Способ двухслоевой селективной выемки сближенными лавами мощного калийного пласта сложного строения

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ДВУХСЛОЕВОЙ СЕЛЕКТИВНОЙ ВЫЕМКИ СБЛИЖЕННЫМИ ЛАВАМИ МОЩНОГО КАЛИЙНОГО ПЛАСТА СЛОЖНОГО СТРОЕНИЯ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Беларуськалий(72) Авторы Калиниченко Петр Иванович Петровский Борис Иванович Тараканов Владимир Аркадьевич Петровский Андрей Борисович Петровский Юрий Борисович(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Беларуськалий(57) 1. Способ двухслоевой селективной выемки сближенными лавами мощного калийного пласта сложного строения, включающий подготовку панели путем проведения по нижним слоям пласта группы из трех выемочных штреков, включающей конвейерный штрек верхней лавы, конвейерный штрек нижней лавы и общий для сближенных лав вентиляционный штрек, и проведение со стороны неотработанного массива совместно с группой выемочных штреков дополнительного панельного транспортного штрека, который затем используют повторно только для проветривания прилегающих к нему частей забоев отстающих сближенных лав смежной панели отработку панели опережающей верхней лавой и отстающей нижней лавой соединение выемочных штреков с верхней лавой отрезными щелями при этом выемку полезного ископаемого осуществляют технологическими циклами с закладкой породы за крепью лавы и доставкой полезного ископаемого из верхней 17776 1 2013.12.30 лавы на транспортное средство в ее конвейерном штреке через отрезную щель в его кровле, а полезного ископаемого из нижней лавы - на транспортное средство в ее конвейерном штреке оставляют между панельным транспортным штреком и конвейерным штреком верхней лавы ленточный целик, ширинукоторого, исходя из условия изоляции выработанного пространства от проникновения горючих газов в повторно используемый штрек,выбирают из выражения(3-5)пр,где пр - предельная ширина целика, расположенного в выработанном пространстве, при уменьшении которой происходит раздавливание целика горным давлением- максимальная глубина распространения в массив в боках панельного транспортного и конвейерного штреков зон с повышенной частотой трещин причем общий для сближенных лав вентиляционный штрек проводят с помощью вспомогательных выработок в центральной части каждой панели вне зоны влияния опорного давления смежной панели в кровле вентиляционного штрека оформляют отрезную вертикальную щель до почвы верхнего слоя полезного ископаемого, которую проводят с опережением очистного забоя на величину не менее ширинызоны опорного давления,определяемой из выражения 0,29-38,6-0,0000792,где- глубина разработки калийного пласта а отрезную щель в кровле конвейерного штрека верхней лавы оформляют в каждом технологическом цикле шнеком комбайна верхней лавы с частичной подрубкой пород почвы под привод забойного конвейера в концевой наклонной части лавы и с предварительным оконтуриванием боков двумя наклонными компенсационными щелями. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вспомогательные выработки, нарезаемые для проведения общего для сближенных лав вентиляционного штрека, по мере выхода их из процесса подготовки панели поочередно заполняют рудой из проходки. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выемку полезного ископаемого в каждой панели ведут с отставанием забоев сближенных лав от забоев опережающих сближенных лав смежной панели на величину не менее 1,5. Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при двухслоевой селективной выемке сближенными лавами мощного калийного пласта сложного строения и в сложных горногеологических условиях. Известен способ селективной выемки пластов полезных ископаемых с двумя породными прослоями, в котором верхний слой отрабатывают опережающей лавой, а нижние селективно в отстающей лаве с возведением бутовых полос под защитой верхнего породного прослоя. Выемочный столб подготавливают двумя бортовыми и средним выемочными штреками. Причем бортовые штреки увеличенного поперечного сечения проводят за два-четыре хода проходческого комбайна на полную мощность пласта и поддерживают на сопряжениях с лавами тяжелыми крепями сопряжения с эстакадами сложной конструкции. А крепь сопряжения на общем вентиляционном штреке в центре столба кинематически связывает между собой механизированные комплексы верхней и нижней лав 1. Недостатками известного способа являются высокие трудозатраты на проведение и поддержание общих для верхней и нижней лав выемочных штреков. По этой же причине способ не пригоден для отработки пласта в сложных