RU2103508C1

RU2103508C1 - Method for working protection pillars in group of headings in thick bump-risky seams

Info

Publication number: RU2103508C1
Application number: RU96112305A
Authority: RU
Inventors: Я.А. Бич; А.В. Кохальников; М.В. Шванкин; Ю.Я. Минин
Original assignee: Научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (ВНИМИ)
Priority date: 1996-06-21
Filing date: 1996-06-21
Publication date: 1998-01-27

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: before working pillars, they are divided into operating sections, and protection workings are divided into extreme and central. Drilled from extreme workings in both directions are counter-bump relieving bore-holes of large diameter. Number of relieving bore-holes is increased to value at which rock pressure forces will crush intervals between bore-holes. Caving of roof is undertaken from start of operating section between boundaries of pillars and extreme workings at interval of natural sinking pitch, and started between them is extraction of coal from over-foot layer of seam. Simultaneously, released to it is coal from under-roof layer which is crushed by rock pressure forces. Subsequent caving of roof is effected at interval of natural sinking pitch between extreme workings. EFFECT: high efficiency. 1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области гордого дела, а именно к вопросам выемки целиков угля, оставленных около группы горних выработок для их поддержания в процессе эксплуатации. The invention relates to the field of pride, and in particular to the extraction of pillars of coal left near a group of mine workings to maintain them during operation.

Известен способ обрушения междукамерных целиков путем последовательной их отбойки [1] . По этому способу по границам блока проводят транспортные, буровые и рудоспускные выработки, отбивают целики глубокими скважинами, отбивают их взрывом на открытое выработанное пространство и выпускают руду на транспортные выработки, при этом междукамерные целиком отбивают участками сначала по границе блока, смежной с рудоспуском, и в объеме, равном объему неотбитых участков в разрыхленном состоянии, а затем оставшимися частями на образовавшееся выработанное пространство с формированием навала отбитой руды вдоль выработки вблизи рудоспуска. Способ позволяет извлекать междукамерные целики, оставленные для поддержания выработанного пространства. Однако при осуществлении данного способа целики полностью разбуривают для разрыхления взрывном без использования энергии горного давления. Кроме того, последовательное уменьшение целиков без проведения противоударных профилактических мероприятий повышает опасность возникновения горних ударов. Поэтому использование способа для отработки охранных целиков около выработок на удароопасных пластах неэффективно. A known method of collapse of inter-chamber pillars by their sequential breaking [1]. According to this method, transport, drilling and mine workings are carried out along the block boundaries, pillars are beaten by deep wells, they are beaten by an explosion to an open mined space and ore is transported to transport workings, while interchamber wholly beat off sections first along the block border adjacent to the mine run, and in the volume equal to the volume of unbroken sections in a loosened state, and then the remaining parts on the formed mined-out space with the formation of a pile of broken ore along the mine near the ore start up. The method allows to extract interchamber pillars left to maintain the worked out space. However, when implementing this method, the pillars are completely drilled to loosen explosive without using the energy of rock pressure. In addition, the consistent decrease in pillars without shockproof preventive measures increases the risk of mountain bumps. Therefore, the use of the method for practicing guard pillars near workings on shock hazardous formations is inefficient.

Известен способ разгрузки пластов от повышенных напряжений путем рыхления и выемки оставленных в выработанном пространстве надрабатываемых пластов целиков [2]. A known method of unloading formations from high stresses by loosening and excavation of the pillars left behind in the worked out space of the pillars [2].

