RU2206743C2

RU2206743C2 - Method of mining of inclined mining fields on thin and medium-thick flat-dipping coal seams

Info

Publication number: RU2206743C2
Application number: RU2001123555A
Authority: RU
Inventors: В.А. Шестаков; А.П. Шмаленюк; А.И. Крапивин; А.А. Белодедов; А.А. Шмаленюк
Original assignee: Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)
Priority date: 2001-08-22
Filing date: 2001-08-22
Publication date: 2003-06-20

Abstract

FIELD: mining industry; applicable in mining of thin and medium-thick moderate and medium-dipping coal seams. SUBSTANCE: method of mining of medium-thick bedded deposits includes preparation of inclined mining field by long pillars on the strike, driving of vent and haulage drifts. Formed below haulage drift through coal pillars with lead and incline towards opening workings are two chambers. Width of lower chamber shall provide for accommodation of working member of mining complex, and width of upper coal chamber shall provide for accommodation of rock extracted in haulage drift driving, and determined by formula given in the invention description. EFFECT: higher intensity of preparation and mining of inclined mining fields and quality of mined coal. 2 dwg

Description

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке тонких и средней мощности пологих и наклонно залегающих угольных пластов. The invention relates to the mining industry and can be used in the development of thin and medium power flat and inclined coal seams.

Известен способ разработки тонких и средней мощности пологих и наклонно залегающих угольных пластов длинными столбами по простиранию, при котором выемочное поле подготавливается проходкой в верхней части поля вентиляционного штрека, а на уровне основного горизонта - транспортного штрека, выше транспортного штрека через целик проходится просек, который периодически соединяется с транспортным штреком углепогрузочными сбойками (см., например, М. Л. Жигалов, С.А. Ярунин. "Технология, механизация и организация подземных горных работ". М.: Недра, 1990, с. 330, рис. 3.30). Для подготовки к очистным работам от просека до вентиляционного штрека по углю проходится разрезная печь. Затем в верхней и нижней частях лавы вынимаются ниши для размещения рабочего органа добычного технологического комплекса. Недостатки этого способа заключаются в том, что при подготовке уклонных полей объем проходки транспортного и вентиляционного штреков и просека очень большой, причем их проходка затруднена из-за водопритоков, что сдерживает интенсивность как подготовки, так и очистной выемки, а при очистных работах требуется периодически выполнять весьма трудоемкие работы по образованию в верхней и нижней частях лавы ниш, что также снижает интенсивность очистных работ. Кроме этого, при разработке пластов средней мощности и особенно тонких объем пустых пород от проходки выработок достигает больших объемов, из-за чего зольность добываемого угля увеличивается на 5-10%. There is a method of developing thin and medium thickness flat and inclined coal seams with long columns along the strike, in which the excavation field is prepared by sinking in the upper part of the field of the ventilation drift, and at the level of the main horizon - the transport drift, above the transport drift through the wholly there is a clearing that periodically connected to the transport drift by coal loading failures (see, for example, M. L. Zhigalov, S. A. Yarunin. "Technology, mechanization and organization of underground mining". M .: Nedr a, 1990, p. 330, Fig. 3.30). To prepare for treatment, from the clearing to the ventilation drift, a split furnace is passed through the coal. Then, niches are removed in the upper and lower parts of the lava to accommodate the working body of the mining technological complex. The disadvantages of this method are that in the preparation of sloping fields, the volume of penetration of transport and ventilation drifts and clearing is very large, and their penetration is difficult due to water inflows, which inhibits the intensity of both preparation and treatment excavation, and during cleaning operations it is necessary to periodically perform very laborious work on the formation of niches in the upper and lower parts of the lava, which also reduces the intensity of treatment. In addition, during the development of medium-thickness and especially thin formations, the volume of gangue from tunneling reaches large volumes, which is why the ash content of coal mined increases by 5-10%.

