RU2115803C1

RU2115803C1 - Method for mining thick steep coal seams in upgrade

Info

Publication number: RU2115803C1
Application number: RU96101329A
Authority: RU
Inventors: А.А. Каспирович; А.М. Коптев; С.Н. Суховольский
Original assignee: Каспирович Александр Андреевич
Priority date: 1996-01-18
Filing date: 1996-01-18
Publication date: 1998-07-20

Abstract

FIELD: coal mining technology. SUBSTANCE: according to method, coal seam is divided into levels and levels are divided into sublevels. Coal extraction is sublevels is effected in upgrade strip-by-strip with application of drilling and blasting operations and subsequent shrinkage of cut coal. Cutting of coal in strip of sublevel is carried out from breakthrough board, starting in lower part of strip with making compensation slot at floor of coal seam. Ventilation of stoping face is effected through bore-holes which are drilled at boundaries of strips. Bore-hole through which breakthrough board is driven for mining strip is joined by connections with bore-hole which is being drilled for next adjacent coal strip. Application of aforesaid method allows for increasing efficiency of drilling and blasting operations, safety and convenience of mining activities. EFFECT: higher efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности, а конкретно к технологии отработки крутых мощных угольных пластов подземным способом. The invention relates to the mining industry, and in particular to a technology for mining steep powerful coal seams underground method.

Известна камерная система разработки крутых угольных пластов, включающая проведение восстающих выработок, располагаемых на флангах каждой камеры, бурения шнуров в потолочину камеры с отбитого замагазинированного угля, выпуск угля и посадку камеры (заполнение обрушенными породам [1]. A well-known chamber system for the development of steep coal seams, including conducting uprising workings located on the flanks of each chamber, drilling cords into the ceiling of the chamber from beaten away coal, coal production and planting the chamber (filling with collapsed rocks [1].

Недостатком известной технологии является низкая безопасность горных работ при выполнении буровзрывных работ рабочими, находящимися в камере под нависающим угольным массивом. Эта система широко применялась при отработке мощных крутых пластов в Кузбассе на верхних горизонтах. A disadvantage of the known technology is the low safety of mining during drilling and blasting operations by workers located in a chamber under an overhanging coal mass. This system was widely used in the development of powerful steep formations in the Kuzbass at the upper horizons.

В настоящее время все разновидности камерной системы разработки с нахождением людей в очистном забое запрещены. Currently, all varieties of the chamber development system with people in the face are prohibited.

Наиболее близким техническим решением по существу и достигаемому результату (в части выемки угля) является способ разработки крутого угольного пласта, включающий подготовку выемочного поля полосами по восстанию путем проведения восстания выработок и сбоек из них в подготавливаемых полосах, бурение и заряжание шпуров на шаг одновременной отбойки угля, выпуску угля в отрабатываемой полосе по восстанию в пределах ее границ с магазинированием угля в выработанном пространстве и его последующим выпуском [2]. The closest technical solution to the essence and the achieved result (in terms of coal extraction) is a method of developing a steep coal seam, which includes preparing the excavation field in strips by rebellion by rebounding the workings and interrupting them in the prepared strips, drilling and charging holes for the step of simultaneously breaking coal , the production of coal in the mined strip by the uprising within its borders with the storing of coal in the worked out space and its subsequent release [2].

Недостатком прототипа является то, что ведение взрывных работ из восстающих выработок малого сечения сопрягается с большим неудобством бурения шпуров и скважин и неудовлетворительной отбойкой угля в первоначальной стадии в полосе, при ее подсечке из-за отсутствия необходимых объемов компенсационного пространства. The disadvantage of the prototype is that blasting from rising workings of a small cross section is associated with great inconvenience in drilling holes and wells and unsatisfactory breaking of coal in the initial stage in the strip, when it is cut due to the lack of the necessary compensation space.

Целью изобретения является устранение отмеченных недостатков прототипа; цель достигается тем, что при разработке мощных крутых угольных пластов, включающей деление этажа на подэтажи, выемку угля и подэтажных полосах по восстанию с применением буровзрывных работ и магазинированием отбитого угля, отбойку угля в полосе (подэтаже) ведут из разрезной печи, начиная в нижней части полосы с выемки компенсационной щели у почвы пласта, а проветривание очистного забоя ведут через скважины, выбуриваемые на границах полосы, при этом скважину, по которой проходят разрезную печь для отрабатываемой полосы, соединяют обойками со скважиной, которую проходят (выбуривают) для следующей соседней полосы. The aim of the invention is to eliminate the noted disadvantages of the prototype; the goal is achieved by the fact that when developing powerful steep coal seams, including dividing the floor into sub-floors, excavating coal and sub-floor strips for rebellion using drilling and blasting operations and storing broken coal, breaking the coal in the strip (sub-floor) from the cutting furnace, starting at the bottom the strips from the recess of the compensation slit near the soil of the reservoir, and the ventilation of the working face is carried out through the wells drilled at the borders of the strips, while the well through which the cutting furnace for the worked strip passes, is connected to the strips and with the well that is being drilled for the next adjacent strip.