По этому способу в целиках проводят печи, из которых бурят скважины, разрушают взрывом участки пласта между печами и вынимают разрыхленное полезное ископаемое, причем минимально необходимый объем выемки рассчитывают аналитически. Способ позволяет частично извлекать целики, оставленные в выработанном пространстве надрабатываемых пластов, однако проведение печей в целиках увеличивает концентрацию напряжений на участках пласта между печами, что вызывает опасность проявления горних ударов. Кроме того, проведение печей сопряжено с дополнительными эатратами, а само извлечение целиков сопровождается потерями части пласта. Поэтому использование способа для выемки охранных целиков около выработок на удароопасных пластах неэффективно. According to this method, furnaces are carried out in pillars from which wells are drilled, sections of the formation between the furnaces are destroyed by explosion and loosened minerals are taken out, and the minimum required excavation volume is calculated analytically. The method allows you to partially remove the pillars left in the worked out space of the produced strata, however, conducting furnaces in the pillars increases the stress concentration in the sections of the reservoir between the furnaces, which causes the risk of mountain bumps. In addition, the conduct of furnaces is associated with additional aeratrates, and the extraction of pillars itself is accompanied by the loss of part of the reservoir. Therefore, the use of the method for excavating guard pillars near workings on shock hazardous formations is inefficient.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ отработки охранных целиков капитальных выработок последовательно подготавливаемыми участками с проведением оконтуривающих фланговых выработок, принятый за прототип [3]. Closest to the technical nature of the proposed method is a method of working off security pillars of capital workings by sequentially prepared sections with contouring flank workings, adopted as a prototype [3].

По этому способу по контуру целиков проходят фланговые выработки, и выемку целиков ведут последовательно подготавливаемыми участками с параллельной подготовкой выемочных работ и ее окончанием к моменту завершения выемки на смежных участках, при этом оконтуривающие фланговые выработки на подготавливаемом участке проводят до подхода выемочных работ отрабатываемого участка, которые затем погашают, а транспортирование угля из очистного забоя ведут по одной из них с последующей перегрузкой в капитальную выработку, при этом фронт очистного забоя ориентируют под острым углом к направлению очистной выемки. Способ позволяет извлекать охранные целики капитальных горних выработок и погашать сами выработки. Однако проведение оконтуривающих фланговых выработок и вентиляционных сбоек сопряжено с дополнительными затратами. Кроме того, проведение оконтуривающих выработок вблизи границ целиков и ориентация очистного забоя под острым углом к направлению очистной выемки создают повышенную концентрацию напряжений на оконтуриваемые участки пласта, что вызывает опасность проявления горных ударов. Поэтому использование способа для отработки охранных целиков около группы выработок на удароопасных пластах неэффективно. According to this method, flank excavations pass along the pillar contour, and the pillars are excavated by successively prepared sections with parallel preparation of excavation works and its completion by the time excavation is completed in adjacent sections, while the contouring flank excavations in the prepared section are carried out before excavation works of the developed section, which then they pay off, and coal is transported from the face to one of them, followed by transshipment to capital production, while the front is clean of the bottom face is oriented at an acute angle to the direction of the treatment recess. The method allows to extract the security pillars of the capital mine workings and repay the workings themselves. However, carrying out contouring flank openings and ventilation faults is associated with additional costs. In addition, conducting contouring workings near the borders of the pillars and orienting the face at an acute angle to the direction of the clearing creates an increased concentration of stresses on the contoured sections of the formation, which causes the risk of mountain bumps. Therefore, the use of the method for practicing guard pillars near a group of workings on shock-hazardous formations is inefficient.

Задачей изобретения является создание способа, обеспечивающего предотвращение горних ударов и снижение затрат на выемку целиков за счет совмещения противоударних мероприятий с добычей угля без проведения дополнительных выработок и использования энергии горного давления. The objective of the invention is to create a method that prevents the prevention of mountain bumps and reduces the cost of excavating the pillars by combining shockproof measures with coal mining without additional workings and the use of rock pressure energy.

