SU1763660A1 - Способ разработки мощных самовозгорающихс угольных пластов - Google Patents

Abstract

Использование: добыча угл  в услови х вечной мерзлоты. Сущность изобретени : мощный пласт подготовл ют пластовыми штреками 1 и 2. Их провод т по почве пласта . Дополнительно в почве пласта провод т полевые выработки 3. Пластовые и полевые выработки сбивают щетками 4. Отработку пласта ведут последовательно слой за слоем. Сзади за лавой пластовые выработки заполн ют углем и пропитывают антипирогенами. По мере отработки очередного сло  смерзшийс  уголь в выработках оттаивают впереди забо . Отработку всех слоев ведут по почве пласта механизированным комплексом. 2 ил.

Description

Изобретение относится к области горнодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке мощных 5 самовозгорающихся угольных пластов механизированными комплексами в условиях вечной его мерзлоты. Известен способ разработки мощных угольных пластов, включающий проведение 10 подготовительных выработок по почве пласта и отработку пласта с выпуском подкровельной пачки угля (см. Ю.В.Громов, Ю.Н.Бычков, В.П.Кругликов Управление горным давлением при разработке мощных 15 пластов угля”, М,, Недра, 1985 г, с. .238).

Недостатками указанного способа являются большие потери угля в выработанном пространстве, опасность его самовозгорания, возможность динамических ударов и 20 повреждения крепи при резких осадках кровли из-за отсутствия защитной пачки угля.

Известен способ отработки мощных пластов наклонными слоями в нисходящем 25 порядке, включающий выемку верхнего слоя с укладкой вслед за подвиганием лавы гибкого перекрытия и последующую выемку слоев под’защитой гибкого перекрытия (см.

Л,Н.Гапанович, В.Ф.Парусивов, А.П.Судо- 30 пластов Обобщение отечественного и иностранного опыта разработки мощных пластов и наклонных угольных пластов М., Углетехиздат, 1959, с. 405).

Недостатками этого способа являются: 35 большая трудоемкость работ, связанная с укладкой гибкового перекрытия и необходимость проведения слоевых пластовых выработок в каждом слое.

Известен способ разработки мощных 40 пологих пластов полезных ископаемых с труднообрушаемыми породами, двумя наклонными слоями (см.а.с. N? 663839 № 21 С 41 /04 от 25.01.78 г.), который принимаем за прототип. Суть его заключается в том, что 45 разработку мощного пласта производят в два слоя опережает забой верхнего на величину пролета обрушения основной кровли, причем обработку обеих слоев производят механизированными комплексами различ- 50 ного типоразмера на выработки нижнего слоя, которые погашают после отработки верхнего слоя.

Недостатками данного способа являются, невозможность выемки мощного пласта . более чем двумя слоями, что резко ограни- 55 чивает область его применения, а также большие трудности и затраты, связанные с поддержанием выработки позади лавы первого Слоя, т.е. в особо сложных условиях.

когда она находится в зоне суммарного опорного давления от лав верхнего и нижнего слоя, а также необходимость применения комплексов различных типов при разной вынимаемой мощности слоев,

Целью предполагаемого изобретения является уменьшение затрат на проведение и поддержание слоевых выработок и повышение эффективности и безопасности работ.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе разработки механизированными комплексами мощных угольных пластов, включающем проведение пластовых подготовительных выработок по почве пласта и отработку его слоями, отработку пласта в пределах выемочного столба осуществляют последовательно слой за слоем одним забоем, подвигаемым по почве пласта, проводят полевые транспортный й вентиляционный штреки и обивают их с соответствующими пластовыми выработки наклонными гезенками, по мере отработки каждого очередного слоя пластовые выработки позади забоя заполняют отбитым углем, который пропитывают антипирогенами, а впереди забоя при отработке второго и последующих слоев, производят оттаивание пропитанного антипирогенами угля и выгрузку из пластовых выработок размороженного угля через наклонные гезенки и используют пластовые выработки повторно для отработки следующего слоя,

Новыми признаками в предполагаемом способе являются:

1. Отработка мощного пласта одним забоем последовательно слой за слоем только у почвы пласта. Этот признак позволяет отработать пласт практически любой мощности без оставления межслоевых угольных пачек и без возведения межслоевых перекрытий, в отличие от прототипа, в котором предусматривается отработка мощного пласта только в два Слоя. Кроме того, в прототипе требуются различные типоразмеры комплексов для отработки нижнего и верхнего слоев, что представляет большое неудобство из-за сложностей в обслуживании и ремонте различных типов комплексов.