горно-геологических условиях на большой глубине его залегания. Наиболее близким техническим решением является способ селективной выемки пластов полезных ископаемых и устройство для его осуществления. Выемку по данному способу ведут опережающей лавой по верхнему слою и под защитой породного прослоя селективно нижних слоев полезного ископаемого в отстающей нижней лаве с использова 2 17776 1 2013.12.30 нием общих трех выемочных штреков, пройденных по нижним слоям пласта. Бортовые штреки соединяют с верхней лавой наклонными опережающими отрезными щелями,обеспечивающими постоянную длину лавы. В среднем вентиляционном штреке отрезную щель нарезают с отставанием от забоя верхней лавы на величину не менее ширины захвата исполнительного органа комбайна верхней лавы. Высоту очистного забоя верхней лавы в районе приводов забойного конвейера увеличивают, а отбитую в кровле породу направляют к отрезной щели исполнительным органом комбайна и далее транспортным средством в бутовую полосу за крепь нижней лавы. Отрезные щели в каждом выемочном штреке оформляют установками, выполненными в виде перемещаемых опорных рам с укрепленными на них несущими консолями с исполнительными органами с возможностью продольного и поперечного перемещения их для обеспечения необходимого наклона отрезных щелей и поддержания постоянной длины верхней лавы 2. Данный способ выемки полезного ископаемого с устройством для его осуществления характеризуется многооперационностью и сложностью технологического процесса, а также большим количеством задействованных в механизированных комплексах энергоемких основных и вспомогательных выемочных машин и агрегатов для выполнения технологического цикла. К тому же для обеспечения безопасного перемещения в нижнюю лаву необходимо предусматривать перекрытие за забоем верхней лавы отрезных щелей, что требует непроизводительных затрат ручного труда и материалов. Установка в отрезных щелях специальных механизированных секций крепи еще более ограничит независимость работы сближенных лав. Задачами изобретения являются снижение трудоемкости технологического процесса за счет его упрощения и сокращения количества единиц вспомогательного оборудования для оформления отрезных щелей и их количества, снижение затрат на проведение и поддержание подготовительных выработок, повышение эффективности технологии в целом. Технический результат достигается тем, что заявляемый способ двухслоевой селективной выемки сближенными лавами мощного калийного пласта сложного строения включает подготовку панели путем проведения по нижним слоям пласта группы из трех выемочных штреков, включающей конвейерный штрек верхней лавы, конвейерный штрек нижней лавы и общий для сближенных лав вентиляционный штрек, и проведение со стороны неотработанного массива совместно с группой выемочных штреков дополнительного панельного транспортного штрека, который затем используют повторно только для проветривания прилегающих к нему частей забоев отстающих сближенных лав смежной панели отработку панели опережающей верхней лавой и отстающей нижней лавой соединение выемочных штреков с верхней лавой отрезными щелями при этом выемку полезного ископаемого осуществляют технологическими циклами с закладкой породы за крепью лавы и доставкой полезного ископаемого из верхней лавы на транспортное средство в ее конвейерном штреке через отрезную щель в его кровле, а полезного ископаемого из нижней лавы - на транспортное средство в ее конвейерном штреке оставляют между панельным транспортным штреком и конвейерным штреком верхней лавы ленточный целик, ширинукоторого, исходя из условия изоляции выработанного пространства от проникновения горючих газов в повторно используемый штрек, выбирают из выражения(3-5)пр,где пр - предельная ширина целика, расположенного в выработанном пространстве, при уменьшении которой происходит раздавливание целика горным давлением- максимальная глубина распространения в массив в боках панельного транспортного и конвейерного штреков зон с повышенной частотой трещин причем общий для сближенных лав вентиляционный штрек проводят с помощью вспомогательных выработок в центральной части каждой панели вне зоны влияния опорного давления смежной панели в кровле вентиляционного штрека оформляют отрезную вертикальную щель до почвы верхнего слоя полезного ископаемого и проводят с опережением 3 17776 1 2013.12.30 очистного забоя на величину не менее ширинызоны опорного давления, определяемой из выражения 0,29-38,6-0,0000792 где- глубина разработки калийного пласта а отрезную щель в кровле