В соответствии с предлагаемым способом делят охраняемые целиками выработки на краевые и центральные и из краевых выработок по всей длине эксплуатационного участка поочередно в ту и другую стороны бурят противоударные разгрузочные скважины большого диаметра, при этом из каждой пробуренной скважины выпускают буровую мелочь на краевые выработки, контролируют напряженное состояние угля в межскважинных промежутках и увеличивают количество раэгруэочных скважин в веерах и в рядах до такой частоты, при которой силами горного давления раздавливают межскважинные промежутки, затем от начала эксплуатационного участка между границами целиков и краевыми выработками проводят обрушение кровли с интервалом шага естественной посадки и начинают выемку угля между краевыми выработками из надпочвенного слоя пласта, одновременно выпускают на него раздавленный силами горного давления уголь из межскважинных промежутков подкровельного слоя и ведут последующее обрушение кровли с интервалом шага естественной посадки между краевыми выработками, после чего повторяют операции на следующем эксплуатационном участке и в такой последовательности отрабатывают охранные целики на всю длину, при этом скважины большого диаметра в сторону границ целиков бурят веерами в секторах на всю мощность пласта, а в сторону центра их бурят рядами, пересекающими подкровельный слой пласта. In accordance with the proposed method, workpieces protected by pillars are divided into marginal and central and from the mine workings along the entire length of the production section, shockproof unloading wells of large diameter are drilled alternately on either side, while drill trifle is released from each drilled well into the edge workings, the stress is controlled the state of coal in the interwell intervals and increase the number of reagrueck holes in fans and in rows to such a frequency that at pour in the interwell intervals, then from the beginning of the production section between the pillar borders and the edge workings, the roof collapses with the interval of the natural landing step and the coal is excavated between the edge workings from the subsoil layer of the formation, at the same time coal is crushed by the forces of rock pressure from the interwell spaces of the subroofing layer and follow the roof collapse with an interval of the step of a natural fit between the edge workings, after which the operations are repeated for the next along the entire operational section and in this sequence, guard pillars are worked out for the entire length, while large diameter wells are drilled towards the borders of the pillars with fans in the sectors for the entire thickness of the formation, and towards the center they are drilled in rows intersecting the subroof layer of the formation.

На фиг. 1 показана схема отработки охранного целика на двух смежных эксплуатационных участках; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, где показано бурение вееров и рядов скважин большого диаметра. In FIG. 1 shows a scheme for working out a security pillar at two adjacent operational sites; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1, which shows the drilling of fans and rows of large diameter wells.

Способ осуществляют следующим обраэом. The method is carried out as follows.

