RU2733255C1 - Способ шахтной разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и другого вида работы горной разработки (X) - Google Patents
Способ шахтной разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и другого вида работы горной разработки (X) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2733255C1 RU2733255C1 RU2020112905A RU2020112905A RU2733255C1 RU 2733255 C1 RU2733255 C1 RU 2733255C1 RU 2020112905 A RU2020112905 A RU 2020112905A RU 2020112905 A RU2020112905 A RU 2020112905A RU 2733255 C1 RU2733255 C1 RU 2733255C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- development
- mining
- filling
- separation
- coal
- Prior art date
Links
- 238000011161 development Methods 0.000 title claims abstract description 110
- 238000005065 mining Methods 0.000 title claims abstract description 108
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 87
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 86
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 81
- 238000011049 filling Methods 0.000 title claims abstract description 77
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 106
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000010878 waste rock Substances 0.000 claims description 31
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 8
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 7
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 6
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 claims description 5
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 5
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000020985 whole grains Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000011440 grout Substances 0.000 claims 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000012407 engineering method Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21C—MINING OR QUARRYING
- E21C41/00—Methods of underground or surface mining; Layouts therefor
- E21C41/16—Methods of underground mining; Layouts therefor
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21C—MINING OR QUARRYING
- E21C41/00—Methods of underground or surface mining; Layouts therefor
- E21C41/16—Methods of underground mining; Layouts therefor
- E21C41/18—Methods of underground mining; Layouts therefor for brown or hard coal
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F15/00—Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
Изобретение раскрывает способ шахтной разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и другого вида работы горной разработки (X), который включает в себя четыре способа проведения горных работ, а именно: способ шахтной разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и сооружения удерживающей конструкции; способ шахтной разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и обогащения руды; способ шахтной разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и выемки руды; и способ шахтной разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и контроля. Выбор способа проведение горных работ "шахтной разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и другого вида работы горной разработки (X)" определяется исходя из фактических технических нужд. В первую очередь, определяются системы "шахтной разработки месторождений, разделения пород и закладки выработанного пространства" в соответствии с такими факторами, как геологические и гидрологические условия шахты, конструкция системы шахты, требования в отношении характеристик "шахтной разработки месторождений, разделения пород и закладки выработанного пространства" шахты и места разработки угольных ресурсов, после этого определяется другая система добычи (Х) в зависимости от фактических технических нужд шахты и техническими проблемами, а также формируется способ горных работ "шахтной разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и другого вида работы горной разработки (X)". Скорость заполнения выработанного пространства рассчитывается с учетом фактических технических нужд шахты, для решения технических проблем в области разработки месторождений, а также для достижения цели экологически чистой, рациональной и безопасной разработки угольных ресурсов. В отличие от первоначального способа проведения горных работ "шахтной разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и другого вида работы горной разработки (X)" настоящий способ является более систематическим и комплексным и будет полезен для технического развития и применения. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0001] Настоящее изобретение относится к способу проектирования разработки угольного пласта, в частности к способу шахтной разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и другого вида работы горной разработки (X), а также относится к технической области разработки угольной шахты.
ОПИСАНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ
[0002] При традиционном способе добычи угля с обрушением кровли, обрушение кровли происходит после разработки пласта, что приводит к экологическим проблемам, связанными с оседанием поверхности, отделению пустой породы и тому подобному. Таким образом, постепенно разрабатывается комплексная механизированная технология добычи угля с закладкой породы. Вместе с тем комплексная механизированная технология добычи угля с закладкой породы по-прежнему предусматривает осуществление подъема подземного сырого угля с примесью пустой породы на поверхность земли, а после промывки и отделения уголь подается на рабочую поверхность при помощи устройства дозированной подачи для закладки выработанного пространства, вследствие чего вспомогательные подъемные установки и наземные установки для обогащения угля путем обмывки имеют большую нагрузку и более высокие расходы. Способ комплексного производства разработки месторождений, разделения пород и закладки выработанного пространства разработан на основе вышеприведенного порядка работ, при этом этот способ объединяет подземную разработку угольного пласта, разделение пород и закладку выработанного пространства, тем самым обеспечивая высокий уровень взаимодействия с точки зрения компоновки плана подготовительных выработок шахты, компоновки системы добычи, согласования возможностей оборудования, предназначенного для разработки месторождений, разделения пород и закладки выработанного пространства и тому подобного.
