rock pressure forces. However, the application of the method is associated with the fact that the pillars of the second extraction stage are exposed to uncontrolled loading, the increase of which is not controlled and which entails the risk of mountain bumps in these pillars and in the ceiling above the field during excavation of the pillars of the first extraction stage. In addition, the volume of technological operations for driving races and cutting exhaust funnels is increasing. Therefore, the use of the method for developing steeply falling shock hazardous formations is inefficient.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ выемки крутопадающих угольных пластов с использованием энергии горного давления для разрушения угля с помощью канатных пил [3] По этому способу устанавливают степень удароопасности участка пласта, подлежащего выемке и определяют границу зоны влияния очистного забоя по выходу штыба при бурении прогнозных шпуров. При отсутствии опасности возникновения горных ударов на всю высоту этажа бурят скважины, через которые пропускают концы каната, армированного режущим органом в виде фрезы с зубками. Концы каната подсоединяют к лебедке, с помощью которой возвратно-поступательным перемещением режущего органа по пласту осуществляют выпиливание угля. Вынимают уголь полосами по восстанию или простиранию и выпускают его на откаточный штрек. Способ позволяет вести безлюдную выемку пластов крутого падения. Интенсивность разрушения угля при зарубке канатной пилой зависит от степени напряженности пластов и их способности к хрупкому разрушению. При этом добычу угля ведут с использованием энергии горного давления, а режущим органом пилы создают импульс для саморазрушения пласта. Однако при осуществлении указанного способа при очистной выемке отсутствует контроль за управлением кровлей в выбранном пространстве по мере подвигания фронта по выпиливанию угля и передовые скважины для пропуска каната находятся в зоне опорного давления от очистного забоя. Скважины претерпевают деформации, задавливаются и теряют устойчивость и целостность, что влечет за собой дополнительные затраты на их восстановление. Кроме того, способ предусматривает использование добычного оборудования в виде канатной пилы, режущий орган которой также получает повреждения от сил горного давления, а совершающий возвратно-поступательное перемещение канат подвержен зажатию в скважинах при их разрушении. Из-за указанных причин разработка этим способом крутопадающих удароопасных пластов без контроля степени напряженности угля в очистном забое неэффективна. Closest to the technical essence of the invention is a method of excavating steeply falling coal seams using rock pressure energy to destroy coal using wire saws [3]. This method sets the degree of shock hazard of the seam section to be excavated and determines the boundary of the zone of influence of the face at the exit of the bayonet drilling forecast holes. In the absence of danger of occurrence of mountain impacts, wells are drilled to the entire height of the floor, through which the ends of a rope reinforced by a cutting body in the form of a milling cutter with teeth are passed. The ends of the rope are connected to a winch, with the help of which coal is cut by reciprocating movement of the cutting body over the formation. They take out the coal in strips along the uprising or strike and release it onto the haulage drift. The method allows for deserted excavation of steep dip layers. The rate of coal destruction during cutting with a wire saw depends on the degree of tension of the seams and their ability to brittle fracture. In this case, coal mining is carried out using the energy of rock pressure, and the cutting body of the saw creates an impulse for self-destruction of the formation. However, when the method is carried out during the cleaning recess, there is no control over the management of the roof in the selected space as the front moves to cut coal and advanced wells for the passage of the rope are in the reference pressure zone from the working face. Wells undergo deformations, are crushed and lose stability and integrity, which entails additional costs for their restoration. In addition, the method involves the use of mining equipment in the form of a wire saw, the cutting organ of which also receives damage from the forces of rock pressure, and the reciprocating rope is prone to being clamped in the wells when they are destroyed. Due to these reasons, the development of steeply falling shock-hazardous formations by this method without controlling the degree of coal tension in the working face is inefficient.

Изобретение решает задачу повышения эффективности и безопасности выемки угля путем использования энергии горного давления. Для этого при отработке этажа проходят первую разрезную печь, из которой очистным забоем начинают выемку пласта, одновременно проходят вторую разрезную печь, затем проводят прогноз степени удароопасности пласта, при обнаружении критического уровня удароопасности очистной забой останавливают, оставляют участок пласта под временный целик и далее ведут выемку пласта от второй разрезной печи, затем впереди проходят третью разрезную печь, а от второй разрезной печи продолжают очистную выемку до обнаружения критического уровня удароопасности, после чего второй очистной забой останавливают, инициируют разрушение оставленного временного целика с помощью проведения буровзрывных работ и выпускают разрушенный в целике уголь на откаточный штрек, после чего ведут очистную выемку от третьей разрезной печи с оставлением участка пласта между вторым очистным забоем и третьей разрезной печью под временный целик и далее отрабатывают пласт в аналогичном порядке, а также для этого все последующие разрезные печи проходят за границей зоны влияния очистного забоя предыдущей печи. The invention solves the problem of increasing the efficiency and safety of coal mining by using the energy of rock pressure. To do this, during the development of the floor, the first split furnace is passed, from which the formation is cut to the bottom, the second split furnace is passed at the same time, then the degree of shock hazard of the formation is predicted, when a critical level of shock is detected, the bottom is stopped, the section of the reservoir is left under the temporary pillar and then the excavation is conducted formation from the second split furnace, then the third split furnace passes in front, and from the second split furnace the treatment recess is continued until a critical level of shock hazard is detected after which the second treatment face is stopped, the destruction of the abandoned temporary pillar by drilling and blasting is initiated and the whole coal destroyed in the discharge drift is discharged, after which the treatment excavation is carried out from the third cutting furnace, leaving a section of the reservoir between the second treatment face and the third cutting furnace under a temporary pillar, the formation is further worked out in the same manner, and for this, all subsequent split furnaces pass beyond the boundary of the zone of influence of the working face of the previous furnace.