Проведенные патентные исследования показали, что ни в патентной, ни в научно-технической литературе не известна технология разработки мощных угольных пластов крутого падения, характеризующаяся той же совокупностью существенных признаков, какой представлен способ разработки угольных пластов по изобретению, т. е. заявляемый объект соответствует критерию патентоспособности "новизна". The conducted patent studies showed that neither the patent nor the scientific and technical literature know the technology for the development of powerful steep coal seams, characterized by the same set of essential features as the method for the development of coal seams according to the invention, i.e., the claimed object meets the criterion patentability "novelty."

Сопоставительный анализ предлагаемой технологии отработки мощных крутых пластов угля с известными аналогами показывает, что предлагаемый способ разработки имеет существенные преимущества, обеспечивая хорошее дробление отбитого угля и нормальное проветривание очистного забоя. При этом следует отметить, что преимущества эти достигаются за счет отличительных особенностей технологии, которые явным образом не вытекают из известного уровня техники, т. е. заявляемая в качестве изобретения технология отвечает требованиям патентоспособности "изобретательский уровень". A comparative analysis of the proposed technology for mining powerful steep coal seams with well-known analogues shows that the proposed development method has significant advantages, providing good crushing of the beaten coal and normal ventilation of the working face. It should be noted that these advantages are achieved due to the distinctive features of the technology, which do not explicitly follow from the prior art, that is, the technology claimed as an invention meets the requirements of patentability "inventive step".

На фиг. 1 показана общая схема выемки угля в пределах подэтажа выемочного участка; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез В-В на фиг. 2. In FIG. 1 shows a general diagram of coal mining within a sub-floor of a mining section; in FIG. 2 is a section along AA in FIG. one; in FIG. 3 is a section bb in FIG. 2.

Согласно изобретению, мощный крутой пласт в пределах выемочного поля (участка) подготавливается по обычной схеме, обкаточным (основным) и вентиляционным штреками, пройденными, как правило, по пласту. Этаж в пределах выемочного поля делится на 2-3 подэтажа высотой 20-30 м. Каждый подэтаж, начиная с верхнего, отрабатывается полосами 1 по восстанию шириной 8-12 м с оставлением угольного целика 2 между соседними полосами шириной 2 м. В каждой полосе на ее флангах у почвы пласта проводятся (выбуриваются) две скважины 3 и 4 диаметром 850 мм; при этом скважины 4 каждой предыдущей полосы через 8-10 м по падению пласта соединяются сбойками 5 со скважинами 3 последующей полосы 1. Расстояние между скважинами 4 и 3, пробуренными в смежных полосах, принимается 3 м, а в одной полосе - ширине полосы по простиранию, т. е. 8-12 м. Скважина 4 в каждой полосе расширяется буровзрывным способом до размеров: 2 м по простиранию пласта и 3-3,5 м по мощности пласта. В итоге образуется разрезная печь 6, закрепленная деревянной стоечной крепью 7. According to the invention, a powerful steep layer within the excavation field (section) is prepared according to the usual scheme, break-in (main) and ventilation drifts, usually passed through the formation. The floor within the excavation field is divided into 2-3 sub-floors with a height of 20-30 m. Each sub-floor, starting from the top, is worked out by strips 1 for an uprising of 8-12 m wide, leaving a coal pillar 2 between adjacent strips of 2 m wide. on its flanks two wells 3 and 4 with a diameter of 850 mm are drilled (drilled) at the formation soil; in this case, wells 4 of each previous strip after 8-10 m along the dip of the formation are connected by faults 5 with wells 3 of the subsequent strip 1. The distance between wells 4 and 3 drilled in adjacent strips is 3 m, and in one strip - the strip width along strike , i.e., 8-12 m. Well 4 in each strip is expanded by the blasting method to the dimensions: 2 m along the strike of the formation and 3-3.5 m along the thickness of the formation. As a result, a split furnace 6 is formed, fixed by a wooden rack support 7.

В каждом подэтаже проводятся вентиляционный 8 и конвейерный 9 штреки; на 3-3,5 м выше конвейерного штрека 8 проходит параллельный ему штрек 10. Между штреками 9 и 10 проходятся углеспускные сбойки 11. In each sub-floor, ventilation 8 and conveyor 9 drifts are carried out; 3-3.5 m above the conveyor drift 8 runs parallel to it drift 10. Between the drifts 9 and 10 are coal-run faults 11.