[0003] Учитывая постоянное применение системы "разработки месторождений, разделения пород и закладки выработанного пространства" при проведении горных работ в шахте, функции системы "разработки месторождений, разделения пород и закладки выработанного пространства" постоянно совершенствуются и развиваются, начиная с первоначальной функции обогащения пустой породы до водоохранной функции во время проведения разработки месторождений, функции удержания со стороны выработанного пространства и функции добычи угля "под тремя видами объектов" (под железными дорогами, зданиями и водоемами). Все больше примеров из практики инженерно-технических работ доказывают, что система "разработки месторождений, разделения пород и закладки выработанного пространства" может применяться в шахтах с разными геологическими условиями для решения различных технических проблем при разработке угольных ресурсов. Однако в настоящее время способы шахтной разработки месторождений, основанные на системе "разработки месторождений, разделения пород и закладки выработанного пространства" с учетом определенных технических нужд шахт применяются в основном в отношении определенной рабочей поверхности определенной шахты, а также не разработаны систематические и комплексные способы разработки месторождений. Более того, большинство систем "разработки месторождений, разделения пород и закладки выработанного пространства" являются реформированными системами, которые затрудняют формирование надлежащего соответствия и связи с первоначальной производственной системой шахты, а также неблагоприятны в отношении технического применения и продвижения. Таким образом, исследование способа разработки месторождений, которое берет за основу систему "разработки месторождений, разделения пород и закладки выработанного пространства" шахты, привносит более подходящие системы в зависимости от фактических технических нужд шахты и показывает, что высокая степень интеграции всех систем имеет большое значение для локального технического продвижения и применения системы "разработки месторождений, разделения пород и закладки выработанного пространства".
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] В целях устранения различных дефектов, существующих в предшествующем уровне техники, настоящее изобретение предлагает способ разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и другого вида работы горной разработки (X). Способ разработки месторождений, подходящий для любого состояния шахты, был выбран на систематической основе. Скорость заполнения выработанного пространства контролируется в соответствии с фактическими техническими нуждами шахты, для решения технических проблем в области разработки месторождений, а также для достижения цели экологически чистой, рациональной и безопасной разработки угольных ресурсов.
[0005] Для решения вышеупомянутых проблем, настоящее изобретение предлагает способ шахтной разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и другого вида работы горной разработки (X). "Разработка месторождений" представляет собой небольшую систему мелкой разработки пустой породы, "разделение пород" является системой отделения пустой породы угольного пласта, "закладка выработанного пространства" же представлена системой закладки выработанного пространства, а "другой вид работы горной разработки (X)" является системой комплексного синергического производства разработки месторождений, разделения пород и закладки выработанного пространства. Способ шахтной разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и другого вида работы горной разработки (X) включает в себя следующие этапы:
[0006] этап 1: выбор системы мелкой разработки пустой породы в зависимости от геологических и гидрологических условий шахты, планировки шахтной системы и места разработки угольного ресурса; выбор системы отделения пустой породы угольного пласта в зависимости от эффекта отделения пустой породы угольного пласта, заполнения подземного пространства и коэффициента производительности системы разделения; выбор системы локальной закладки выработанного пространства в зависимости от характеристик материала закладки, способа транспортировки материала и коэффициента производительности системы закладки выработанного пространства; и формирование системы "разработки, разделения и закладки", подходящей для фактической производительности добычи;
[0007] этап 2: определение другой системы добычи (Х) в зависимости от фактических технических нужд шахты и формирование способа горных работ "шахтная разработка месторождений, разделение пород, закладка выработанного пространства и другой вид работы горной разработки (X)";
[0008] этап 3: расчет скорости заполнения выработанного пространства производится с учетом фактических технических нужд шахты; а также
[0009] этап 4: определение фактического значения скорости заполнения выработанного пространства при помощи оборудования постоянного контроля в процессе разработки месторождений, проведение сравнения с объектом технического контроля, а также обеспечение соответствия измеренного значения скорости заполнения с требованиями технического контроля путем корректировки технологии и способа управления, что позволяет решить техническую задачу.
[001] Кроме того, система мелкой разработки пустой породы угольного пласта включает в себя систему мелкой разработки пустой породы поверхности тоннельной выработки, систему мелкой разработки пустой породы защитного слоя, систему мелкой разработки пустой породы группы угольных пластов и систему мелкой разработки пустой породы пласта, который состоит из угля низкого качества;
[002] подземная система отделения пустой породы угольного пласта включает в себя систему отделения выборочно измельченной пустой породы угольного пласта, систему отделения пустой породы угольного пласта небольшими щелями в тяжёлой среде, систему отделения пустой породы угольного пласта при помощи отсадочной машины с подвижным решетом и систему отделения цельнозерновой водосодержащей пустой породы угольного пласта;
[003] система локальной закладки выработанного пространства включает в себя систему закладки пустой породы, систему закладки пастообразной массы, систему закладки цементного раствора и систему закладки материала с высоким содержанием воды; а также
[004] система добычи (X) включает в себя систему удержания без предохраняющего угольного целика со стороны выработанного пространства, синергетическую систему добычи путем закладки выработанного пространства и обрушения, систему пространственного извлечения газа и систему обратной связи контроля закладки выработанного пространства.