На фиг. 1 представлена схема отработки крутопадающего удароопасного пласта; на фиг. 2 разрез I-I, где показана схема инициирования выпуска на откаточный штрек угля из разрушенного силами горного давления временного целика. In FIG. 1 is a diagram of mining a steeply falling shock hazardous formation; in FIG. 2 section I-I, which shows the scheme for initiating the release of coal to the haulage drift from the temporary pillar destroyed by the forces of mountain pressure.

Способ разработки крутопадающих удароопасных пластов осуществляют следующим образом. По пласту угля на этаже, ограниченном вентиляционным 1 и откаточным 2 штреками, вначале проходят первую разрезную печь 3, из которой очистным забоем 4 ведут выемку пласта. Определяют границу 5 зоны влияния очистного забоя 4, за которой проходят вторую разрезную печь 6, а из первой разрезной печи 3 продолжают выемку пласта. Одновременно в очистном забое 4 прогнозируют степень удароопасности пласта угля, например, по выходу буровой мелочи при бурении контрольных шпуров. При обнаружении прогнозом критического уровня степени удароопасности, который определяют согласно требованиям "Инструкции по безопасному ведению горных работ на шахтах, разрабатывающих пласты, склонные к горным ударам", очистной забой 4 останавливают из-за опасности проявления горного удара. Оставляют участок пласта между очистным забоем 4 и второй разрезной печью 6 под временный целик 7. От второй разрезной печи 6 очистным забоем 8 снова ведут выемку пласта, а за границей 9 его зоны влияния проходят третью разрезную печь 10. Продолжают от второй разрезной печи 6 выемку пласта очистным забоем 8 и прогнозируют в нем степень удароопасности. При обнаружении прогнозом критического уровня степени удароопасности очистной забой 8 снова останавливают. Из просека 11, который проходят одновременно с откаточным штреком 2, во временный целик 7 бурят шпуры 12, в которые закладывают заряды 13 взрывчатого вещества. Заряды 13 взрывают и образуют зону инициирования 14 разрушения и выпуска целика 7, который из-за воздействия сил горного давления претерпевает дальнейшие пригрузки и растрескивание. Выпускают на откаточный штрек 2 разрушенный силами горного давления уголь из временного целика 7. После этого начинают очистным забоем 15 выемку от пласта третьей разрезной печи 10, которую ведут в аналогичном порядке: определяют границы зоны влияния очистного забоя 15, проходят за ней новую разрезную печь, оставляют по пласту временный целик, прогнозируют в очистном забое 15 степень удароопасности, производят разрушение силами горного давления временно оставляемых целиков и взрывное инициирование выпуска из них угля. A method of developing steeply falling shock hazardous formations is as follows. On the coal seam on the floor, limited by the ventilation 1 and haul-off 2 drifts, the first split furnace 3 first passes, from which the seam 4 leads to the excavation of the seam. The boundary 5 of the zone of influence of the working face 4 is determined, beyond which the second cutting furnace 6 passes, and the formation is continued from the first cutting furnace 3. At the same time, in the working face 4, the degree of impact hazard of the coal seam is predicted, for example, by the output of drilling fines during drilling of control holes. If the forecast detects a critical level of degree of impact hazard, which is determined according to the requirements of the "Instructions for the safe conduct of mining in mines developing formations prone to mountain impacts", the face 4 is stopped due to the risk of a mountain impact. A section of the formation is left between the working face 4 and the second cutting furnace 6 under a temporary pillar 7. From the second cutting furnace 6, the working face 8 again leads to the excavation of the formation, and beyond the border 9 of its influence zone, the third cutting furnace 10 passes. The excavation is continued from the second cutting furnace 6 formation stope 8 and predict the degree of impact hazard in it. When a forecast of a critical level of shock hazard is detected, the face 8 is stopped again. From the clearing 11, which pass simultaneously with the recoil drift 2, bore holes 12 are drilled into the temporary pillar 7, into which charges 13 of the explosive are laid. The charges 13 explode and form the initiation zone 14 for the destruction and release of the pillar 7, which undergoes further loading and cracking due to the influence of rock pressure forces. Coal disrupted by the forces of rock pressure is released from the temporary pillar 7 onto the haulage drift 2. After that, the bottom face 15 starts the excavation from the formation of the third split furnace 10, which is conducted in the same order: the boundaries of the zone of influence of the face 15 are determined, a new split furnace passes behind it, they leave a temporary pillar over the reservoir, predict a degree of impact hazard in the face 15, destroy the temporarily abandoned pillars by explosive pressure and burst initiate the release of coal from them.