Целик 1, оставленный на мощном удароопасном пласте угля, делят по его длине на эксплуатационные участки с границами 2, а охраняемые целиком 1 выработки - на краевме 3 и центральные 4, и начинают поэтапную выемку целика 1. Из краевых выработок 3 по всей длине эксплуатационного участка в сторону границ целика 1 бурят вееры 5 разгрузочных скважин большого диаметра, которые размещают в секторе на всю мощность пласта. Поочередно с веерами 5 с той же стоянки бурового оборудования в сторону центра целика, 1 бурят такие же скважины с расположением их в ряды 6, пересекающими подкровельный слой 7 пласта. Из каждой пробуренной скважины вееров 5 и рядов 6 выпускают буровую мелочь на краевые выработки 3. Контролируют напряженное состояние угля в межскважинных промежутках 8 и увеличивают количество скважин в веерах 5 и рядах 6 до такой частоты, при которой силами горного давления раздавливает межскважинные промежутки 8 до появления видимых трещин 9. От начала эксплуатационного участка над частями целика 1, оконтуренными его границами и краевыми выработками 3, проводят обрушение кровли с выдерживанием интервала шага естественной посадки и последовательным заполнением обрушенными породами 10 пространства от границ целика 1 до краевых выработок 3, а между ними начинают выемку угля очистным комплексом 11 из надпочвенного слоя 12 пласта. Одновременно на него выпускают раздавленный силами горного давления уголь из межскважинных промежутков подкровельного слоя 7 и ведут последующее обрушение кровли с выдерживанием шага естественной посадки между краевыми выработками 3 и заполнением выработанного пространства обрушенными породами 10. После развития очистных работ по выемке надпочвенного слоя 12 на следующем эксплуатационном участке из краевых выработок 3 снова бурят вееры 5 и ряды 6 скважин большого диаметра, выпускают из них на краевые выработки 3 выбуренный уголь, раздавливают силами горного давления межскважинные промежутки 8 и обрушают между границами целиков и краевыми выработками 3 кровли с интервалом шага естественной посадки и заполнением выработанного пространства обрушенными породами 10, а к очистной выемке части целика 1 между краевыми выработками 3 с последующим обрушением кровли в интервале шага естественной посадки приступают после окончания выемки надпочвенного слоя 12 и раздавленного силами горного давления угоя подкровельного слоя 7 с последующим обрушением кровли в интервале шага естественной посадки на предыдущем эксплуатационном участке. В такой последовательности ведут отработку охранного целика 1 на вею длину. The whole 1, left on a powerful shock-hazardous coal seam, is divided along its length into production areas with boundaries 2, and the workings protected as a whole 1 are located at the edge 3 and central 4, and the phased excavation of the pillar is started 1. From the regional workings 3 along the entire length of the operational section towards the borders of the pillar 1, fans of 5 discharge holes of large diameter are drilled, which are placed in the sector for the entire thickness of the formation. Alternately with fans 5 from the same stand of the drilling equipment towards the center of the pillar, 1 drill the same wells with their location in rows 6, intersecting the subroofing layer 7 of the formation. From each drilled hole of the fans 5 and rows 6, drill trifle is released to the edge workings 3. The stress state of the coal in the interwell spaces 8 is monitored and the number of wells in the fans 5 and rows 6 is increased to such a frequency that crushes the interwell spaces 8 by forces of rock pressure until visible cracks 9. From the beginning of the operational section, over the parts of the pillar 1, contoured by its borders and edge workings 3, the roof collapses with maintaining the interval of the step of natural landing and after ovatelnym caving filling space 10 of the pillar 1 to the edge boundaries excavation 3, and between them a recess begin the cleaning of coal of the aerial 11 complex layer 12 formation. At the same time, coal is crushed by the forces of rock pressure from the inter-bore spaces of the subroofing layer 7 and the roof collapses while maintaining the natural landing step between the edge workings 3 and filling the worked-out space with collapsed rocks 10. After the development of treatment work for excavation of the subsoil layer 12 at the next operational site fans 5 and rows 6 of large diameter wells are again drilled from the regional workings 3, drilled coal is released from them into the regional workings 3, distributing there are inter-bore gaps 8 by the forces of rock pressure and bring down roofs between the pillar boundaries and edge workings 3 with an interval of the natural landing step and filling up the worked-out space with collapsed rocks 10, and to the clearing notch of the pillar 1 between the workings 3 with subsequent roof collapse in the interval of the natural landing step start after the excavation of the subsoil layer 12 and crushed by the forces of the mountain pressure of the ogoy subroofing layer 7 with the subsequent collapse of the roof in the interval of the estes step landing-governmental previous operational area. In such a sequence, the security pillar 1 is worked out in full length.

Отработка охранных целиков группы горных выработок на мощных удароопасных пластах базируется на предотвращении горных ударов с совмещением противоударных мероприятий с добычей угля выбуриванием скважин по эаданному паспорту и использованием энергии горного давления. Деление целиков по длине на эксплуатационные участки обеспечивает на смежных из них разделение подготовительных и выемочных операций по бурению, извлечению угля и обрушению кровли, а деление охраняемых выработок на краевые и центральные без проведения дополнительных выработок позволяет отрабатывать целики с использованием самих охраняемых выработок с совмещением технологических операций по проведению профилактических противоударных мероприятий и по путной очистной выемке. Бурение вееров разгрузочных скважин большого диаметра из краевых выработок до границ целиков с частотой до раздавливания межскважинных промежутков снимает концентрацию напряжений в краевых зонах целиков, предотвращает формирование объектов горных ударов у их границ и пригружает межскважинные промежутки в центральной части целиков. При этом совмещенно с противоударным разгрузочным бурением вееров обеспечивается попутная добыча угля из краевых зон целиков на всю мощность пласта путем выпуска буровой мелочи на краевые выработки и ее транспортировки. The development of the guard pillars of the group of mine workings on powerful shock hazardous formations is based on the prevention of mountain impacts with the combination of shockproof measures with coal mining by drilling wells using the data sheet and using the energy of the rock pressure. The division of pillars along the length into operational sections provides for the separation of preparatory and excavation operations for drilling, coal extraction and collapse of the roof on adjacent ones, and the division of protected workings into regional and central ones without additional workings allows practicing pillars using the guarded workings themselves with a combination of technological operations on carrying out preventive shockproof measures and on a fair treatment clearing. Drilling fans of large diameter unloading wells from the edge openings to the pillar boundaries with a frequency before crushing of the interwell spaces relieves stress concentration in the marginal zones of the pillars, prevents the formation of rock hammer objects at their borders and loads the interwell holes in the central part of the pillars. At the same time, combined with shockproof unloading drilling of fans, associated coal mining from the marginal zones of the pillars to the entire thickness of the formation is ensured by the release of drilling fines to the regional workings and its transportation.