[005] Помимо этого, конкретный способ определения другой системы добычи (Х) на этапе 2 включает в себя следующие этапы:
[006] а. в случае, если инженерно-технические работы разработки месторождений направлены на увеличение скорости выемки пород, то в качестве другой работы добычи (X) применяется система удержания без предохраняющего угольного целика со стороны выработанного пространства и формируется способ проведения работ в формате "разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и сооружения удерживающей конструкции";
[007] b. в случае, если инженерно-технические работы разработки месторождений направлены на обогащение пустой породы, то в качестве другой работы добычи (X) применяется синергетическая система добычи путем закладки выработанного пространства и обрушения и формируется способ проведения работ в формате "разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и обогащения руды";
[008] c. в случае, если инженерно-технические работы разработки месторождений направлены на одновременную добычу угля и газа, то в качестве другой работы добычи (X) применяется система пространственного извлечения газа и формируется способ проведения работ в формате "разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и выемки руды"; а также
[009] d. в случае, если инженерно-технические работы разработки месторождений направлены на водоохранные действия для проведения экологически чистой добычи угля под водоносным пластом, на проведение безопасной разработки группы угольных пластов под устойчивой к разрушениям кровлей, а также на разработку ресурсов глубинного угля без проведения его разрушений "под тремя видами объектов" (под железными дорогами, зданиями и водоемами), то в качестве другой работы добычи (X) применяется система обратной связи контроля закладки выработанного пространства и формируется способ проведения работ в формате "разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и контроля".
[0010] Кроме того, конкретный способ расчета степени заполнения выработанного пространства на этапе 3 включает в себя следующие этапы:
[0011] а. в случае, если способом проведения горных работ является способ "разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и сооружения удерживающей конструкции", то контролируется стабильность рудного тела заполняемого штрека путем регулирования скорости заполнения выработанного пространства для перемещения поддерживающей кровли угольного целика с целью вытеснения угольных ресурсов, тем самым увеличивая скорость добычи угольных ресурсов и осуществляя разработку множества угольных ресурсов;
[0012] b. в случае, если способом проведения горных работ является способ "разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и обогащения руды", то контролируется производительность обогащения пустой породы путем регулирования скорости заполнения выработанного пространства, тем самым реализуя безотходную разработку угольных ресурсов;
[0013] с. в случае, если способом проведения горных работ является способ "разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и выемки руды", то изменяется проницаемость угольного пласта путем регулирования скорости заполнения выработанного пространства для проведения одновременной экологически чистой добычи угля и газа, тем самым обеспечивая одновременную разработку соответствующих угольных ресурсов; а также
[0014] d. в случае, если способом проведения горных работ является способ "разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и контроля", то контролируется высота водоносного горизонта шахты, разрабатываемой при осуществлении водоохранных действий, критическое расстояние обрушения устойчивой к разрушениям кровли угольного пласта с таким типом кровли, а также высота разработки критического уровня угольной шахты, расположенной "под тремя видами объектов" (под железными дорогами, зданиями и водоемами) путем регулирования скорости заполнения выработанного пространства, тем самым обеспечивая экологически чистую добычу угля под водоносным пластом путем осуществления водоохранных действий, безопасную разработку группы угольных пластов под устойчивой к разрушениям кровлей и разработку ресурсов глубинного угля без проведения его разрушений "под тремя видами объектов" (под железными дорогами, зданиями и водоемами).
[0015] В настоящем изобретении системы "разработки месторождений, разделения пород и закладки выработанного пространства" определяются в соответствии с такими факторами, как геологические и гидрологические условия шахты, конструкция системы шахты, требования в отношении характеристик "шахтной разработки месторождений, разделения пород и закладки выработанного пространства" шахты и места разработки угольных ресурсов, после этого определяется другая система добычи (Х) в зависимости от фактических технических нужд шахты и техническими проблемами, а также формируется способ горных работ "шахтной разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и другого вида работы горной разработки (X)". Комплексная система включает в себя 256 способов разработки месторождений. Скорость заполнения выработанного пространства регулируется в соответствии с различными способами для соответствия фактическим техническим нуждам шахты, для решения технических проблем в области разработки месторождений, а также для достижения цели экологически чистой, рациональной и безопасной разработки угольных ресурсов. В отличие от первоначального способа проведения горных работ "шахтной разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и другого вида работы горной разработки (X)" настоящий способ, раскрываемый настоящим изобретением, является более систематическим и комплексным и будет полезен для технического развития и применения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СХЕМ
[0016] ФИГ. 1 представляет собой технологическую схему способа настоящего изобретения;
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0017] Настоящее изобретение более подробно описывается ниже со ссылкой на схемы и конкретные варианты его осуществления.
Вариант осуществления 1.
