RU2726752C1 - Способ подземной разработки пологих пластов угля, склонного к самовозгоранию - Google Patents

Способ подземной разработки пологих пластов угля, склонного к самовозгоранию Download PDF

Info

Publication number
RU2726752C1
RU2726752C1 RU2019141713A RU2019141713A RU2726752C1 RU 2726752 C1 RU2726752 C1 RU 2726752C1 RU 2019141713 A RU2019141713 A RU 2019141713A RU 2019141713 A RU2019141713 A RU 2019141713A RU 2726752 C1 RU2726752 C1 RU 2726752C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pillar
coal
mining
pillars
development
Prior art date
Application number
RU2019141713A
Other languages
English (en)
Inventor
Дмитрий Дмитриевич Голубев
Андрей Александрович Сидоренко
Павел Николаевич Дмитриев
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет"
Priority to RU2019141713A priority Critical patent/RU2726752C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2726752C1 publication Critical patent/RU2726752C1/ru

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21CMINING OR QUARRYING
    • E21C41/00Methods of underground or surface mining; Layouts therefor
    • E21C41/16Methods of underground mining; Layouts therefor
    • E21C41/18Methods of underground mining; Layouts therefor for brown or hard coal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Devices Affording Protection Of Roads Or Walls For Sound Insulation (AREA)

Abstract

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке пологих пластов угля, склонного к самовозгоранию. Отработку запасов осуществляют длинными столбами по простиранию. Выемочные столбы отрабатывают последовательно в восходящем порядке. Подготовку выемочных столбов осуществляют параллельными участковыми выработками с оставлением между ними целиков угля. В процессе подготовки выемочного столба в ближней к нижерасположенному столбу выработке с отставанием от проходческого забоя формируют искусственную полосу. Искусственная полоса разделяет выработку на две обособленные части. Часть выработки со стороны нижерасположенного столба используется как участковая выработка при его отработке и погашается за лавой. Вторая часть выработки на время отработки нижерасположенного столба охраняется искусственной полосой и используется как вентиляционный просек при переходе очистных работ на вышерасположенный столб. Наличие заблаговременно сформированных вентиляционного просека и искусственной полосы на нижней границе выемочного столба позволяет отрабатывать целик угля на одной линии с очистным забоем и исключить влияние выработанного пространства ранее отработанного столба на работу очистного забоя. Изобретение решает задачу снижения опасности формирования очагов самовозгорания в выработанном пространстве лав. 2 ил.

