RU2326244C1

RU2326244C1 - Thick flat-seam coal mining method by irregular areas with limited resource and weak roof of seam

Info

Publication number: RU2326244C1
Application number: RU2006136743/03A
Authority: RU
Inventors: Степан Илларионович Калинин (RU); Степан Илларионович Калинин; Валерий Александрович Федорин (RU); Валерий Александрович Федорин; В чеслав Яковлевич Шахматов (RU); Вячеслав Яковлевич Шахматов; Борис Алексеевич Анферов (RU); Борис Алексеевич Анферов; Валерий Иванович Пензин (RU); Валерий Иванович Пензин
Original assignee: Институт угля и углехимии Сибирского отделения Российской Академии Наук (ИУУ СО РАН)
Priority date: 2006-10-16
Filing date: 2006-10-16
Publication date: 2008-06-10

Abstract

FIELD: coal industry.

SUBSTANCE: thick flat-seam coal mining method by irregular areas with limited resource and weak roofing is based on chamber-and-pillar mining system and includes the preparation of the mine section in the seam roof layer by transport working 1 and ventilation working 2 and successive forming extraction chambers 5, 8 from the transport working to the ventilation working in descending sequence. The roof and skirts of the extraction chambers are fixed with steel-polymeric roof-bolting 7. Coal extraction is performed by the combined frontal cutter-loader 4 in the inter-chamber ledges 9, cuts 12 headed at the angle of 120...135 degrees to the axis of the extraction chamber 8 towards the ventilation working 2. The cut roof is fixed with the roof bolting 7. Transporting of the broken-down coal to the transporting working is performed by a self-propelling car 6. Ledges 14 will remain between cuts 12 and 13. After extraction of several cuts at the seam roof layer, the extraction chamber 8 is deepened to the seam soil with the same cutter-loader 4, and the marginal cut 16 gets removed under the respective cut 12 at the seam roof layer, i.e. under the roof bolting. The width of the seam soil layer cut 16 is narrower than that of the seam roof layer, thus forming safety berms at both sides of the cut. After extracting the cut 16 in the seam soil layer, the loader-cutter 4 is returned to the chamber soil at the seam roof layer to extract a few more cuts 18, 19 at this layer. Then, the chamber 8 is deepened again to the seam soil, and several cuts 21, 22 are removed at the seam soil layer, etc. The angle of gradient of the extraction chamber axis and the cuts to the horizon should not exceed the permissible angle for the applicable mechanic means for second working; the cut length should not exceed the length of the cutter-loader,.

EFFECT: increase in mining efficiency.

2 cl, 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к горному делу, в частности к способам разработки мощных пологих угольных пластов, и может быть использовано при разработке других пластовых полезных ископаемых.The present invention relates to mining, in particular to methods for developing powerful flat coal seams, and can be used in the development of other reservoir minerals.

Известен слоевой способ выемки мощных пологих угольных пластов с гибким перекрытием, включающий подготовку выемочных полей в каждом слое путем проведения вентиляционных и транспортных выработок и их соединения вентиляционными и конвейерными печами. Верхний монтажный слой вынимают с настилкой на почве слоя гибкого разделяющего перекрытия. Нижний слой вынимают под защитой гибкого перекрытия забоем с отставанием во времени не менее 3 месяцев от верхнего слоя с тем, чтобы до начала работ в забое нижнего слоя произошла посадка основной кровли. Разработка каждого слоя ведется по системе разработки «Длинные столбы по простиранию» с применением очистных механизированных комплексов [1].A known layered method of excavating powerful flat coal seams with flexible overlapping, including the preparation of excavation fields in each layer by conducting ventilation and transport workings and connecting them with ventilation and conveyor furnaces. The upper mounting layer is removed with the flooring on the soil layer of a flexible separating overlap. The bottom layer is removed under the protection of flexible overlapping by the face with a time lag of at least 3 months from the top layer so that before the start of work in the bottom of the bottom layer, the main roof is planted. The development of each layer is carried out according to the development system “Long posts along strike” with the use of treatment mechanized complexes [1].