Известен также способ разработки тонких и средней мощности пологих и наклонно залегающих угольных пластов, принятый за прототип, при котором уклонные выемочные поля подготавливаются проходкой вентиляционного штрека в верхней части поля и транспортного штрека в нижней части поля, причем просек не проходится, а целик угля не оставляется, он заменяется крепью, в частности, податливыми тумбами (см. , например, В. Н. Макаров, Г.И. Трофимов. "Проектирование и расчет процессов подземных горных работ". Ростов-на-Дону, Пегас, 1995, с. 300). Лавный конвейер выводится непосредственно на транспортный штрек. Ниши образуются также периодически, но только в верхней части лавы. Недостаток этого способа при разработке уклонных выемочных полей заключается в том, что как при проходке вентиляционного и транспортного штреков, так и при очистной выемке создаются трудности из-за водопритоков, что снижает интенсивность подготовки и отработки уклонных выемочных полей, а создание ниш в верхней части лавы трудоемко и также сдерживает интенсивность очистных работ. Кроме этого, как и при первом способе, вся порода от проходки выработок, как правило, идет в уголь, что сильно снижает качество добываемого угля. There is also a method of developing thin and medium thickness flat and inclined coal seams, adopted as a prototype, in which inclined excavation fields are prepared by driving a ventilation drift in the upper part of the field and a transport drift in the lower part of the field, and the cut does not pass, and the whole pillar of coal is not left , it is replaced by lining, in particular, malleable pedestals (see, for example, V.N. Makarov, G.I. Trofimov. "Design and calculation of underground mining processes. Rostov-on-Don, Pegasus, 1995, p. 300). The laval conveyor is brought directly to the transport drift. Niches also form periodically, but only in the upper part of the lava. The disadvantage of this method in the development of sloping excavation fields is that both when driving the ventilation and transport drifts, and during the clearing excavation, difficulties are created due to water inflows, which reduces the intensity of preparation and mining of inclined excavation fields, and the creation of niches in the upper part of the lava time-consuming and also inhibits the intensity of treatment works. In addition, as in the first method, all the rock from the sinking of the workings, as a rule, goes to coal, which greatly reduces the quality of the coal mined.

Изобретение направлено на повышение интенсивности подготовки и отработки уклонных выемочных полей и качества добываемого угля, за счет того, что предлагаемый способ разработки пластовых месторождений включает подготовку уклонного выемочного поля длинными столбами по простиранию, проведение вентиляционного и транспортного штреков, отличающийся тем, что ниже транспортного штрека через целик по углю с опережением и уклоном в сторону вскрывающих выработок образуют камеры, причем ширину нижней камеры задают исходя из условия размещения в ней рабочего органа технологического выемочного комплекса, а ширина верхней угольной камеры из условия размещения в ней породы от проходки транспортного штрека определяется по формуле

где S_ш - сечение транспортного штрека, м²; m - мощность пласта, м;
k_p - коэффициент разрыхления породы от проходки транспортного штрека;
k₃ - коэффициент заполнения камеры породой;
b_ш - ширина транспортного штрека, м.The invention is aimed at increasing the intensity of preparation and development of sloping mining fields and the quality of coal mined, due to the fact that the proposed method for developing reservoir deposits involves preparing a sloping mining field with long posts along strike, conducting ventilation and transport drifts, characterized in that below the transport drift through entirely on coal ahead of and sloping towards the opening workings form chambers, and the width of the lower chamber is set based on the placement conditions in it the working body of the technological extraction complex, and the width of the upper coal chamber from the conditions for placing rocks in it from the passage of the transport drift is determined by the formula

where S _W - the cross section of the transport drift, m ² ; m is the thickness of the reservoir, m;
k _p - coefficient of loosening of the rock from the penetration of the transport drift;
k ₃ - fill factor of the chamber by rock;
b _W - the width of the transport drift, m