Разработка крутопадающих удароопасных пластов заявляемым способом базируется на эффективном и безопасном ведении горных работ за счет использования контролируемых сил горного давления для разрушения оставляемых временных целиков и извлечения из них угля без присутствия людей в очистном забое. Временными остановками очистного забоя обеспечивают регулирование технологическими операциями по выемке пласта участками с применением добычной техники и без нее с использованием энергии горного давления без присутствия людей. Заложение разрезных печей за границей зоны влияния очистного забоя повышает безопасность и позволяет исключить противоударные профилактические мероприятия при их проходке. Остановка очистного забоя при обнаружении критического уровня удароопасности предотвращает проявление горных ударов, а увеличение пролета отработки по мере удаления очистного забоя от целиков, оставляемых между ним и передовой разрезной печью, обеспечивает управление кровлей, технологическую пригрузку целиков и разрушение их силами горного давления. Обнаружение критического уровня удароопасности свидетельствует о пригрузке очистного забоя со стороны кровли и о технологически создаваемом нагружении до разрушения оставляемого временного целика от увеличения пролета отработки. Взрывание в пробуренных из просека шпурах зарядов взрывчатого вещества инициирует начало разрушения нагруженного горным давлением оставляемого временного целика и выпуска из него разрушенного угля на откаточный штрек, а сам выпуск позволяет вести планомерное управление кровлей при удалении очистного забоя на заданное расстояние, которое вместе с шириной оставляемого временного целика равно шагу посадки кровли. The development of steeply falling shock hazardous seams of the claimed method is based on efficient and safe mining operations by using controlled rock pressure forces to destroy the temporary pillars left and extract coal from them without the presence of people in the face. Temporary shutdowns of the working face are provided by the regulation of technological operations for excavation of sections using mining equipment and without it using the energy of rock pressure without the presence of people. The laying of split furnaces outside the zone of influence of the working face increases safety and eliminates shock-proof preventive measures during their sinking. Stopping the working face when a critical level of shock hazard is detected prevents the occurrence of mountain impacts, and increasing the working span as the working face moves away from the pillars left between it and the advanced split furnace provides roof control, technological loading of pillars and their destruction by rock pressure forces. The detection of a critical level of shock hazard indicates the loading of the face from the roof and the technologically created loading until the abandoned temporary pillar is destroyed by increasing the span of mining. Explosion of explosive charges in drilled holes from the glade initiates the destruction of the abandoned temporary pillar loaded with rock pressure and the release of the destroyed coal from it to the recoil drift, and the release itself allows for systematic roof management while removing the face at a specified distance, which, together with the width of the temporary the rear pillar is equal to the step of landing the roof.

Такое выполнение способа повышает эффективность и безопасность разработки крутопадающего удароопасного пласта за счет планомерного разрушения и выпуска угля силами горного давления из временно оставляемого целика без очистного забоя и присутствия в нем людей. В сравнении с прототипом при безлюдной выемке пласта исключается опережающее бурение скважин для возвратно-поступательного перемещения рабочего органа канатной пилы, а сама безлюдная выемка осуществляется без задействования технологического оборудования за счет увязанной с управлением посадкой кровли планомерной пригрузки временного целика и за счет предусмотренных в связи с этим операций по контролю степени удароопасности в очистном забое, его остановок и выпуску пригруженного и разрушенного силами горного давления угля на откаточную выработку. This embodiment of the method improves the efficiency and safety of developing a steeply falling shock-hazardous formation due to the systematic destruction and release of coal by rock pressure from a temporarily abandoned pillar without a face and the presence of people in it. In comparison with the prototype, in case of unmanned excavation of the reservoir, leading drilling of wells for reciprocating movement of the working body of the cable saw is excluded, and the unmanned excavation itself is carried out without the involvement of technological equipment due to the systematic loading of the temporary pillar associated with the management of the landing of the roof and due to the reasons provided in this regard operations to control the degree of shock hazard in the working face, its stops and the release of coal loaded and destroyed by the forces of rock pressure to roll back full-time development.

Claims

1. A method of developing steeply falling shock-hazardous formations, including a floor-by-floor excavation of a formation by a bottomhole, determination of the boundaries of its influence zones and prediction of the degree of impact hazard, characterized in that when the floor is mined, the first split furnace passes, from which the bottom hole begins to excavate, and a second split furnace , then a forecast of the degree of shock hazard of the formation is carried out, when a critical level of shock hazard is detected, the face is stopped, a portion of the reservoir is left under the temporary rear sight and then the formation is excavated from the second split furnace, then the third split furnace is passed in front, and the cleaning cut is continued from the second split furnace until a critical shock hazard level is detected, after which the second treatment face is stopped, the left temporary pillar is destroyed by drilling and blasting and the damaged entirely coal on the haulage drift, after which the cleaning recess from the third split furnace is conducted, leaving a section of the reservoir between the second treatment bottom and the third split furnace under the temporary pillar and then work out the reservoir in the same manner.

2. The method according to p. 1, characterized in that all subsequent split furnaces pass beyond the zone of influence of the working face of the previous furnace.