Description

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке пологих пластов угля, склонного к самовозгоранию. Изобретение решает задачу снижения опасности формирования очагов самовозгорания в выработанном пространстве лав при отработке пологих пластов угля, склонного к самовозгоранию.
Известен способ подземной разработки пологих и наклонных пластов угля (патент РФ №2178526, опубликован 20.01.2002 г.), заключающийся в отработке пластов длинными столбами и формировании в выработанном пространстве вентиляционного канала для отвода метановоздушной смеси путем установки в участковой выработке за лавой, на границе с выработанным пространством, охранной крепи, сопротивление которой принимается меньше, чем необходимо при сохранении выработки для повторного использования и при ее деформации под влиянием горного давления в зоне активных смещений пород позади очистного забоя, блоки кровли, опирающиеся на целик угля со стороны подлежащего отработке столба, опускаются со стороны выработанного пространства, формируя таким образом вентиляционный канал.
Недостатком данного способа является разрушение краевой части целика угля породами кровли и снижение его несущей способности, что негативно сказывается на поддержании выработки смежного выемочного столба. Приток кислорода к разрыхленным скоплениям угля краевой части целика по вентиляционному каналу, при отработке пластов угля, склонного к самовозгоранию, повышает опасность возникновения эндогенного пожара. Кроме того, в ходе эксплуатации вентиляционного канала, между ним и выработанным пространством может формироваться аэрологическая связь, наличие которой также увеличивает опасность формирования очагов самовозгорания.
Известен способ разработки пластов полезных ископаемых на больших глубинах (патент РФ №2085737, опубликован 27.07.1997 г.), заключающийся в формировании в боках участковых выработок раскосок и их заполнении породой или быстротвердеющими материалами с целью снижения эксплуатационных потерь и интенсивности обрушений кровли на концевых участках лав, прилегающих к выработанному пространству.
Недостатками данного способа являются большой объем работ по креплению и поддержанию участковых выработок, обусловленный их расположением между выработанным пространством и раскосками с закладкой, а также опасность снижения производительности очистного забоя из-за вывалов горных пород и газовыделений, которые могут возникнуть на участках с нарушенной целостностью закладки в раскосках.
Известен способ проведения спаренных выработок (авторское свидетельство СССР №1240897, опубликовано 30.06.1986 г.), заключающийся в проведении участковой выработки широким ходом по мощному пласту у его кровли, формировании вслед за ее подвиганием двух выработок путем возведения между ними поддерживающей оградительной полосы и проведении у почвы пласта двух параллельных выработок с оставлением угольного целика под поддерживающей ограждающей полосой.
Недостатками данного способа являются большой объем проходческих работ, потери угля в целиках, нарушение целостности целика угля вышерасположенной поддерживающей оградительной полосой в процессе эксплуатации выработок, а также приток кислорода к разрыхленным скоплениям угля, что при отработке пластов угля, склонного к самовозгоранию, значительно увеличивает опасность возникновения эндогенного пожара.
Известен способ интенсивной отработки пологих угольных пластов механизированными комплексами без предварительной проходки подготовительных выработок (патент РФ №2444624, опубликован 10.03.2012 г.), заключающийся в отработке пласта двумя короткими лавами по сплошной системе разработки, расположенными друг от друга на расстоянии, равном длине будущей длинной лавы и формировании для нее участковых выработок в выработанном пространстве вслед за короткими лавами путем крепления очистного пространства анкерной крепью в коротких лавах на концевых участках, равных ширине формируемых выработок, установке органной крепи в выработанном пространстве коротких лав за секциями механизированной крепи по границе формируемых выработок, обшивке выработанного пространства по линиям огранной крепи воздухонепроницаемой тканью и закладке этого участка породами обрушившейся кровли, а также в погашении сформированных выработок при последующей отработке длинной лавой обратным ходом.
Недостатками данного способа являются сложные условия поддержания участковых выработок и отсутствие возможности обеспечения высокой нагрузки на очистной забой из-за низкой эффективности возможных к применению схем проветривания выемочных участков и средств дегазации.
Известен способ подземной разработки пологих пластов угля, склонного к самовозгоранию (патент РФ №2441160, опубликован 27.01.2012 г.), принятый за прототип, заключающийся в отработке пластов длинными столбами с отработкой целиков угля на одной линии с очистным забоем и отводе струи воздуха из тупика лавы по возведенному в процессе отработки смежного выемочного столба трубопроводу, а также бурении шпуров в краевой части угольного пласта, расположенной со стороны нетронутого массива от погашаемой подготовительной выработки и нагнетании в них растворов антипирогенов.
Недостатком данного способа является отсутствие изоляции между очистным забоем и выработанным пространством ранее отработанного участка, которое осложняет ведение очистных работ и может выражаться обильными метановыделениями в лаву в процессе обрушения кровли в выработанном пространстве. В то же время отсутствие изоляции неизбежно приводит к утечкам воздуха в выработанное пространство, которые повышают опасность формирования очагов в зонах скоплений разрыхленного угля при отработке пластов угля, склонного к самовозгоранию. Кроме того, в случае нарушения функционирования или целостности вентиляционного трубопровода, отсутствует возможность его ремонта и обслуживания.
Техническим результатом является снижение опасности формирования очагов самовозгорания в выработанном пространстве лав при отработке пологих пластов угля, склонного к самовозгоранию.
