Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОТРАБОТКИ КАЛИЙНЫХ ПЛАСТОВ

Изобретение относится к горной промышленности и позволяет вести отработку калийных пластов смешанного состава некондиционных по мощности и сложного строения с некондиционными слоями комбайновой выемкой при камерной системе разработки.

Известен способ отработки мощного пологого пласта, разделенного породным прослоем, включающий комбайновую отработку пласта камерами последовательными заходками по слоям, транспортировку полезного ископаемого самоходным транспортным средством, с отработкой пласта в камере комбайном с барабанным или стреловым исполнительным органом, при этом первоначально вынимают часть нижнего слоя пласта полезного ископаемого по контакту с прослоем каменной соли на всю ширину и длину камеры или ее часть, после чего производят отбойку прослоя на всю длину и ширину камеры с удалением отбитой каменной соли из отрабатываемой камеры, а затем на всю ширину и длину камеры производят отбойку и отгрузку сначала верхней части пласта и последовательно доработку нижнего слоя, причем мощность первого отрабатываемого слоя должна отвечать определенному условию. Отбойку производят несколькими ходами комбайна с последующим их расширением до проектной ширины, при этом отбойку прослоя каменной соли, а также верхнего калийного слоя и доработку нижнего слоя производят последовательными ходами комбайна или на всю длину камеры, или ее часть (патент №2439322 РФ, МПК: E21C 41/20; заявка №2010123083/03, заявл. 08.06.2010, опубл. 10.01.2012).

Недостаток данного способа заключается в существенном увеличении затрат на погрузочно-доставочные работы при отгрузке некондиционного слоя отрабатываемого пласта из очистной камеры в соседние отработанные камеры для использования его в качестве закладочного материала. Кроме того, не учтены условия нормализации пылегазовой обстановки при ведении работ.

Наиболее близким к предлагаемому является способ разработки мощного пологого калийного пласта с прослойком каменной соли (патент 2421616 РФ, МПК E21C 41/20, опубл. 20.06.2011, бюл №17), включающий отработку пласта камерами комбайном избирательного действия с барабанным исполнительным органом послойно сразу на всю мощность пласта, транспортировку полезного ископаемого самоходным транспортным средством, отработку пласта в камере ведут начиная с нижнего слоя, при этом заходки по слоям выполняют на максимальную величину по исполнительному органу комбайна, а при выполнении заходки по прослою каменной соли отбитую соль размещают вслед за комбайном на почве камеры в виде слоя определенной максимальной толщины

Послойная отработка калийных пластов комбайнами избирательного действия с барабанным исполнительным органом, не оборудованными щитом ограждения зоны работы исполнительного органа, сопровождается значительным превышением уровня запыленности при работе в тупиковом забое при камерной системе разработки. Из-за этого недостатка они не получили широкого применения при отработке калийных пластов.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в возможности вовлечения в разработку калийных пластов смешанного состава, некондиционных по мощности и сложного строения с некондиционными слоями, а также в нормализации пылевоздушной среды в рабочей зоне машиниста комбайна.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе отработки калийных пластов камерной системой разработки, включающем проведение подготовительных работ, послойную очистную выемку калийного пласта в отрабатываемой камере с оставлением непродуктивного слоя пласта на почве отрабатываемой камере, отработку калийных пластов осуществляют с использованием комбайнов разного типа действия, при этом первоначально обеспечивают сквозное проветривание в очистной камеры, для чего в проектном контуре отрабатываемой камеры комбайном бурового типа проходят разрезной подготовительный комбайновый ход на всю ее длину и сбивают с вентиляционным штреком, затем производят раздельную выемку продуктивных слоев калийного пласта комбайнами избирательного, непрерывного или циклического действия послойно на всю длину очистной камеры, начиная с отработки нижнего продуктивного слоя пласта с отгрузкой его в самоходный вагон, а после отгона комбайна осуществляют выемку непродуктивного слоя пласта с размещением его на почве отрабатываемой камеры, после чего аналогичным способом отрабатывают оставшийся продуктивный слой пласта с отгрузкой его в самоходный вагон и транспортировкой из камеры до общерудничных средств доставки.

Запыленный воздух из зоны работы машиниста комбайна и машиниста самоходного вагона дополнительно к сквозному проветриванию удаляют последовательным подключением (наращиванием) звеньев вентиляционного става до рабочей зоны

Использование комбайнов либо избирательного, непрерывного, или циклического действия в сочетании с комбайнами бурового типа позволяет вовлечь в разработку калийные пласты смешанного состава, некондиционные по мощности и сложного строения с некондиционными слоями, с применением элементов технологии валовой и послойной отработки калийного пласта и повысить производительность добычных работ.