Бурение рядов разгрузочных скважин в центральной части целиков также предотвращает формирование очагов горних ударов в подкровельном слое пласта, совмещает добычу угля выбуриванием с разгрузкой от напряжений, обеспечивает раздавливание межскважинных промежутков силами горного давления и извлечение раздавленного угля совместно с надпочвенным слоем, который получает защитную противоударную разгрузку от надработки подкровельного слоя. Проводимое вслед за выемкой угля планомерное обрушение пород кровли в интервале шага естественной посадки сначала над краевыми зонами целиков, а затем над центральной зоной позволяет вести безопасную и технологичную отработку целиков путем увязанного с их выемкой управления кровлей. Заблаговременное разделение операций на смежных участках но ширине целиков позволяет рассредоточить их во времени и вести непрерывную отработку охранных целиков на всю длину. Drilling rows of unloading wells in the central pillar also prevents the formation of foci of rock impacts in the subroofing layer of the formation, combines coal mining by drilling with strain relief, provides crushing of the bore holes by rock pressure and the extraction of crushed coal together with the subsoil layer, which receives a protective shockproof discharge overwork of the subroofing layer. The systematic collapse of the roof rocks carried out after the coal mining in the interval of the step of natural planting, first over the marginal zones of the pillars, and then over the central zone, allows safe and technological mining of pillars by controlling the roof connected to their excavation. The early separation of operations on adjacent sections but the pillar width allows them to be dispersed in time and to conduct continuous development of guard pillars over the entire length.

Такое выполнение способа предотвращает проявление горных ударов при отработке целиков и снижает затраты на их выемку за счет совмещения противоударных мероприятий с добычей угля и за счет использования энергии горного давления для раздавливания межскважинных промежутков. Для отработки целиков используются сами охраняемые выработки, исключаются затраты на проведение оконтуривающих фланговых и вентиляционных выработок и предотвращается концентрация напряжений в краевых и центральной частях целиков, исключающая формирование очагов горных ударов. This embodiment of the method prevents the occurrence of rock shocks during mining of pillars and reduces the cost of their excavation by combining shockproof measures with coal mining and by using the energy of rock pressure to crush the borehole spaces. Protected workings themselves are used for mining the pillars, the costs of carrying out contouring flank and ventilation openings are eliminated, and stress concentration is prevented in the regional and central parts of the pillars, which excludes the formation of foci of mountain impacts.

Claims

1. A method for practicing guard pillars of a group of mine workings on powerful shock hazardous formations, including dividing pillars along their length into operational sections and phased excavation of these sections, characterized in that they divide the workings guarded by pillars into regional and central and from regional mine workings along the entire length of the operational section alternately, large-diameter shock-resistant discharge wells are drilled in one direction and the other, while from each drilled well, drill trifle is released to the regional workings, the depressed condition of the coal in the inter-well spaces and increase the number of unloading wells to a frequency at which the inter-well spaces are crushed by the forces of rock pressure, then from the beginning of the production section between the pillars and the edge workings, the roof collapses with an interval of the step of natural landing and the coal is excavated between the edge workings from the subsurface layer of the formation, simultaneously coal is crushed by the forces of rock pressure from the inter-well intervals underneath Yelnia lead layer and the subsequent collapse of the roof pitch intervals Estestenno landing workings between the edge and then repeating the operation on the following operational portion and a protective pillar sequences fulfill the entire length.

2. The method according to p. 1, characterized in that the wells of large diameter in the direction of the pillar boundaries are drilled with fans in the sectors for the entire thickness of the formation, and towards the center they are drilled in rows intersecting the subroof layer of the formation.