Технический результат достигается тем, что в процессе проведения двух параллельных подготовительных выработок для подготовки смежных столбов в выработке, которая будет ближней к нижерасположенному столбу, с отставанием от проходческого забоя формируют искусственную полосу, которая разделяет выработку на две обособленные части, одну из которых, расположенную со стороны отрабатываемого столба, используют в качестве участковой выработки и погашается за лавой, а вторую поддерживают искусственной полосой, анкерной крепью и целиком угля со стороны подлежащего отработке столба, и используют в качестве вентиляционного просека для проветривания тупика лавы, а также в качестве запасного прохода для людей, при отработке целика угля на одной линии с очистным забоем после перехода очистных работ на смежный выемочный столб, на время отработки которого искусственная полоса сохраняет несущую способность, поддерживает необходимый размер сечения вентиляционного просека, а также изолирует очистной забой от выработанного пространства ранее отработанного участка.
Способ подземной разработки пологих пластов угля, склонного к самовозгоранию, поясняется следующими фигурами:
фиг. 1 - схема подготовки и отработки выемочных столбов при использовании заявляемого способа;
фиг. 2 - зоны предельного состояния (разрушения).
1 - конвейерный штрек;
2 - вентиляционный штрек;
3 - целик угля;
4 - вентиляционная сбойка;
5 - искусственная полоса;
6 - вентиляционный просек;
7 - воздухоподающий штрек;
8 - проход;
9 - перемычка между сегментами искусственной полосы;
10 - выработанное пространство.
Способ осуществляется следующим образом. Пласт угля в пределах отрабатываемой части шахтного поля разделяется на столбы, отработка которых ведется в восходящем порядке. Подготовка столбов производится путем проведения параллельных конвейерного штрека 1 (фиг. 1) и вентиляционного штрека 2, между которыми оставляют целик угля 3, в котором проходят вентиляционные сбойки 4. Конвейерный штрек 1 обеспечивает подготовку вышерасположенного выемочного столба, а вентиляционный штрек 2 - нижерасположенного.
В процессе проходки вентиляционного штрека 2 с отставанием от проходческого забоя формируется искусственная полоса 5, которая разделяет его на две обособленные выработки - вентиляционный просек 6, предназначенный для отвода струи воздуха из тупика лавы и прохода людей в аварийных ситуациях при отработке вышерасположенного выемочного столба, и воздухоподающий штрек 7, который при отработке нижерасположенного выемочного столба служит также как транспортный. Искусственная полоса 5 формируется с оставлением проходов 8, предназначенных для обеспечения доступа к вентиляционным сбойкам 4 на время отработки нижерасположенного выемочного столба.
Выемочные столбы последовательно отрабатываются лавами с полным обрушением кровли в выработанном пространстве 10. При отработке выемочных столбов на одной линии с очистным забоем отрабатывается целик угля 3, расположенный на нижней границе участка. Вслед за лавой №1 погашаются все выработки в границах участка.
Вентиляционный просек 6, расположенный на границе отрабатываемого и подлежащего отработке выемочных столбов поддерживается сформированной искусственной полосой 5, анкерной крепью и целиком угля 3. На время отработки вышерасположенного выемочного столба искусственная полоса 5 должна сохранять несущую способность, поддерживать размер сечения вентиляционного просека 6, необходимый для обеспечения безопасного отвода исходящей струи воздуха и прохода людей, а также изолировать очистной забой от выработанного пространства 10 ранее отработанного участка.
Воздух для проветривания очистного забоя отрабатываемого столба, поступающий по конвейерному штреку 1, разделяется на две струи, она из которых проветривает тупиковый участок лавы и отводится по вентиляционному просеку 6 вдоль искусственной полосы 5, а вторая проветривает очистной забой и отводится частями по вышерасположенному воздухоподающему штреку 7, а также выработанному пространству 10 в конвейерный штрек 1 смежного выемочного столба с подсвежающей струей воздуха. После перехода функции отвода части струи воздуха из лавы через выработанное пространство к следующей по ходу движения очистного забоя вентиляционной сбойке, проходы 8 перекрываются перемычками 9, предназначенными для изоляции выработанного пространства отрабатываемого столба.
Способ поясняется следующими примерами. Работоспособность заявленного способа подтверждается результатами численного моделирования. Разработанная модель смежных выемочных участков включает конвейерный штрек 1 (фиг. 2), вентиляционный просек 6 и целик угля 3 между ними, а также выработанные пространства 10 и искусственные полосы 5 на границах выемочных участков. Выработанные пространства 10 моделировались как заполненные обрушенными породами с использованием насыпной плотности пород и пониженных деформационно-прочностных характеристик. Конвейерный штрек 1 и вентиляционный просек 6 моделировались как пустое пространство.
Нагрузка модели производилась весом вышележащих пород. В ходе исследований изучалось влияние опорного давления и изменение напряжений в искусственной полосе 5 на границе с выработанным пространством 10 ранее отработанного участка в зависимости от положения очистного забоя отрабатываемого участка.
Результаты исследований показали, что искусственная полоса способна выдержать возникающие напряжения на разных этапах отработки выемочного участка без нарушения целостности в течение необходимого срока.
Использование заявляемого способа при разработке пластов угля, склонного к самовозгоранию, позволяет при использовании схем проветривания выемочных участков, предусматривающих движение воздуха по части выработанного пространства, снизить опасность формирования очагов самовозгорания в выработанном пространстве, и, как следствие, повысить безопасность ведения горных работ.
Заявляемый способ предназначен для применения при подземной разработке пологих пластов угля, склонного к самовозгоранию. Максимальная эффективность заявляемого способа достигается при отработке пластов угля, мощностью до 2,5 м. В Российской Федерации описанный способ может быть использован при подземной разработке месторождений угля Кузбасса.

