SU1703818A1 - Способ разработки сближенных пластов угл - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к горной промети и предназначено дл  повышени  устойчивости подготовительных выработок (ПВ) при прочности верхнего пласта (П), большей прочности пород междупласть . Подготовку сближенных П осуществл ют проведением по ним ПВ. При этом подготовку верхнего П производ т по одинаковой схеме с нижним. Отработку П ведут последовательно в восход щем пор дке. После отработки столба по нижнему П непосредственно над его ПВ провод т аналогичные ПВ по верхнему П. Рассто ние г между ними в плане не должно превышать величины, определ емой по формулег 0.026 Н-0.014 RM/Ry- 0.13 Ry+ + 0,07 RM, где Н - глубина разработки, м; RM и Ry - соответственно прочность на одноосное сжатие пород междупласть  и верхнего П. МПа. 1 ил. Ё

Description

Изобретение относитс  к угольной промышленности и предназначено дл  выемки угл  из сближенных пластов.

Известен способ разработки сближенных пластов угл  в восход щем пор дке.

Однако указанный способ годитс  только дл  разработки сближенных пластов в свите, у которых мощность пород междупласть  М больше шестикратной мощности нижнего в свите пласта т, т.е. М 6т. В указанном способе разработки мощность пород междупласть  составл ет 12-15т. При разработке смежных пластов угл  с мощностью пород междупласть  меньше шестикратной мощности нижнего в свите пласта М 6т, вышележащие пласты могут попасть в зону обрушенных пород и оказатьс  непригодными к отработке.

Сближенные пласты, у которых мощность пород междупласть  М меньше шестикратной мощности нижнего в свите пласта, т.е. М 6т, прин то отрабатывать в нисход щем пор дке.

Известный способ, предусматривающий разработку сближенных пластов с М 6т, только в нисход щем пор дке. Способ включает проведение выемочных выработок и последовательную отработку пластов при их раздельной подготовке. При этом указанный способ регламентирует выбор места расположени  и охрану выработок при разработке пластов с отнесением их от

VI

О

Г О 00

00

кромки очистного забо  в сторону выработанного пространства.

Недостатком указанного способа  вл етс  безоговорочное требование применени  нисход щего пор дка отработки сближенных пластов в свите без учета гор- но-геологических условий залегани  этих пластов, а именно глубины разработки, мощности пород междупласть  и вынимаемых пластов, их физико-механических характеристик и др.. а также строго регламентируемое расположение подготовительных выработок по отношению к кромке нижележащего угольного пласта.

Исследовани  показывают, что в практике встречаютс  случаи, когда более целе- .сообразно осуществл ть восход щий пор док отработки сближенных пластов в свите при мощности пород междупласть  менее бгл, особенно при отработке запасов угл  в услови х слабых глинистых пород. В этих услови х при нисход щем пор дке отработки пластов угл , горное давление, возникающее при выемке угл  в верхнем пласте, отрицательно воздействует на породы кровли нижележащего пласта (породы междуплэсть ). разрушает их вследствие изгиба и пучени  этих пород в выработанное пространство верхнего пласта. Поэтому при последующей отработке нижележащего пласта возникают завалы лав из-за обрушени  разрушенных пород кровли, что приводит к невозможности отработки этих запасов.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности работы очистных забоев и устойчивости выработок при разработке сближенных пластов с мощностью междупласть  М 6т.

Указанна  цель достигаетс  тем. что согласно способу разработки сближенных пластов угл , включающему проведение выемочных выработок и последовательную отработку пластов при их раздельной подготовке, отработку сближенных пластов ведут в восход щем пор дке, подготовку верхнего пласта осуществл ют по такой же схеме, как и подготовку нижнего пласта, при этом подготовительные выработки верхнего пласта располагают над аналогичными выработками нижнего пласта на рассто нии , не превышающем рассчитанное по формуле

о..

г 0.026 Н-0.014 0.13 Ry+0,07 RM Ry

где М, m - соответственно мощность пород междупласть  и нижнего пласте угл ; RM. Ry

- соответственно прочность пород междупласть  и верхнего пласта угл ; Н - глубина разработки верхнего в свите пласта.