Недостаток способа состоит в том, что при разработке нарушенных пластов с непереходимыми геологическими нарушениями размеры выемочных полей сокращаются. Затраты на монтажно-демонтажные работы возрастают, разработка такого пласта становится не эффективной.The disadvantage of this method is that when developing disturbed formations with intolerable geological disturbances, the dimensions of the excavation fields are reduced. Installation and dismantling costs are increasing, the development of such a layer becomes ineffective.

Наиболее близким аналогом, принятым в качестве прототипа, является способ отработки пологого угольного пласта средствами механизации по камерно-столбовой системе разработки, включающий подготовку выемочного поля проведением вентиляционного и транспортного штреков, поочередное проведение выемочных камер и погашение междукамерных целиков заходками, шириной, зависящей от устойчивости кровли, выемку угля комбайном фронтального действия и транспортировку отбитого угля до транспортного штрека самоходным вагоном. Область применения способа - запасы на участках неправильной формы и ограниченных размеров, содержащих угольные пласты с углом залегания до 15 градусов [2].The closest analogue adopted as a prototype is a method of mining a flat coal seam by mechanization using a chamber-pillar development system, which includes preparing a excavation field by conducting ventilation and transport drifts, sequentially conducting excavation chambers and paying off inter-chamber pillars by sunset, the width depending on the roof stability , mining coal with a front-end harvester and transporting the beaten-off coal to a transport drift by a self-propelled wagon. The scope of the method is reserves in areas of irregular shape and limited size containing coal seams with an angle of up to 15 degrees [2].

Недостатками способа являются:The disadvantages of the method are:

- ограниченная область применения, обусловленная пластами, в основном, средней мощности и нижней границы диапазона мощных пластов;- limited scope due to formations, mainly of medium power and the lower boundary of the range of powerful formations;

- проветривание заходок осуществляется вентиляторами местного проветривания, что снижает возможную нагрузку на забой;- venting is carried out by local ventilation fans, which reduces the possible load on the face;

- повышенная опасность ведения очистных работ в заходках из-за отсутствия крепления кровли в них.- increased risk of cleaning work in the bays due to the lack of roof fastening in them.

Перечисленные недостатки снижают эффективность разработки пологих пластов на участках неправильной формы.These shortcomings reduce the effectiveness of the development of shallow formations in areas of irregular shape.

Целью изобретения является повышение эффективности разработки пологих угольных пластов на участках ограниченных размеров за счет расширения области применения способа при разработке мощных пластов наклонными слоями.The aim of the invention is to increase the efficiency of the development of shallow coal seams in areas of limited size by expanding the scope of the method when developing powerful seams with inclined layers.