[0018] Начиная со строительства шахты на территории провинции Шаньдунь, всегда применялся открытый способ добычи угля, после которого оставалось большое количество защитных угольных целиков и образовывалась застойная зона угля, в результате чего происходило снижение скорости извлечения ресурсов; кроме того, существующие угольные пласты содержали примесь пустой породы; в тоже время на поверхности шахты откладывалось большое количество эоловых отложений, при этом после проведения испытаний была отмечена хорошая способность цементирования и транспортировки. Для увеличения скорости извлечения угольных ресурсов шахты, требуется уменьшить содержание пустой породы и провести ее обогащение на рабочей поверхности, а также рассмотреть вопрос соответствия взаимосвязи между системами добычи, следуя принципу "меньший объем выемки отделенной породы и меньшее пространство, занимаемое системой разделения пород", система комплекса соответствующих работ разработки месторождений, разделения пород и закладки выработанного пространства выбирается в зависимости от фактических технических нужд шахты для реализации цели добычи.
[0019] Как показано на ФИГ. 1, способ шахтной разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и другого вида работы горной разработки (X) включает в себя следующие этапы:
[0020] этап 1: систему "разработки месторождений, разделения пород и закладки выработанного пространства", включающую в себя систему мелкой разработки пустой породы пласта, который состоит из угля низкого качества, систему отделения пустой породы угольного пласта небольшими щелями в тяжёлой среде, и систему цементирования и закладки, а также подходящую для фактических производственных нужд шахты, которая была выбрана в соответствии с вышеуказанными факторами;
[0021] этап 2: после того как поставлена цель инженерно-технических работ разработки месторождений, направленная на увеличение скорости выемки пород, в качестве другой работы добычи (X) применяется система удержания без предохраняющего угольного целика со стороны выработанного пространства, а также формируется способ проведения работ в формате "разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и сооружения удерживающей конструкции"
[0022] а. контроль стабильности рудного тела заполняемого штрека путем регулирования скорости заполнения выработанного пространства для перемещения поддерживающей кровли угольного целика с целью вытеснения угольных ресурсов, тем самым увеличивая скорость добычи угольных ресурсов и осуществляя разработку множества угольных ресурсов; а также
[0023] этап 4: определение фактического значения скорости заполнения выработанного пространства при помощи оборудования постоянного контроля в процессе разработки месторождений, сравнение, которое проводится по отношению объекта технического контроля, для поддержания стабильности рудного тела заполняемого штрека, а также технология и способ управления, которые корректируются для уточнения соответствия измеренного значения скорости заполнения к требованиями технического контроля, чтобы прийти к решению технической задачи.
Вариант осуществления 1.
[0024] Глубина разработки шахты на территории провинции Хэнань превышает 1100 м и поэтому дополнительный подъем пород становится серьезной проблемой. В основном разрабатывался пятнадцатый угольный пласт, который содержал 15.256 м3/т исходного пластового газа при исходном давлении этого газа 1,78 МПа и всего лишь 0,0776 м2/МПа2Д коэффициента газопроницаемости, что указывало на то, что этот угольный пласт с высококалорийным газом, низкой проницаемостью и низкой эффективностью дегазации. Залегание четырнадцатого угольного пласта, который находится над пятнадцатым угольным пластом стало нестабильным и толщина этого угольного пласта составляла всего 0,5 м, а также не были предоставлены технические условия для разработки условного защитного слоя. С целью безопасной разработки защитного слоя для сброса давления газа и повышения проницаемости, необходимо достичь одновременной разработки пятнадцатого угольного пласта и добычи газа, а также одновременного подземного обогащения извлеченной пустой породы во время разработки защитного слоя, а система комплекса соответствующих работ разработки месторождений, разделения пород и закладки выработанного пространства должна быть выбрана в зависимости от фактического состояния шахты для реализации цели добычи шахты.
[0025] Как показано на ФИГ. 1, способ шахтной разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и другого вида работы горной разработки (X) включает в себя следующие этапы:
[0026] этап 1: систему "разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и другого вида работы горной разработки (X)", включающую в себя систему мелкой разработки пустой породы защитного слоя, систему отделения пустой породы угольного пласта при помощи отсадочной машины с подвижным решетом и систему закладки пустой породы, а также подходящую для фактических производственных нужд шахты, которая была выбрана в соответствии с вышеуказанными факторами;
[0027] этап 2: после того как поставлена цель инженерно-технических работ разработки месторождений, направленная на одновременную добычу угля и газа, в качестве другой работы добычи (X) применяется система пространственного извлечения газа, а также формируется способ проведения работ в формате "разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и выемки руды";
[0028] этап 3: изменяется проницаемость угольного пласта путем регулирования скорости заполнения выработанного пространства для проведения одновременной экологически чистой добычи угля и газа, тем самым обеспечивая одновременную разработку соответствующих угольных ресурсов; а также
[0029] этап 4: определение фактического значения скорости заполнения выработанного пространства при помощи оборудования постоянного контроля в процессе разработки месторождений, сравнение, которое проводится по отношению объекта технического контроля, а также технологии и способ управления, которые корректируются для уточнения соответствия измеренного значения скорости заполнения к требованиями технического контроля, чтобы прийти к решению технической задачи.