Claims (1)

  1. Способ подземной разработки пологих пластов угля, склонного к самовозгоранию, включающий разделение пласта на столбы, их подготовку путем проведения двух параллельных подготовительных выработок с оставлением между ними целика угля, последовательную отработку столбов лавами с полным обрушением пород кровли в выработанном пространстве, отработку целика угля на одной линии с забоем лавы, отличающийся тем, что в процессе проведения двух параллельных подготовительных выработок для подготовки смежных столбов в выработке, которая будет ближней к нижерасположенному столбу, с отставанием от проходческого забоя формируют искусственную полосу, которая разделяет выработку на две обособленные части, одну из которых, расположенную со стороны отрабатываемого столба, используют в качестве участковой выработки и погашают за лавой, а вторую поддерживают искусственной полосой, анкерной крепью и целиком угля со стороны подлежащего отработке столба и используют в качестве вентиляционного просека для проветривания тупика лавы, а также в качестве запасного прохода для людей при отработке целика угля на одной линии с очистным забоем после перехода очистных работ на смежный выемочный столб, на время отработки которого искусственная полоса сохраняет несущую способность, поддерживает необходимый размер сечения вентиляционного просека, а также изолирует очистной забой от выработанного пространства ранее отработанного участка.
RU2019141713A 2019-12-12 2019-12-12 Способ подземной разработки пологих пластов угля, склонного к самовозгоранию RU2726752C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019141713A RU2726752C1 (ru) 2019-12-12 2019-12-12 Способ подземной разработки пологих пластов угля, склонного к самовозгоранию

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019141713A RU2726752C1 (ru) 2019-12-12 2019-12-12 Способ подземной разработки пологих пластов угля, склонного к самовозгоранию

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2726752C1 true RU2726752C1 (ru) 2020-07-15

Family

ID=71616825

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019141713A RU2726752C1 (ru) 2019-12-12 2019-12-12 Способ подземной разработки пологих пластов угля, склонного к самовозгоранию