Поставленная цель достигается тем, что в способе разработки мощного пологого угольного пласта участками неправильной формы с ограниченными запасами и ослабленной кровлей, включающем подготовку выемочного поля проведением транспортной и вентиляционной выработок, поочередное проведение выемочных камер от транспортной до вентиляционной выработки, погашение междукамерных целиков заходками, выемку угля комбайном фронтального действия и транспортировку отбитого угля до транспортного штрека самоходным вагоном, подготовку выемочного поля осуществляют в слое у кровли пласта с креплением кровли и бортов камер анкерной сталеполимерной крепью, выемку камер осуществляют в нисходящем порядке, погашение междукамерных целиков осуществляют в обратном порядке заходками длиной, равной длине комбайна, ориентированной под углом 120...135 градусов к оси камеры, кровлю в заходках крепят анкерной крепью, после отработки нескольких заходок тем же комбайном осуществляют углубку выемочной камеры до почвы пласта наклонным съездом и выемку заходки под закрепленной кровлей соответствующей заходки слоя у кровли пласта, причем угол наклона оси выемочных камер и заходок принимают не более допустимого для применяемых средств механизации, а ширину заходки в слое у почвы пласта принимают уже соответствующей заходки в слое у кровли пласта и оставляют предохранительные бермы по обеим сторонам заходки.This goal is achieved by the fact that in the method of developing a powerful flat coal seam with irregular sections with limited reserves and a weakened roof, including the preparation of a excavation field by carrying out transport and ventilation openings, sequentially conducting excavation chambers from the transport to the ventilation mine, repayment of inter-chamber pillars by openings, coal mining front-end harvester and transportation of the beaten-off coal to a transport drift by a self-propelled wagon; They are carried out in a layer at the top of the formation with the roof and sides of the chambers fastened with steel-polymer anchor support, the chambers are excavated in a descending order, the inter-chamber pillars are redeemed in the reverse order by lengths equal to the length of the combine, oriented at an angle of 120 ... 135 degrees to the camera axis , the roof in the fittings is fastened with anchor support, after practicing several fittings with the same combine, the recess of the excavation chamber is made to the formation soil with an inclined exit and the notch under the fixed roof is secured layer penetrations at the top of the formation, with the inclination of the axis of the extraction chambers and penetrations taking no more than permissible for the used mechanization means, and the width of the penetration in the layer near the formation soil is taken already corresponding to the penetration in the layer near the formation roof and safety berms are left on both sides of the entry.

Сущность технического решения поясняется схемами. На фиг.1 показана схема подготовки выемочного поля неправильной формы; на фиг.2 - порядок отработки заходок в междукамерном целике и углубки выемочной камеры.The essence of the technical solution is illustrated by diagrams. Figure 1 shows a diagram of the preparation of the excavation field of irregular shape; figure 2 - the procedure for working out the entries in the inter-chamber pillar and the recesses of the extraction chamber.

Способ может быть реализован следующим образом. Выемочное поле участка неправильной формы подготавливают проведением в слое у кровли пласта транспортной 1 и вентиляционной 2 выработок, причем это могут быть штреки, уклоны, печи и т.д. В транспортной выработке 1 монтируют конвейер 3 (ленточный или скребковый). Комбайном фронтального действия 4 от транспортной 1 до вентиляционной 2 выработки вынимают камеру 5, ось которой наклонена к линии горизонта на угол не более допустимого для применяемых средств механизации. При этом угол наклона оси камеры 5 обеспечивает отведение шахтных вод в сторону выработки 1, а транспорт отбитого угля в камере до транспортной выработки 1 осуществляют самоходным вагоном 6. Кровлю и борта камеры поддерживают сталеполимерной анкерной крепью 7.The method can be implemented as follows. The excavation field of an irregularly shaped area is prepared by carrying out workings in the layer at the roof of the formation layer 1 and ventilation 2, and these can be drifts, slopes, furnaces, etc. In the transport excavation 1, a conveyor 3 is mounted (belt or scraper). With a front-end harvester 4 from transport 1 to ventilation 2 of the excavation, take out the chamber 5, the axis of which is inclined to the horizon at an angle no more than acceptable for the used means of mechanization. In this case, the angle of inclination of the axis of the chamber 5 provides for the discharge of mine water towards the mine 1, and the transport of broken coal in the chamber to the mine 1 is carried out by a self-propelled wagon 6. The roof and sides of the chamber are supported by a steel-polymer anchor support 7.

Вслед за камерой 5 ниже по падению пласта в том же порядке вынимают камеру 8. При этом между камерами 5 и 8 оставляют междукамерный целик 9. Затем приступают к выемке следующей камеры 10 ниже по падению пласта с оставлением междукамерного целика 11 и к выемке междукамерного целика 9 заходками. Причем порядок выемки заходок - от вентиляционной к транспортной выработке.Following the chamber 5, lower the formation dip in the same order, take out the chamber 8. At the same time, the inter-chamber pillar 9 is left between the chambers 5 and 8. Then proceed to the excavation of the next chamber 10 below the formation dip, leaving the inter-chamber pillar 11 and the notch of the inter-chamber pillar 9 calls. Moreover, the procedure for excavation of entries - from ventilation to transport development.