Вариант осуществления 1.
[0030] Залегание основного угольного пласта годного для разработки в шахте, которая находится на территории автономного района Внутренняя Монголия, было сложным по своему состоянию, толщина угольного пласта была сильно изменена, а рабочая поверхность была огромной и имела большое количество мелких трещин, в тоже время рабочая поверхность угольного пласта имела большое содержание примеси пустой породы, что привело к увеличению расходов на транспортировку в процессе добычи. Кроме того, большое количество пустой породы располагалось на поверхности шахты, занимая большую площадь земли и загрязняя окружающую среду шахты. С целью решения проблемы, заключающейся в том, что угольный пласт шахты содержит примесь пустой породы и требуется транспортировка пустой породы с поверхности земли в подземное пространство для осуществления закладки, необходимо выбрать систему комплекса соответствующих работ разработки месторождений, разделения пород и закладки выработанного пространства, которая выбирается в зависимости от фактического состояния шахты для реализации цели добычи шахты.
[0031] Как показано на ФИГ. 1, способ шахтной разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и другого вида работы горной разработки (X) включает в себя следующие этапы:
[0032] этап 1: систему "разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и другого вида работы горной разработки (X)", включающую в себя систему мелкой разработки пустой породы пласта, который состоит из угля низкого качества, систему отделения при выборочном измельчении породы и систему закладки пустой породы, а также подходящую для фактических производственных нужд шахты, которая была выбрана в соответствии с вышеуказанными факторами;
[0033] этап 2: после того как поставлена цель инженерно-технических работ разработки месторождений, направленная на обогащение пустой породы, в качестве другой работы добычи (X) применяется синергетическая система добычи путем закладки выработанного пространства и обрушения, а также формируется способ проведения работ в формате "разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и обогащения руды";
[0034] этап 3: изменяется проницаемость угольного пласта путем регулирования скорости заполнения выработанного пространства для проведения одновременной экологически чистой добычи угля и газа, тем самым обеспечивая одновременную разработку соответствующих угольных ресурсов; а также
[0035] этап 4: определение фактического значения скорости заполнения выработанного пространства при помощи оборудования постоянного контроля в процессе разработки месторождений, сравнение, которое проводится по отношению объекта технического контроля, а также технологии и способ управления, которые корректируются для уточнения соответствия измеренного значения скорости заполнения к требованиями технического контроля, чтобы прийти к решению технической задачи.
[0036] В зависимости от различных фактических технических нужд, система может сформировать четыре способа проведения горных работ, а именно: способ "разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и сооружения удерживающей конструкции"; способ "разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и обогащения руды"; способ "разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и выемки руды"; и способ "разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и контроля", охватывающие почти все способы добычи, которые являются способами реализации при уже сформулированных инженерных методах и упрощенном контроле качества и развитии техники. Вышеуказанные три варианта осуществления специально выбраны в соответствии с различными условиями шахт для применения в способе настоящего изобретения и не должны быть ограничены в пределах этого изобретения. Любая модификация, эквивалентная замена, улучшение и тому подобное, выполненные в соответствии с сущностью и принципом настоящего изобретения, должны попадать под защиту объема правовой охраны настоящего изобретения.