Сущность изобретения представлена на чертежах, где на фиг.1 - проекция на горизонтальную плоскость системы разработки длинными столбами, включающую проведение параллельно откаточному (транспортному) штреку камеры, на фиг.2 - вертикальный разрез по линии I-I. The invention is presented in the drawings, where in Fig. 1 is a projection onto the horizontal plane of the development system with long columns, including conducting parallel to the recoil (transport) camera drift, in Fig. 2 is a vertical section along line I-I.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Для подготовки самого верхнего выемочного поля вдоль его верхней границы проходят три выработки: одна в качестве вентиляционного штрека 1 с подрывкой вмещающих пород и через целики 7 параллельно штреку две угольные камеры, также разделенные между собой угольным целиком. При этом сечение выработок должно обеспечивать проветривание лавы и других забоев. Поэтому сечение вентиляционного штрека может быть принято минимально возможным, а минимальное сечение нижней угольной камеры 3 должно быть равным S=ml₃, где m - выемочная мощность пласта, м; l₃ - длина заходки, необходимая для нормального перевода рабочего органа технологического добычного комплекса на новую ленту. Если при проходке вентиляционного штрека требуется подрывка вмещающих пустых пород, то необходимо проходить верхнюю угольную камеру 5 для размещения в ней пустой породы от проходки вентиляционного штрека. Сечение верхней угольной камеры должно быть достаточным и для размещения породы согласно условию S= m(l₃+l_п), где l_п - ширина, необходимая для складирования породы от проходки вентиляционного штрека. Особенностью нижней угольной камеры является то, что она проходится с опережением вентиляционного штрека и обязательно с уклоном, обеспечивающим сток воды в сторону основных вскрывающих выработок в период проходки выработок и в дальнейшем в течение всего срока службы выработок. В случае необходимости верхняя и нижняя камеры могут быть разделены крепью или перегородкой.To prepare the uppermost excavation field, three workings pass along its upper boundary: one as a ventilation drift 1 with an undermining of the enclosing rocks and two coal chambers, also separated by the whole coal, parallel to the drift 7 through the pillars 7. At the same time, the cross section of the workings should provide ventilation of the lava and other faces. Therefore, the cross section of the ventilation drift can be taken as minimally possible, and the minimum cross section of the lower coal chamber 3 should be equal to S = ml ₃ , where m is the extraction capacity of the formation, m; l ₃ - the length of the entry required for the normal transfer of the working body of the technological mining complex to a new tape. If, when driving the ventilation drift, undermining of the enclosing waste rock is required, then it is necessary to pass the upper coal chamber 5 to place the empty rock in it from the penetration of the ventilation drift. The cross section of the upper coal chamber should also be sufficient to accommodate the rock according to the condition S = m (l ₃ + l _p ), where l _p is the width necessary for storing the rock from the passage of the ventilation drift. The peculiarity of the lower coal chamber is that it is passed ahead of the ventilation drift and necessarily with a slope that ensures water flow towards the main opening workings during the workings and during the whole life of the workings. If necessary, the upper and lower chambers can be separated by a support or partition.