конвейерного штрека верхней лавы оформляют в каждом технологическом цикле шнеком комбайна верхней лавы с частичной подрубкой пород почвы под привод забойного конвейера в концевой наклонной части лавы и с предварительным оконтуриванием боков двумя наклонными компенсационными щелями. Вспомогательные выработки, нарезаемые для проведения общего для сближенных лав вентиляционного штрека, по мере выхода их из процесса подготовки панели поочередно заполняют рудой из проходки. Выемку полезного ископаемого в каждой панели ведут с отставанием забоев сближенных лав от забоев опережающих сближенных лав смежной панели на величину не менее 1,5. Двухслоевая селективная выемка сближенными лавами мощного калийного пласта сложного строения с возведением со стороны массива и в центральной части нижней лавы широких закладочных породных полос, а также независимая по сравнению с прототипом работа сближенных лав с оставлением в потерях ленточных целиков между панельным транспортным и конвейерными штреками соответственно верхней и нижней лав с вырубкой шнеков комбайнов сближенных лав в панельный транспортный штрек, используемый повторно только для проветривания прилегающих к нему частей очистных забоев сближенных лав при расположении приводов забойных конвейеров в концевых частях лав, позволят в сложных горно-геологических условиях разработки пласта в разы сократить затраты на проведение и поддержание подготовительных выработок, в том числе за счет беззатратного повторного использования панельного транспортного штрека только для проветривания очистных забоев. А отсутствие на сопряжениях лавы с тремя выемочными штреками вспомогательных машин для нарезки отрезных щелей снижает трудоемкость и энергоемкость технологического цикла и повышает производительность очистных комплексов, в том числе за счет отгрузки полезного ископаемого из лав на свои конвейерные штреки. На фиг. 1 приведена технологическая схема подготовки и двухслоевой выемки сближенными лавами пласта на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1. На схеме показаны панельный транспортный штрек 1, конвейерный штрек 2 верхней лавы, общий вентиляционный штрек 3 сближенных лав, конвейерный штрек 4 нижней лавы, повторно используемый только для проветривания очистных забоев транспортный штрек 1 смежной опережающей панели вспомогательные выработки 5 для проведения вентиляционного штрека 3 и технологические сбойки 6 между штреками 1, 2 и 4. При отработке панели опережающей лавой 7 и отстающей лавой 8 порода от селективной выемки закладывается в породные полосы 9. Для обслуживания и проветривания лавы 7 в кровле вентиляционного штрека проводится вертикальная отрезная щель 10 до почвы верхнего слоя с опережением очистного забоя лавы 7 на величину не менее ширинызоны опорного давления. В кровле штрека 2 оформляется отрезная щель 11 и наклонная часть лавы 12 с использованием наклонных компенсационных щелей 13 в породном прослое 14, проводимых в кровле штрека 2 при подготовке панели. В процессе селективной выемки пласта сближенными лавами 7 и 8 вертикальная отрезная щель 10 может перекрываться над призабойным пространством нижней лавы 8,например, клинообразным щитом 15, связанным гидродомкратами передвижки с забойной крепью верхней лавы 7. Заявленный способ двухслоевой выемки сближенными лавами мощного калийного пласта сложного строения осуществляется следующим образом. Подготовку панели для двухслоевой выемки сближенными лавами, например, Третьего пласта Старобинского месторождения осуществляют путем проведения дополнитель 4 17776 1 2013.12.30 ного панельного транспортного штрека 1 со стороны неотработанного массива совместно с группой из трех выемочных штреков конвейерного штрека 2 верхней лавы, общего для сближенных лав вентиляционного штрека 3 и конвейерного штрека 4 нижней лавы. Между панельным транспортным штреком 1 и конвейерным штреком 2 верхней лавы оставляют ленточный целик, ширинукоторого, исходя из условия изоляции выработанного пространства от проникновения горючих газов в повторно используемый штрек, выбирают из выражения(3-5),где- предельная ширина целика, расположенного в выработанном пространстве, при уменьшении которой происходит раздавливание целика горным давлением- максимальная глубина распространения в массив в боках панельного транспортного 1 и конвейерного 2 штреков зон с повышенной частотой трещин причем общий для сближенных лав вентиляционный штрек 3 проводят с помощью вспомогательных выработок 5 в центральной части каждой панели вне зоны влияния опорного давления смежной панели. При