Очистные работы по выемке угля в каждой полосе 1 начинаются с выемки компенсационной щели 12 у почвы пласта, уголь в которой отбивается буровзрывным способом на всю ширину полосы по простиранию пласта и порядка 2 м по мощности пласта. Coal mining operations in each strip 1 begin with excavation of the compensation gap 12 near the formation soil, in which coal is beaten off using the blasting method over the entire width of the strip along the strike of the formation and about 2 m in thickness of the formation.

Высота компенсационной щели 12 по восстанию пласта составляет примерно 1/3 часть подэтажа, т.е. в пределах 10 м. The height of the compensation gap 12 in the uprising of the formation is approximately 1/3 of the sub-floor, i.e. within 10 meters

После выгрузки отбитого угля из компенсационной щели и ее проветривания из разрезной печи 6 бурятся веерообразно шпуры 13 в оставшейся (как правило, большей) пачке угля II у кровли пласта, которая отбивается на компенсационную щель 12, параметры которой (щели) выбираются в зависимости от мощности пласта и коэффициента разрыхления угля (N 1, 3). Часть отбитого угля выбирается. Затем бурятся, заряжаются и взрываются шпуры по всей мощности пласта, в следующей 1/3 подэтажа I, в зоне III; после отрезки угля в отбитой зоне III бурятся и взрываются шпуры в зоне IV. После выгрузки отбитого угля в полосе 1 она заполняется, "садится" путем перепуска обрушенных пород с верхних горизонтов. После этого начинаются очистные работы в следующей полосе 1 в такой же очередности. After unloading the beaten-off coal from the compensation slit and ventilating it from the cutting furnace 6, bore-holes 13 are drilled fan-shaped in the remaining (usually larger) coal pack II at the top of the bed, which is beaten onto the compensation slit 12, the parameters of which (slots) are selected depending on the power formation and coefficient of loosening of coal (N 1, 3). Part of the broken coal is selected. Then bore holes are charged, charged and exploded over the entire thickness of the reservoir, in the next 1/3 of the sub-floor I, in zone III; after pieces of coal in beat zone III, holes are drilled and explode in zone IV. After unloading the beaten coal in strip 1, it is filled, “sits down” by bypassing the collapsed rocks from the upper horizons. After that, the cleaning work begins in the next lane 1 in the same order.

Проветривание очистного забоя в полосе 1 осуществляется следующим образом: свежая струя воздуха, поступающая по скважине 3 в последующей за отрабатываемой полосе, через сбойку 5 поступает в очистной забой 14 и по скважине 3, находящейся в отрабатываемой полосе 1, уходит на вентиляционный штрек 8, Для предупреждения закорачивания вентиляционной струи разрезная печь 6 и скважина 3 на вентиляционном штреке перекрываются плотными "лядами". Для наличия дополнительного запасного выхода из разрезной печи 6 по скважине 3, слитой сбойкой 5 с разрезной печью, навешивается металлический трап 15 от вентиляционного штрека 8 до параллельного штрека 10. Aeration of the working face in strip 1 is carried out as follows: a fresh stream of air entering the well 3 in the subsequent after the worked strip, through the fault 5 enters the working face 14 and through the well 3 located in the working strip 1, goes to the ventilation drift 8, For warnings about shorting the ventilation stream, the split furnace 6 and the well 3 on the ventilation drift are blocked by dense "lyady". In order to have an additional emergency exit from the split furnace 6 through the borehole 3, fused with fault 5 with the split furnace, a metal ladder 15 is hung from the ventilation drift 8 to the parallel drift 10.

Преимущества предлагаемой технологии: четная последовательность операций, обеспечение надежного проветривания очистного забоя, отбойка угля на компенсационное пространство, что приводит к повышению эффективности буровзрывных работ и безопасности ведения горных работ. Advantages of the proposed technology: an even sequence of operations, ensuring reliable ventilation of the working face, coal breaking into the compensation space, which leads to an increase in the efficiency of drilling and blasting operations and the safety of mining operations.

Claims

A method of developing powerful steep coal seams, including dividing the floor into sub-floors, digging the coal in the sub-floors with strips using drilling and blasting and storing the beaten coal, characterized in that the coal is broken in the strip (sub-floor) from a split furnace, starting in the lower part of the strip from the recess of the compensation gap near the soil of the reservoir, and the ventilation of the working face is carried out through the wells drilled at the boundaries of the strips, while the well through which the cutting furnace for the worked strip passes, is connected by failures with a well being drilled for the next adjacent strip.