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2726752C1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1121458A1 (ru) * 1983-04-27 1984-10-30 Южнокузбасское Производственное Объединение По Добыче Угля "Южкузбассуголь" Способ снижени эндогенной пожароопасности выработанного пространства
RU2039261C1 (ru) * 1992-03-20 1995-07-09 Российский Университет Дружбы Народов Способ отработки сближенных пологих пластов
RU2254466C1 (ru) * 2004-04-12 2005-06-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет) Способ подготовки пожароопасных пластов
RU2441160C1 (ru) * 2011-07-13 2012-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" Способ подземной разработки угольных пластов
RU2512049C2 (ru) * 2012-07-16 2014-04-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПКОН РАН) Способ управления газовыделением при отработке склонного к самовозгоранию угольного пласта
CN104481540A (zh) * 2014-10-08 2015-04-01 六盘水师范学院 一种利用高位钻孔注浆控制多种煤矿开采灾害的方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1121458A1 (ru) * 1983-04-27 1984-10-30 Южнокузбасское Производственное Объединение По Добыче Угля "Южкузбассуголь" Способ снижени эндогенной пожароопасности выработанного пространства
RU2039261C1 (ru) * 1992-03-20 1995-07-09 Российский Университет Дружбы Народов Способ отработки сближенных пологих пластов
RU2254466C1 (ru) * 2004-04-12 2005-06-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет) Способ подготовки пожароопасных пластов
RU2441160C1 (ru) * 2011-07-13 2012-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" Способ подземной разработки угольных пластов
RU2512049C2 (ru) * 2012-07-16 2014-04-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПКОН РАН) Способ управления газовыделением при отработке склонного к самовозгоранию угольного пласта
CN104481540A (zh) * 2014-10-08 2015-04-01 六盘水师范学院 一种利用高位钻孔注浆控制多种煤矿开采灾害的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10989051B2 (en) Multi-section non-pillar staggered protected roadway for deep inclined thick coal seam and method for coal pillar filling between sections
AU2015345830B2 (en) Coal mining method with digging, mining and filling parallel operations under control of cover rock cracks and surface subsidence
CN107559008B (zh) 一种联合复采特厚煤层停采线煤柱的方法
CN109236350A (zh) 大倾角特厚煤层火灾治理方法
AU2021106168A4 (en) High-gas Coal Seam Group Pressure Relief Mining Method Based on Gob-side Entry Retaining in the First Mining Whole Rock Pressure Relief Working Face
CN104100271B (zh) 预掘导硐充填人造帮二次复用巷旁支护成巷方法
Li et al. Trial of small gateroad pillar in top coal caving longwall mining of large mining height
CN108266189A (zh) 一种巷顶完全沿空掘巷采空区隔绝方法
CN103899350A (zh) 综放工作面架载顶煤瓦斯抽采系统
CN104790953A (zh) 边角煤短壁连采巷道布置与煤柱留设方法
RU2472936C1 (ru) Способ управления труднообрушающейся кровлей при входе механизированного комплекса в демонтажную камеру
RU2439323C1 (ru) Способ отработки наклонных рудных залежей
CS272752B2 (en) Method of coal seams winning
RU2726752C1 (ru) Способ подземной разработки пологих пластов угля, склонного к самовозгоранию
CN104481571A (zh) 矿井粉煤灰灌浆防灭火方法
CN104265353A (zh) 一种治理坚硬顶板综放面初采期瓦斯超限的方法
CN110552731A (zh) 一种放顶煤回采巷道注浆锚索支护结构及其超前支护方法
CN109882172A (zh) 一种切落直接顶做巷旁支护墙体的沿空留巷方法
CN112459782B (zh) 留小煤柱基于f型综采工作面的煤矿冲击地压治理方法
RU2743162C1 (ru) Способ формирования демонтажной камеры при разработке пологих угольных пластов
RU2143074C1 (ru) Способ разработки мощного наклонного удароопасного пласта
RU2563003C1 (ru) Способ разработки мощных пологих угольных пластов
CN112593938A (zh) 一种基于智能开采的大断面巷道预筑墙体无煤柱开采方法
RU2391507C2 (ru) Бесцеликовый способ выработки угольных пластов
Korski Temporary mechanized gate roof support in the YapiTec mine