Сохранение и использование пластовых выработок, пройденных по почве пласта в течение всего времени отработки его на полную мощность путем закладки выработки углем, отработанным антипирогенами.

Закладка выработки углем позволяет сохранить ее крепь при обрушении кровли в лаве. Пропитанный антипирогенами уголь в условиях отрицательной температуры окружающего массива смерзается и образует закладку достаточной прочности около 24 МПА, а затем при подготовке нижнего слоя потребуется только разморозить уголь и выгрузить его из выработки.

Признак - проводят полевые транспортные и вентиляционные штреки и сбивают их с соответствующими пластовыми выработками наклонными гезенками, в принципе известен, но он отсутствует в способе принятом за прототип. В предлагаемом способе, в отличие от известных, он позволяет сократить затраты на транспорт и поддержание выработок, вести подготовку очередного слоя к выемке участками, нагружая уголь из пластовых выработок через наклонные гезенки и тем самым значительно уменьшить время на подготовку слоя к выемке и затраты на поддержание в нем выработок.

Пропитка угля антипирогенами также известна, но в данном случае она, кроме снижения пожароопасности служит средством упрочнения закладочного массива, вследствие того, что в условиях отрицательной температуры окружающего массива произойдет смерзание угля.

Таким образом все заявляемые признаки по своему назначению в предлагаемом способе являются новыми и не встречались в известных способах отработки мощных пластов угля.

На фиг. 1 изображена схема отработки мощного пласта предлагаемым способом; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

На фиг.1,2 показано: 1 - мощный пласт, 2 - пластовые подготовительные выработки, пройденные по почве пласта, 3 - полевые штреки, проводимые в почве пласта, 4 наклонные гезенки, между пластовыми и полевыми выработками, 5 - очистной забой в первом слое, 6 - пластовая выработка позади лавы, заполненная смерзшимся углем, пропитанным антипирогенами, 7 - второй, отрабатываемый у почвы пласта слой. 8 участки, которыми осуществляют подготовку к выемке последующего слоя.

Разработку мощного пласта предлагаемым способом осуществляют следующим образом.

Для подготовки к выемке мощного пласта 1 проводят по его почве пластовый конвейерный и вентиляционный штреки 2 и соответствующие им полевые штреки 3, которые с пластовыми сбивают наклонными гезенками 4, после этого начинают выемку первого слоя, очистным забоем 5, который подвигают по почве пласта, толщину слоев принимают в 'зависимости от общей занимаемой мощности пласта с таким расчетом, чтобы она без остатка делилась на части, равные высоте применяемого серийного механизированного комплекса, при этом допустимы колебания вынимаемой мощности слоев в пределах верхнего и нижнего параметров высоты механизированной крепи. По мере подвигания очистного забоя транспортировка угля и вентиляция осуществляются по пластовым выработкам 2 на передние гезенки. Сзади за лавой пластовые выработки 6 заполняют углем, который поливают антипирогенами. В условиях отрицательных температур пропитанный антипирогенами влажный уголь замерзает и образует плотный закладочный массив. По мере выемки первого слоя и подвигания очистного забоя по почве подработанная часть пласта опускается на почву и пригружается вышележащими породами.

Отработку второго и последующих слоев производят также с подвиганием механизированного комплекса по почве пласта: Для их подготовки размораживают с помощью установок местного подогрева уголь, заполняющий крайний у границы столба гезенк, выпускают из него уголь на полевой штрек, а затем отгружают уголь из пластовых выработок участками, равными расстоянию между соседними гезенками.