Комбайном 4 из камеры 8 в сторону камеры 5 и вентиляционной выработки 2 под углом 120...135 градусов к оси камеры 8 вынимают заходку 12, прорезая междукамерный целик 9. При этом проветривание заходки осуществляется частично за счет общешахтной депрессии и частично за счет пылеотсасывающей установки комбайна 4. В кровле заходки 12 возводят анкерную крепь. Затем комбайн 4 отгоняют по камере 8 в сторону выработки 1 и аналогичным образом вынимают заходку 13, оставляя между заходками 12 и 13 подзавальный целик 14.Combine 4 from the chamber 8 towards the chamber 5 and the ventilation outlet 2 at an angle of 120 ... 135 degrees to the axis of the chamber 8, take out the entry 12, cutting through the interchamber pillar 9. At the same time, the ventilation of the entry is carried out partly due to the mine depression and partly due to the dust extraction unit combine 4. In the roof of the sunset 12 erect anchor support. Then, the harvester 4 is driven off along the chamber 8 towards the side of the excavation 1, and in the same way, the entry 13 is taken out, leaving the underspring 14 between the entries 12 and 13.

После выемки заходки 13 комбайн 4 опять отгоняют назад по камере 8 и начинают углублять камеру 8. Для этого комбайн 4 зарубают в почву камеры 8 и осуществляют выемку угля, образуя наклонный съезд 15. После этого приступают к выемке угля в слое у почвы пласта в заходке 16, располагая ее под заходкой 12, таким образом - под кровлей, закрепленной анкерной крепью еще в заходке 12. При этом по ширине заходку 16 вынимают уже, чем заходку 12, образуя тем самым предохранительные бермы 17 по обеим сторонам заходки 16.After the excavation of excavation 13, the combine 4 is again driven back along the chamber 8 and begin to deepen the chamber 8. For this, the combine 4 is cut into the soil of the chamber 8 and the coal is excavated, forming an inclined ramp 15. After this, the coal is mined in the layer near the formation soil in the sunset 16, placing it under the entry 12, thus under the roof, secured with anchor support in the entry 12. At the same time, the extension 16 is taken out narrower than the entry 12, thereby forming safety burs 17 on both sides of the entry 16.

После выемки заходки 16 комбайн 4 перегоняют на почву слоя у кровли пласта и приступают к выемке заходки 18, а затем и 19 в том же порядке. Далее комбайном 4 опять углубляют камеру 8 съездом 20 и вынимают заходки 21 и 22 подобно тому, как это описано выше.After excavation of sunset 16, combine 4 is distilled to the soil layer near the top of the formation and proceed to excavation of sunset 18, and then 19 in the same order. Next, the harvester 4 again deepen the chamber 8 by the exit 20 and take out the entries 21 and 22, similar to the way described above.

По мере выемки междукамерного целика 9 осуществляют проведение камеры 10 и таким образом подготавливают к выемке междукамерный целик 11 и т.д.As the inter-chamber pillar 9 is removed, the chamber 10 is held and thus the inter-chamber pillar 11, etc., is prepared for the recess.

Чтобы длина заходки была примерно равна длине используемого комбайна (именно в этом случае проветривание заходки можно обеспечить частично за счет общешахтной депрессии и частично за счет пылеотсасывающей установки комбайна), ширину междукамерного целика принимают из расчета: H=l_К·sin(180-α), где H - ширина междукамерного целика, м; l_К- длина комбайна, м; α=120...135 - угол между осями камеры и заходки в плане, градус.So that the length of the insertion is approximately equal to the length of the combine used (in this case, the ventilation of the input can be achieved partially due to the mine shaft depression and partially due to the dust extraction system of the combine), the width of the interchamber pillar is taken from the calculation: H = l _K · sin (180-α) where H is the width of the interchamber pillar, m; l _K is the length of the combine, m; α = 120 ... 135 - the angle between the axes of the camera and the sunset in the plan, degrees.