подготовке панели вспомогательные выработки 5 для проведения вентиляционного штрека 3 по мере выхода их из процесса подготовки поочередно заполняют рудой из проходки для безопасной их надработки. Заполнение выработок рудой вплоть до их сопряжений с конвейерным штреком 4 и вентиляционным штреком 3 может осуществляться, например, известной закладочной установкой с роторным метателем. В процессе отработки панели технологические сбойки 6 между панельным транспортным 1 и конвейерным штреком 2 верхней лавы 7 изолируют за ее забоем вентиляционными перемычками с заполнением пространства между ними соляной мелочью от нарезки компенсационных щелей в смежных 1 и 2 штреках. В отстающей нижней лаве 8 при селективной выемке полезного ископаемого порода от селективной выемки закладывается за крепь лавы 8 в виде двух широких полос 9. По мере отработки панели в кровле вентиляционного штрека 3 оформляется вертикальная отрезная щель 10 до почвы верхнего слоя полезного ископаемого с опережением очистного забоя 7 на величину не менее ширинызоны опорного давления, определяемой по формуле 0,29-38,6-0,0000792,где- глубина разработки калийного пласта за забойной крепью верхней лавы 7 отрезная щель 10 может перекрываться, например,клинообразным механизированным щитом 15, связанным с забойной крепью гидродомкратами передвижки. Для отгрузки руды из верхней лавы 7 на ее конвейерный штрек 2 в его кровле оформляют отрезную щель 11 шнеком комбайна лавы 7 с частичной подрубкой пород почвы под привод забойного конвейера в концевой наклонной части 12 лавы 7 с предварительным оконтуриванием боков двумя наклонными компенсационными щелями 13, которые нарезаются в кровле штрека 2 в процессе подготовки панели. Наклонная концевая часть 12 лавы 7 выполняется с оставлением у борта отрезной щели 11 части породного прослоя 14, которая вместе с защитной пачкой полезного ископаемого, оставляемой в кровле подготовительных выработок, обеспечивает безопасную надработку технологических сбоек 6 между конвейерными штреками 2 и 4. При оформлении концевой части лавы в каждом технологическом цикле при движении очистного комбайна от вентиляционного 3 к конвейерному штреку 2 вначале вынимают полезное ископаемое с выходом комбайна на привод забойного конвейера, а затем подрубают породы почвы прослоя 14 с перепуском породы в конвейерный штрек 2 для его заполнения за забоем лавы. Для поддержания кровли верхней лавы 7 на сопряжении с конвейерным штреком 2 крайняя секция забойной крепи может быть оснащена боковым управляемым щитом по аналогии с боковыми гидрофицированными щитами на крепи сопряжения. Предусмотренное в способе повторное использование транспортного штрека 1 смежной панели только для проветривания прилегающих к нему частей очистных забоев верхней 7 и нижней 8 лав рассчитано на естественное сводообразование не ниже уровня 5 17776 1 2013.12.30 почвы лавы 7 в транспортном штреке 1 при наличии компенсационных щелей 13. При этом приводы забойных конвейеров верхней 7 и нижней 8 лав располагаются в концевых их частях с возможностью вырубки на штрек 1 шнеков очистных комбайнов сближенных лав 7 и 8, а сам штрек закрыт для передвижения по нему людей и оборудования очистных комплексов. Селективную выемку пласта сближенными лавами ведут с отставанием их забоев от забоев опережающих сближенных лав смежной панели на величину не менее 1,5. На примере разработки Третьего калийного пласта Старобинского месторождения при наличии в нем выдержанного по мощностисильвинитового слоя целесообразно, по условиям управления кровлей, вовлечение этого слоя в отработку при селективной выемке в нижней лаве трех слоев полезного ископаемого. Источники информации 1. Разработка предложения по дальнейшему совершенствованию и организации производства оборудования для селективной выемки. Отчет о НИР (промежут. по дог.365.В.92-93, этап 2.2). ОАО Белгорхимпром Рук. А.Б. Морев исполн. Морев А.Б. и др. Минск, 1993. - 18 с. 2. Патент Республика Беларусь 3583, МПК 721 27/02,21 41/16, 2000. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6

МПК / Метки

МПК: E21C 41/20

Метки: мощного, строения, сближенными, сложного, способ, селективной, двухслоевой, пласта, калийного, выемки, лавами

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/6-17776-sposob-dvuhsloevojj-selektivnojj-vyemki-sblizhennymi-lavami-moshhnogo-kalijjnogo-plasta-slozhnogo-stroeniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Способ двухслоевой селективной выемки сближенными лавами мощного калийного пласта сложного строения</a>

Похожие патенты