В конкретных условиях, например, шахты Анадырская предлагаемый способ может быть осуществлен следующим образом. Шахтой подготавливаются к отработке пласт Анадырский мощностью 12 м. Кровля пласта - аркозовый песчаник, почва серый, мелкозернистый песчаник, работы ведутся в зоне многолетней мерзлоты, температура вмещающих пород - 3,0..-4,0°С. Для подготовки к выемке пласта предлагаемым способом проводят по почве пласта конвейерный и вентиляционные штреки. Сечение выработок 3 м², крепление - металлические арки, устанавливаемые через 0,8 м. Затяжка кровли и боков сплошная. Одновременно с проведением пластовых выработок, проводят и соответствующие им полевые выработки, такого же сечения. Выработки располагают на расстоянии 10 м ниже подошвы пластовых выработок со смешением их в вертикальной плоскости на расстоянии 8-10 м. Через 100 м пластовые выработки сбивают с полевыми наклонными гезенками. Пласт намечается отрабатывать механизированным комплексом КМ-81. Мощность каждого слоя, в соответствии с типоразмером комплекса принимается равной 3 м. Тогда количество слоев составит: 12:3=4, т.е. пласт необходимо отрабатывать в 4 слоя, После монтажа механизированного комплекса начинают отработку первого слоя с подвиганием механизированного комплекса на почве пласта. Транспортировку угля осуществляют по пластовым выработкам на передние гезенки и затем на полевой конвейерный штрек. По мере подвигания забоя пластовые выработки позади лавы заполняют углем. Осуществляют это следующим образом - при подходе очистного, комбайна на расстояние равное, примерно 5 м уголь, с помощью удлиненного рештака и перегружателя засыпают в пластовую выработку. Так как сечение выработки 8 м², учитывая что объемный вес угля равен 1,4 т/м для полногозаполнения 1 п.м. выработки потребуется около 12 т угля. При мощности вынимаемого слоя 3 м и ширине захвата 0,68 м такой объем угля получится с выемки стружки длиной около 5 м.

По мере заполнения выработки углем его обрабатывают антипирогеном, в качестве которого применяется водный раствор карбомида (мочевины) и хлористого кальция. Количество антипирогена для исключения самовозгорания принимается из расчета 0,2 - 0,3% от массы угля закладываемого в выработку. Подачу антипирогена осуществляют из емкости, в качестве которой можно использовать шахтную вагонетку, с помощью насоса УН-35. После поливки угля антипирогеном в условиях отрицательной температуры пород и воздуха уголь смерзается и образует плотный закладочный массив, предохраняющий крепь выработки от разрушения. После выемки первого слоя на всю длину выемочнонэстолба приступают к подготовке и отработке следующего слоя. Для этого в ближний к границе выемочного столба гезенк с помощью установки ТЭК подают воздух, нагретый до температуры 40-50°С. Оттаявший уголь выгружают из гезенка и таким образом(способом) начинают оттайку и выгрузку его из пластовых выработок, после выгрузки угля на участке между крайними гезенками проводят монтажную камеру и приступают к выемке следующего слоя. При этом по мере подвигания забоя впереди него произ водят выгрузку угля на следующем участке выработки и т.д., а вслед за лавой второго слоя вновь производят закладку пластовых выработок углем, обработанным антипирогеном. Таким образом производят отработку слоев с подвиганием механизированного комплекса до полной отработки пласта на всю мощность. .

Предлагаемый способ имеет следующим преимущества по сравнению с прототипом: он позволяет отрабатывать пласты практически любой мощности, не требует применения крепи различных типоразмеров, позволяет уменьшить затраты на проведение и поддержание пластовых выработок, позволяет отрабатывать пласты угля, опасные по самовозгоранию, и сократить затраты на транспортировку угля, подготовку слоя к выемке и время на ввод в эксплуатацию нового участка шахтного поля.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ разработки мощных самовозгорающихся угольных пластов, включающий проведение пластовых транспортного и вентиляционного штреков по почве пласта, слоевую отработку забоями по почве пласт отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и безопасности работ в условиях многолетней мерзлоты за счет уменьшения затрат на проведение и по,одержание слоевых выработок, в почве пласта дополнительно проводят полевые транспортный и вентиляционный штреки и сбивают их с соответствующими пластовыми выработками наклонными гезенками, а слоевую отработку пласта ведут последовательно слой за слоем с повторным использованием пластовых выработок, при этом по мере отработки слоев пластовые выработки позади забоя заполняют отбитым углем и пропитывают его антипирогенами, а по мере отработки очередного слоя уголь в выработках впереди забоя оттаивают и выгружают его через наклонные гезенки на полевые выработки.