Claims (19)
1. Способ шахтной разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и другого вида работы горной разработки (X), отличающийся тем, что используют в качестве "разработки месторождений" систему мелкой разработки пустой породы, используют в качестве "разделении пород" систему отделения пустой породы угольного пласта, используют в качестве "закладки выработанного пространства" систему закладки выработанного пространства, и используют в качестве "другого вида работы горной разработки (X)" - систему комплексного синергического производства разработки месторождений, разделения пород и закладки выработанного пространства; при этом способ шахтной разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и другого вида работы горной разработки (X) включает следующие этапы, при которых:
этап 1: выбирают систему мелкой разработки пустой породы в зависимости от геологических и гидрологических условий шахты, планировки шахтной системы и места разработки угольного ресурса; выбор системы отделения пустой породы угольного пласта в зависимости от эффекта отделения пустой породы угольного пласта, заполнения подземного пространства и коэффициента производительности системы разделения; выбор системы локальной закладки выработанного пространства в зависимости от характеристик материала закладки, способа транспортировки материала и коэффициента производительности системы закладки выработанного пространства; и формирование системы "разработки, разделения и закладки", подходящей для фактической производительности добычи;
этап 2: определяют другую систему добычи (Х) в зависимости от фактических технических нужд шахты и формирование способа горных работ "шахтная разработка месторождений, разделение пород, закладка выработанного пространства и другой вид работы горной разработки (X)";
этап 3: производят расчет скорости заполнения выработанного пространства с учетом фактических технических нужд шахты; а также
этап 4: производят определение фактического значения скорости заполнения выработанного пространства при помощи оборудования постоянного контроля в процессе разработки месторождений, проведение сравнения с объектом технического контроля, а также обеспечение соответствия измеренного значения скорости заполнения с требованиями технического контроля путем корректировки технологии и способа управления, что позволяет решить техническую задачу.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что система мелкой разработки пустой породы включает в себя систему мелкой разработки пустой породы поверхности тоннельной выработки, систему мелкой разработки пустой породы защитного слоя, систему мелкой разработки пустой породы группы угольных пластов и систему мелкой разработки пустой породы пласта, который состоит из угля низкого качества;
подземная система отделения пустой породы угольного пласта включает в себя систему отделения выборочно измельченной пустой породы угольного пласта, систему отделения пустой породы угольного пласта небольшими щелями в тяжёлой среде, систему отделения пустой породы угольного пласта при помощи отсадочной машины с подвижным решетом и систему отделения цельнозерновой водосодержащей пустой породы угольного пласта;
система локальной закладки выработанного пространства включает в себя систему закладки пустой породы, систему закладки пастообразной массы, систему закладки цементного раствора и систему закладки материала с высоким содержанием воды; а также
система добычи (X) включает в себя систему удержания без предохраняющего угольного целика со стороны выработанного пространства, синергетическую систему добычи путем закладки выработанного пространства и обрушения, систему пространственного извлечения газа и систему обратной связи контроля закладки выработанного пространства.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что конкретный способ определения другой системы добычи (Х) на этапе 2 включает в себя следующие этапы
а. в случае, если инженерно-технические работы разработки месторождений направлены на увеличение скорости выемки пород, то применяется система удержания без предохраняющего угольного целика со стороны выработанного пространства в качестве другой работы добычи (X) и формируется способ проведения работ в формате "разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и сооружения удерживающей конструкции";
b. в случае, если инженерно-технические работы разработки месторождений направлены на обогащение пустой породы, то в качестве другой работы добычи (X) применяется синергетическая система добычи путем закладки выработанного пространства и обрушения, и формируется способ проведения работ в формате "разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и обогащения руды";
c. в случае, если инженерно-технические работы разработки месторождений направлены на одновременную добычу угля и газа, то в качестве другой работы добычи (X) применяется система пространственного извлечения газа и формируется способ проведения работ в формате "разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и выемки руды"; а также
d. в случае, если инженерно-технические работы разработки месторождений направлены на водоохранные действия для проведения экологически чистой добычи угля под водоносным пластом, на проведение безопасной разработки группы угольных пластов под устойчивой к разрушениям кровлей, а также на разработку ресурсов глубинного угля без проведения его разрушений "под тремя видами объектов" (под железными дорогами, зданиями и водоемами), то в качестве другой работы добычи (X) применяется система обратной связи контроля закладки выработанного пространства и формируется способ проведения работ в формате "разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и контроля".
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что конкретный способ расчета степени заполнения выработанного пространства на этапе 3 включает в себя следующие этапы:
а. в случае, если способом проведения горных работ является способ "разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и сооружения удерживающей конструкции", то контролируется стабильность рудного тела заполняемого штрека путем регулирования скорости заполнения выработанного пространства для перемещения поддерживающей кровли угольного целика с целью вытеснения угольных ресурсов, тем самым увеличивая скорость добычи угольных ресурсов и осуществляя разработку множества угольных ресурсов;
b. в случае, если способом проведения горных работ является способ "разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и обогащения руды", то контролируется производительность обогащения пустой породы путем регулирования скорости заполнения выработанного пространства, тем самым реализуя безотходную разработку угольных ресурсов;
с. в случае, если способом проведения горных работ является способ "разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и выемки руды", то изменяется проницаемость угольного пласта путем регулирования скорости заполнения выработанного пространства для проведения одновременной экологически чистой добычи угля и газа, тем самым обеспечивая одновременную разработку соответствующих угольных ресурсов; а также
d. в случае, если способом проведения горных работ является способ "разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и контроля", то контролируется высота водоносного горизонта шахты, разрабатываемой при осуществлении водоохранных действий, критическое расстояние обрушения устойчивой к разрушениям кровли угольного пласта с таким типом кровли, а также высота разработки критического уровня угольной шахты, расположенной "под тремя видами объектов" (под железными дорогами, зданиями и водоемами) путем регулирования скорости заполнения выработанного пространства, тем самым обеспечивая экологически чистую добычу угля под водоносным пластом путем осуществления водоохранных действий, безопасную разработку группы угольных пластов под устойчивой к разрушениям кровлей и разработку ресурсов глубинного угля без проведения его разрушений "под тремя видами объектов" (под железными дорогами, зданиями и водоемами).