Для подготовки нижней части выемочного поля проходятся три выработки: транспортный штрек 2 с подрывкой пород и через целик параллельно ему две угольные камеры, также разделенные между собой угольным целиком. При этом нижняя угольная камера 4 проходится с некоторым опережением по отношению к транспортному штреку и верхней угольной камере 6 и обязательно с уклоном для обеспечения свободного стока воды из всех трех выработок в период проходки этих выработок и отработки всего выемочного поля. Транспортный штрек периодически соединяется с верхней угольной камерой сбойками 8 для стока воды и погрузки породы от проходки транспортного штрека. Верхняя угольная камера, в свою очередь, соединяется с нижней сбойками для стока воды из транспортного штрека и верхней угольной камеры. Ширина верхней угольной камеры определяется из условия размещения в ней породы от проходки транспортного штрека, а нижней из условия размещения в ней комбайна или приводных головок с учетом безопасного расстояния для прохода людей. Этим обеспечиваются благоприятные условия работы транспортного штрека в течение всего срока подготовки и отработки выемочного поля, а также оставление в шахте пород от проходки и ремонта выработок. После отработки первого уклонного выемочного поля подготовка всех ниже расположенных выемочных полей осуществляется проходкой только транспортного штрека и ниже его уровня через целик и двух угольных камер. При этом транспортный штрек каждого вышерасположенного выемочного поля служит в качестве вентиляционного при разработке нижнего выемочного поля, верхняя угольная камера служит для заполнения породой от проходки штрека, а нижняя камера используется вместо ниш для перевода рабочего органа технологического добычного комплекса на новую ленту. To prepare the lower part of the excavation field, three workings are carried out: transport drift 2 with blasting rocks and two coal chambers parallel to it, also separated by a coal whole, through the pillar. At the same time, the lower coal chamber 4 passes with a certain advance with respect to the transport drift and the upper coal chamber 6 and is necessarily inclined to ensure free flow of water from all three workings during the sinking of these workings and the development of the entire extraction field. The transport drift is periodically connected to the upper coal chamber by faults 8 to drain the water and load the rock from the passage of the transport drift. The upper coal chamber, in turn, is connected to the lower faults to drain water from the transport drift and the upper coal chamber. The width of the upper coal chamber is determined from the condition of placing the rock in it from driving the drift, and the bottom from the condition of placing the combine or drive heads in it, taking into account the safe distance for people to pass. This ensures favorable working conditions for the transport drift during the entire period of preparation and development of the excavation field, as well as the abandonment of rocks in the mine from the sinking and repair of the workings. After working out the first inclined excavation field, the preparation of all the excavation fields located below is carried out by driving only the transport drift and below its level through the pillar and two coal chambers. In this case, the transport drift of each upstream excavation field serves as a ventilation during the development of the lower extraction field, the upper coal chamber serves to fill the rock from the drift tunnel, and the lower chamber is used instead of niches to transfer the working body of the technological mining complex to a new belt.

Благодаря созданию условий для ускорения проходки транспортного штрека и его более надежной работы в период отработки выемочного поля, а также благодаря ликвидации ниш в лаве создаются условия для увеличения не только нагрузки на лаву, но и производственной мощности шахты в целом. Кроме этого, благодаря оставлению в верхней угольной камере пород от проходки транспортного штрека представляется возможность снизить зольность добываемого угля. Таким образом, при новой технологической схеме обеспечивается не только минимальный объем проходческих работ, в том числе по породам, но и увеличивается длина линии очистного забоя, ликвидируется трудоемкая проходка ниш в лаве, обеспечивается независимость работы лавы от подготовительно-нарезных работ и более надежная и интенсивная работа очистных комплексов независимо от водопритоков и простоев из-за необходимости проходки ниш. Thanks to the creation of conditions for accelerating the driving of the drift and its more reliable operation during the mining of the excavation field, as well as due to the elimination of niches in the lava, conditions are created to increase not only the load on the lava, but also the production capacity of the mine as a whole. In addition, due to the abandonment of rocks in the upper coal chamber from driving the drift, it is possible to reduce the ash content of the mined coal. Thus, the new technological scheme provides not only the minimum amount of tunneling, including rocks, but also increases the length of the face line, eliminates the time-consuming penetration of niches in the lava, ensures the independence of the work of the lava from preparatory cutting and more reliable and intensive the operation of treatment plants regardless of water inflows and downtime due to the need to drive niches.

Claims

A method for developing medium-sized strata deposits, including preparing a sloping excavation field with long posts along the strike, conducting ventilation and transport drifts, characterized in that two chambers are formed below the transport drift through the pillars in coal ahead of and sloping towards the opening workings, the width of the lower chamber set on the basis of the conditions of placement in it of the working body of the technological mining complex, and the width of the upper coal chamber from the conditions of placement of rock in it from ohodki vehicle roadway determined by the formula