На чертеже показана схема отработки

нижележащего пласта и сдвижени  пород над ним.

На чертеже введены следующие обозначени : 1 - нижележащий подрабатывающий пласт мощностью т, 2 0 подготовительные выработки нижележащего пласта (в данном случае выемочные, но могут быть и другие), 3 - породы междупласть . 4 - вышележащий подрабатываемый пласт. 5 - кровл  вышележащего пласта, б 5 подготовительные выработки вышележащего пласта, 7 - расслоивша с  почва нижележащего пласта.

Способ осуществл етс  следующим образом .

0 Нижележащий пласт 1 свиты подготавливают к выемке подготовительными выработками 2. оконтурива  в плане выемочный столб. При выемке пласта 1 породы междупласть  3 в пределах, свода обрушени  по5 род, характеризуемого углами Ц разрушаютс , образу  трещины, расслоени , прогибы, в результате чего заполн етс  выработанное пространство отрабатываемого пласта 1. В обычных услови х, когда

0 прочность угл  в пласте 4 меньше или равна прочности пород междупласть  (Ry - RM), . разрушение пород междупласть  происходит по всей площади свода, высота которого

5 составл ет 6т. За пределами свода породы плавно прогибаютс , опира сь на разрушенные слои.

В услови х слабых пород, когда прочность угл  существенно выше прочности по0 род междупласть  (Ry RM), породы 3 разрушаютс  в пределах свода обрушени  только до вышележащего пласта угл  4 на высоту менее 6т. При этом пласт 4 опираетс  на разрушенные породы междупласть  3

5 и на кромки массива пород над пластом 1. В породах кровли 5, лежащих на ненарушенном пласте угл  4. опасных дефрмаций не возникает и их прочность практически не измен етс . Горное давление от веса выше0 лежащей толщи породы 5, пласт угл  4 и изогнутые слои пород 3 передаетс  на кромки пласта угл  1 и на его почву 7. По мере подвигани  лавы по пласту угл  1 его почва, деформиру сь, выдавливаетс  в вы5 работанное пространство пласта 1, заполн   его полностью или частично, тем самым способству  уменьшению разрушени  пород междупласть  3 и деформации пласта угл  4. Создаютс  более благопри тные услови  опускани  пласта угл  4 и вышележа- ших пород 5 без нарушени  их сплошности

Таким образом, прочный пласт угл  4 образует балку, -перекрывающую вышележащие породы 5. котора  преп тствует их разрушению и передает горное давление через изогнутые породы 3 и кромки пласта угл  1 на почву этого пласта. Поэтому в этих услови х сближенные пласты свиты возможно отрабатывать в восход щем пор дке .

Нижний предел мощности пород меж- дупласть  М зависит от коэффициента их разрыхлени , прочности и в зкости подрабатываемого пласта угл . При большом увеличении объема пород за счет разрыхлени  междупласть  и выдавливани  в выработан- нее пространство разрушенных пород почвы нижнего пласта угл , например, при увеличении объема этих пород при разрушении в два раза, и достаточно прочном угле в подрабатываемом пласте, восход - щий пор док отработки сближенных пластов можно осуществить и при М 1т при указанных услови х.

Последующа  отработка верхнего пласта угл  4 не вызывает осложнений, по- скольку кровл  5 будет ненарушена очистными работами по пласту 1 и благодар  хорошей слеживаемости слабых глинистых пород междупласть  3 услови  будут соответствовать как бы первоначальным.

Подготовку к выемке вышележащего пласта 4 производ т аналогично подготовке пласта 1 и подготовительные выработки 6 по пласту 4 располагают над подготовительными выработками 2 нижележащего пласта 1. рассто ние в плане между которыми (положение выработок ба и 66 относительно выработок 2) определ ют по формуле

г 0,026 Н-0.014 0.13Ry+0,07Rm

Ки

котора  ув зывает между собой основные показатели условий осуществлени  способа разработки: глубину Н, прочность пород междупласть  RM и прочность угольного пласта Ry.