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811157750.4 | 2018-09-30 | ||
| CN201811157750.4A CN109209379B (zh) | 2018-09-30 | 2018-09-30 | 一种矿山采选充+x开采方法 |
| PCT/CN2019/080749 WO2020062821A1 (zh) | 2018-09-30 | 2019-04-01 | 一种矿山采选充+x开采模式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2733255C1 true RU2733255C1 (ru) | 2020-09-30 |
Family
ID=64982662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020112905A RU2733255C1 (ru) | 2018-09-30 | 2019-04-01 | Способ шахтной разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и другого вида работы горной разработки (X) |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20210148228A1 (ru) |
| CN (1) | CN109209379B (ru) |
| AU (1) | AU2019284024A1 (ru) |
| CA (1) | CA3065842A1 (ru) |
| RU (1) | RU2733255C1 (ru) |
| WO (1) | WO2020062821A1 (ru) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109209379B (zh) * | 2018-09-30 | 2020-04-24 | 中国矿业大学 | 一种矿山采选充+x开采方法 |
| CN110424966B (zh) * | 2019-07-25 | 2020-05-26 | 中国矿业大学 | 一种超高水材料充填工作面矸石泵送留巷无煤柱开采方法 |
| CN110700835B (zh) * | 2019-11-07 | 2021-08-06 | 北京矿冶科技集团有限公司 | 一种铅锌矿浅部地下采选充一体化系统 |
| CN113027460B (zh) * | 2021-04-25 | 2022-03-15 | 中国矿业大学 | 煤与煤系共生铝土矿协调开采系统及其下行开拓延伸方法 |
| CN114247560B (zh) * | 2021-12-20 | 2023-02-07 | 长沙矿山研究院有限责任公司 | 矿石全粒级预处理工艺及装置 |
| CN116956649B (zh) * | 2023-09-21 | 2023-12-15 | 山东新巨龙能源有限责任公司 | 一种基于仿真技术的煤矿开采充填演示系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101905189A (zh) * | 2010-08-19 | 2010-12-08 | 刘峰 | 一种实现原煤井下分选的方法 |
| CN103899352A (zh) * | 2014-04-08 | 2014-07-02 | 中国矿业大学 | 煤炭开采中固体充填充实率设计及控制方法 |
| CN106401586A (zh) * | 2016-06-24 | 2017-02-15 | 中国矿业大学 | 一种煤岩同采工作面的煤岩分选与利用方法 |
| CN106761754A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-05-31 | 中国矿业大学 | 一种薄煤层综合开采与瓦斯治理网络一体协同控制系统及方法 |
| RU2629308C1 (ru) * | 2016-03-29 | 2017-08-28 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ УУХ СО РАН) | Способ селективной выемки угольного пласта переменной мощности |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1745936A1 (ru) * | 1990-03-27 | 1992-07-07 | Сибирский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Горной Геомеханики И Маркшейдерского Дела | Способ разработки мощных крутых пластов |
| RU2396429C1 (ru) * | 2009-07-09 | 2010-08-10 | Анатолий Николаевич Осипов | Способ разупрочнения приконтурного массива горных выработок при разработке угольных пластов |
| CN101775985B (zh) * | 2010-02-10 | 2012-04-18 | 东北大学 | 一种深埋铁矿产资源地下采、选一体化系统 |
| CN102162364B (zh) * | 2011-03-21 | 2012-12-12 | 山东新阳能源有限公司 | 煤矿井下重介浅槽选煤布置方法 |
| RU2472931C1 (ru) * | 2011-06-08 | 2013-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" | Способ управления труднообрушающейся кровлей при отработке газоносных пластов в лавах с механизированными комплексами |
| CN104033153A (zh) * | 2014-06-25 | 2014-09-10 | 中国矿业大学 | 一种煤矿井下采选充一体化方法 |
| CN104033152A (zh) * | 2014-06-25 | 2014-09-10 | 中国矿业大学 | 一种建筑物下固体充填开采设计方法 |
| CN104373126A (zh) * | 2014-12-04 | 2015-02-25 | 中国矿业大学 | 一种钻采法矸石充填方法及设备 |
| CN104963687B (zh) * | 2015-07-09 | 2017-02-22 | 太原理工大学 | 特厚煤层综放开采回收上部残煤并回填采空区的方法 |
| CN106321102B (zh) * | 2016-09-08 | 2018-04-13 | 中国矿业大学 | 一种煤矿固体密实条带充填采煤方法 |
| CN108547657B (zh) * | 2018-02-24 | 2020-05-08 | 通用技术集团工程设计有限公司 | 一种煤矿井下采选充一体化设计的分析评价方法 |
| CN109209379B (zh) * | 2018-09-30 | 2020-04-24 | 中国矿业大学 | 一种矿山采选充+x开采方法 |
-
2018
- 2018-09-30 CN CN201811157750.4A patent/CN109209379B/zh active Active
-
2019
- 2019-04-01 RU RU2020112905A patent/RU2733255C1/ru active