Таким образом, выемка заходок длиной, примерно равной длине комбайна, позволяет проветривать их частично за счет общешахтной депрессии и частично за счет использования пылеотсасывающей установки комбайна, создающей разрежение в зоне очистного забоя; за счет крепления кровли в заходках у кровли пласта появилась возможность вынимать уголь в соответствующих заходках в слое у почвы пласта, но уже без выполнения операций по креплению; за счет оставления предохранительных берм в заходках у почвы пласта повышается устойчивость бортов заходки; за счет организации послойной выемки область применения способа расширилась на запасы, сосредоточенные в мощных пологих пластах. Все это свидетельствует о повышении эффективности разработки пологих угольных пластов, а это и есть цель изобретения.Thus, the excavation of the entries with a length approximately equal to the length of the combine allows them to be ventilated partly due to the mine depression and partly through the use of a dust extraction unit of the combine, creating a vacuum in the zone of the working face; due to the fastening of the roof in the openings near the top of the formation, it became possible to remove coal in the corresponding openings in the layer near the soil of the formation, but already without performing fastening operations; due to the abandonment of safety berms in the penetrations near the soil of the reservoir, the stability of the edges of the entry increases; due to the organization of layer-by-layer excavation, the field of application of the method has expanded to reserves concentrated in powerful shallow formations. All this indicates an increase in the efficiency of the development of flat coal seams, and this is the purpose of the invention.

Источники информацииInformation sources

1. А.с. СССР № 1697479 (аналог).1. A.S. USSR No. 1697479 (analogue).

2. Технология отработки пологих и наклонных угольных пластов по камерно-столбовой системе в сложных горно-геологических условиях: учебное пособие / А.В.Ремезов, П.В.Егоров, С.И.Калинин и др. - Кемерово: Кузбассвузиздат, 2005, с.18-19, рис.5 (прототип).2. The technology of mining flat and inclined coal seams using a chamber-pillar system in difficult mining and geological conditions: a training manual / A.V. Remezov, P.V. Egorov, S.I. Kalinin et al. - Kemerovo: Kuzbassvuzizdat, 2005 , p. 18-19, Fig. 5 (prototype).

Claims

1. A method of developing a powerful flat coal seam with irregular sections with limited reserves and a weakened roof, including preparing a excavation field by carrying out transport and ventilation openings, sequentially carrying out excavation chambers from the transport to the ventilation mine, paying off inter-chamber pillars with openings, front-end coal mining and transportation beaten coal to transport drift by a self-propelled wagon, characterized in that the preparation of the extraction field is carried out in the layer at the top of the formation with the roof and sides of the chambers fastened with an anchor steel-polymer lining, the chambers are recessed in descending order, the inter-chamber pillars are redeemed in the reverse order by lengths equal to the length of the combine, oriented at an angle of 120 ÷ 135 ° to the camera axis, the roof is fixed in the joints with anchor support, after practicing several approaches with the same combine, they deepen the extraction chamber to the formation soil with an inclined ramp and excavate the entrance under the fixed roof of the corresponding layer entry at the roof of the place and wherein the angle of inclination of the axis of the excavation chamber and zahodok take not more permissible used for mechanization and width stope in a layer near the soil formation already take appropriate stope in a layer in overlying stratum and left safety berm on both sides stope.

2. The method according to claim 1, characterized in that the width of the interchamber pillar is taken equal

H = l _K · sin (180-α),

where H is the width of the interchamber pillar, m;

l _K is the length of the combine, m;

α = 120 ÷ 135 - the angle between the axes of the camera and set in the plan, degrees.