Указанное расположение подготовительных выработок 2 и 6 основано на ре: зультатах исследований позволивших представить геомеханическую картину поведени  пород вокруг проводимых и поддерживаемых выработок, заключающуюс  в следующем: в нетронутом массиве горных пород существуют напр жени , обусловленные весом вышележащих слоев и характеризуемые величиной у Н, где у объемна  масса пород. Н - глубина разработки . При проведении выработки и в последующем , при ведении очистных работ, вокруг нее образуетс  зона неупругих деформаций, в которой напр жени  будут меньшими по сравнению с напр жени ми. существовавшими в нетронутом массиве. Например, напр жени  вокруг выработок 2 и выработанного пространства угольного пласта 1, а также между ними будут значительно меньшие, чем в нетронутом массиве. Но с течением времени породы междупласть  3 и почвы 7 пласта 1, заполнив выработанное пространство пласта 1, упло н ютс  i в последнем восстанавливаетс  первоначальное напр женное состо ние. При наличии слабых слеживающихс  пород это врем  оказываетс  весьма небольшим, равным 0,5-1,5 годам.

В этих услови х над выработками 2 у кромок очистного пространства вышележащие слои пород междупласть  3 не обру- шаютс , а только изгибаютс  и благодар  выработкам 2 и краевым част м очистного пространства в них образуютс  полости, не заполн ющиес  обрушенной породой длительное врем  (до 10 лет и более), поэтому вокруг этих полостей напр жени  не восстанавливаютс  и их интенсивность значительно меньша , чем в нетронутом массиве пород. Граница этой области с пониженными напр жени ми определ етс  формулой, приведенной выше и полученной на основании многочисленных экспериментов в выработках , расположенных на различном рассто нии (в плане) от нижерасположенных выработок. В пределах этой области и предлагаетс  располагать подготовительные выработки 6 вышележащего пласта угла 4 по отношению к выработкам 2 нижележащего угольного пласта 1.

Пример. Разрабатывают свиту из двух сближенных подрабатываемых пластов Св и Свн. Мощность пордд междупласть  составл ет 4-5 м, вынимаема  мощность пластов 1-1,1 м. Прочность угл  на одноосное сжатие, в среднем, 30 МПа, прочность вмещающих пород 15 МПа. Кратность подработки составл ет 3.6-4.5 т. Подготовительные выработки верхнего пласта располагают над подготовительными выработками нижнего пласта на рассто нии в плане между ними, определ емому по формуле

г 0.026 Н- 0.014 0.l3Ry+0.07Rm

Ку

при глубине разработки 400 м. г 4,75 м.

Отработку пластов ведут в восход щем пор дке. Переход на восход щий пор док отработки этих пластов с последовательной отработкой лав и расположением подготовительных выработок верхнего пласта над выработками нижнего пласта позволили обеспечить устойчивую работу лав и снизили расходы на ремонт выработок, что дало экономический эффект около 200 тыс. руб в год.

Предлагаемый способ разработки сближенных пластов угл  обладает следующими преимуществами по сравнению с известным

позвол ет осуществл ть восход щий пор док выемки сближенных пластов с мощностью пород междупласть  М 6т;

учитывает основные горно-геологиче- ские параметры способа разработки, такие как глубину разработки, прочность пород междупласть  и угл ;

улучшает услови  выемки угольных пластов и повышает эффективность работы очистных забоев, так как применение этого способа уменьшает вывалы породы с кровли в очистное пространство лавы по сравнению с нисход щим пор дком отработки сближенных пластов;

повышает устойчивость подготовительных выработок и снижает при этом затраты на их поддержание.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ разработки, сближенных пластов угл , включающий проведение подготовительных выработок, подготовку верхнего пласта по одинаковой схеме с нижним пластом и последовательную отработку

   пластов в восход щем пор дке, отличающийс  тем, что, с целью повышени  устойчивости подготовительных выработок при прочности верхнего пласта большей прочности пород междупласть , подготовительные выработки по верхнему пласту про- вод тнепосредственно над подготовительными выработками нижнего пласта, при этом рассто ние г между ними в плане определ ют по формуле

   г 0,026 Н- 0.014 0,13Ry + 0.07R т Ry

   где Н - глубина разработки, м;

   RM и Ry - соответственно прочность на одноосное сжатие пород междупласть  и верхнего пласта, МПа.