- 2019-04-01 US US16/626,328 patent/US20210148228A1/en not_active Abandoned
- 2019-04-01 WO PCT/CN2019/080749 patent/WO2020062821A1/zh active Application Filing
- 2019-04-01 AU AU2019284024A patent/AU2019284024A1/en not_active Abandoned
- 2019-04-01 CA CA3065842A patent/CA3065842A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101905189A (zh) * | 2010-08-19 | 2010-12-08 | 刘峰 | 一种实现原煤井下分选的方法 |
| CN103899352A (zh) * | 2014-04-08 | 2014-07-02 | 中国矿业大学 | 煤炭开采中固体充填充实率设计及控制方法 |
| RU2629308C1 (ru) * | 2016-03-29 | 2017-08-28 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ УУХ СО РАН) | Способ селективной выемки угольного пласта переменной мощности |
| CN106401586A (zh) * | 2016-06-24 | 2017-02-15 | 中国矿业大学 | 一种煤岩同采工作面的煤岩分选与利用方法 |
| CN106761754A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-05-31 | 中国矿业大学 | 一种薄煤层综合开采与瓦斯治理网络一体协同控制系统及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109209379A (zh) | 2019-01-15 |
| AU2019284024A1 (en) | 2020-04-16 |
| WO2020062821A1 (zh) | 2020-04-02 |
| CA3065842A1 (en) | 2020-03-30 |
| CN109209379B (zh) | 2020-04-24 |
| US20210148228A1 (en) | 2021-05-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2733255C1 (ru) | Способ шахтной разработки месторождений, разделения пород, закладки выработанного пространства и другого вида работы горной разработки (X) | |
| RU2720029C1 (ru) | Способ шахтной разработки угля, основанный на контроле выполнения работ по очистной выемке, отделению полезных ископаемых от массива и закладке выработанного пространства | |
| AU2013252230B2 (en) | Method for distributed storage and use of underground water in mine | |
| CN103902780B (zh) | 固体充填采煤地表变形预计方法 | |
| CA2986062C (en) | Fully mechanized mining-filling mixed mining working face filling section length determination method | |
| CN101881169A (zh) | 一种分段留矿崩落阶段空场嗣后充填采矿法 | |
| EA029617B1 (ru) | Способ ведения разработки месторождений | |
| CN103306720A (zh) | 一种特厚煤层倾斜分层固体充填采煤方法 | |
| CN104532818A (zh) | 一种露天矿采空区的治理方法 | |
| US20180195386A1 (en) | Parallel digging, mining and filling operation coal mining method for controlling overlaying strata fracture and surface subsidence | |
| CN113175325B (zh) | 基于关键层保护的煤与共生砂岩型铀矿协调开采方法 | |
| CN114837663B (zh) | 一种地面预注浆提高断层防水煤柱回收率的施工方法 | |
| Wang et al. | Mechanism of mining-induced slope movement for gullies overlaying shallow coal seams | |
| CN104675399A (zh) | 煤矿采掘充填一体化采煤方法 | |
| CN115030722A (zh) | 一种采空区滞后充填高效保水采煤方法 | |
| Qiang et al. | Monitoring and measurement analysis of key indexes for the implementation of mining, dressing, backfilling, and controlling technology in coal resources—A case study of Tangshan Mine | |
| CN110714759B (zh) | 一种开采遗失煤炭的方法 | |
| CN115387791A (zh) | 煤与共伴生矿产协调、协同及共采分区错时协调开采方法 | |
| CN104763423B (zh) | 利用反井方式凿岩采出粉矿的开采工艺 | |
| Wei et al. | A novel clean mining technology involving the underground disposal of waste rock in coal mines | |
| CN107762506A (zh) | 基于在落矿阶段矿房嗣后充填采矿的方法 | |
| CN107762509A (zh) | 一种提高采矿效率的方法 | |
| Chang et al. | Key parameters of surrounding rock roof cutting and pressure relief control in soft rock roof roadway of deep mine stope and its engineering application | |
| RU2796283C1 (ru) | Способ дегазации участков угольного пласта в структурно неоднородном массиве горных пород сейсмически активных районов угольных бассейнов | |
| Jang et al. | Possibility and Countermeasures of Subsidence according to Mining Method and Current Status in the Operation Mines |