Отработка калийных пластов комбайнами избирательного, или непрерывного, или циклического действия, не оборудованных щитом ограждения зоны работы исполнительного органа, сопровождается значительным превышением уровня запыленности при работе в тупиковом забое при камерной системе разработки. В этом случае необходима нормализация пылевоздушной среды в рабочей зоне машиниста комбайна путем удаления пыли на вентиляционный штрек из очистной камеры через пройденный сквозной подготовительный комбайновый ход и обеспечение проветривания камеры за счет общешахтной депрессии, без дополнительных мер по удалению отработанной воздушной струи из забоя.

Сущность способа поясняется чертежами, где на фиг.1 - схема добычных работ в камере; на фиг 2 - проходка разрезной выработки; фиг.3 - разрез по А-А.

На чертежах обозначено: 1 - добычной комбайн; 2 - очистная камера; 3 - разрезная выработка; 4 - ход, пройденный комбайном бурового типа; 5 - вентиляционный штрек; 6 - вентилятор местного проветривания; 7 - вентиляционный став; 8 - звенья вентиляционных труб; 9 - складированная каменная соль; 10 - самоходный вагон; 11 - калийный пласт; 12 - породный прослой каменной соли.

Способ осуществляется следующим образом.

Отработку калийного пласта смешанного состава или сложного строения производят одновременно в двух и более камерах добычными комбайнами 1 разного типа действия, причем в них последовательно осуществляют очистные и подготовительные работы (фиг.1).

Первоначально в проектном контуре очистной камеры 2 проходят тупиковую разрезную выработку 3 комбайном бурового типа 4 до ее сбойки с вентиляционным штреком 5. Проветривание тупикового забоя при проходке разрезной выработки осуществляют с помощью вентилятора местного проветривания 6 и вентиляционного става 7, который собирают из звеньев вентиляционных труб 8, наращиваемых по мере подвигания забоя (фиг.1). После сбойки разрезной выработки 3 с вентиляционным штреком 5 осуществляется сквозное проветривание. Вентиляционный став при этом остается в камере, но звенья вентиляционного става разъединяют.

После проходки разрезной выработки комбайн бурового типа 4 перегоняют в следующую планируемую к отработке камеру для ведения подготовительных работ с проходкой очередного разрезного хода.

Далее производят очистные работы.

Оставшиеся запасы камеры отрабатывают послойно с раздельной выемкой продуктивных слоев калийного пласта 11 комбайнами либо избирательного, либо непрерывного, либо циклического действия, например со стреловидным исполнительным органом. Это позволяет повысить уровень использования комбайнов, обусловленный отсутствием совмещения во времени операций проходческого цикла, связанных с отгонами комбайна для зарубки на следующий отрабатываемый слой пласта, исключая тем самым цикличность операций и обеспечивая поточность данной технологии с увеличением при этом коэффициента машинного времени работы комбайна по отбойке горной массы.

Первоначально комбайном 1 отбивают нижний кондиционный слой полезного ископаемого на всю длину камеры с отгрузкой добытой руды средствами доставки, например самоходным вагоном 10, из отрабатываемой камеры (фиг.2).

Затем также на всю длину камеры отбивают породный прослой каменной соли 12, который не вывозят из камеры, а складируют 9 во время ведения очистных работ в отработанном пространстве камеры, например путем поворота хвостовой части разгрузочного конвейера комбайна на 45° вправо (фиг.1, 3).

Добытая кондиционная руда из продуктивных слоев пласта отгружается в самоходный вагон, например путем поворота хвостовой части разгрузочного конвейера комбайна на 45° влево. Далее ее вывозят из очистной камеры до средств общерудничного транспорта (фиг.3).

При ведении очистных работ комбайнами с послойной выемкой отрабатываемого пласта в дополнение к сквозному проветриванию удаляют запыленный воздух из зоны работы машиниста комбайна и машиниста самоходного вагона последовательным подключением (наращиванием) звеньев вентиляционного става 7, который использовался при проходке разрезной выработки 3. Это достигается монтажом соединительных звеньев. Воздушная струя вентилятора местного проветривания 6 направляется в зону работы машиниста комбайна. Этот прием позволяет эффективно проветривать и удалять запыленный воздух из зоны работы машиниста комбайна и машиниста самоходного вагона.

Использование предложенного изобретения позволит вовлечь в отработку калийные пласты смешанного состава, некондиционные по мощности и сложного строения с некондиционными слоями, которые для увеличения рудной базы калийных предприятий из категории забалансовых запасов переводят в категорию балансовых, а также повысить эффективность добычи руды за счет непрерывности ведения послойной выемки калийных пластов с применением ранее не используемых типов комбайнов, которые не получили широкого применения из-за высокой стоимости систем пылеподавления сухого и мокрого улавливания пыли, сопоставимых по стоимости с очистными комбайнами данного типа, а также нормализации пылегазовой обстановки в рабочей зоне машинистов комбайна и самоходного вагона.