Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОХРАНЫ ПОВТОРНО ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для охраны подготовительных горных выработок.

Известен способ охраны подготовительных выработок при разработке угольных пластов длинными столбами с использованием конвейерной выработки одного столба в качестве вентиляционной для смежного столба, включающий размещение двух рядов пневмобалонов вслед за проходом очистного забоя, и после отработки выемочного столба и стабилизации смещения горных пород, извлечение одного ряда пневмобаллонов, примыкающего к массиву угля смежного выемочного столба, и по мере отработки смежного столба вслед за проходом очистного забоя извлечение второго ряда певмобаллонов из указанной выработки и погашение ее (А.С. 619652, опубл. 15.08.1978).

Недостатком указанного способа является установка одних только пневмобаллонов, что не создает значительной жесткости для консоли обрушающихся пород, что приводит к повышению затрат на поддержание подготовительных выработок.

Известен способ охраны участковых подготовительных выработок, включающий проведение участковых подготовительных выработок, оконтуривающих столбы полезного ископаемого, крепление участковых подготовительных выработок, отработку пласта полезного ископаемого лавами без оставления целиков полезного ископаемого между столбами и возведение в выработанном пространстве за лавами искусственных сооружений для охраны повторно используемых участковых подготовительных выработок с неснижаемым опережением забоя лавы, производят ослабление пласта полезного ископаемого в боках выработки путем создания в нем щели, при этом податливость пласта повышают до величин, превышающих податливости искусственных сооружений, а в глубину ослабления пласта полезного ископаемого со стороны нетронутого массива от выработки принимают больше глубины распространения в массив области интенсивного разрушения пласта полезного ископаемого в краевой зоне, прилегающей к выработанному пространству, а глубину ослабления пласта полезного ископаемого со стороны выработанного пространства от выработки принимают равной ширине искусственного сооружения, причем ослабление пласта полезного ископаемого при залегании в кровле выработки слабых пород производят с неснижаемым опережением забоя лавы, превышающим ширину зоны опорного давления, возникающего впереди лавы, а высоту щели принимают меньше податливости искусственного сооружения, возводимого за лавой, для охраны повторно используемых подготовительных выработок(патент RU 2134786, опубл. 20.08.1999).

Недостатком указанного способа является то, что ослабление пласта полезного ископаемого осуществляют после проведение подготовительных выработок, что приводит к разрушению пласта полезного ископаемого, появлению трещин в породах кровли на участках, примыкающих к подготовительной выработке еще до отработки выемочного столба обратным ходом, а в последующем может привести к вывалообразованиям на указанных участках, что будет отрицательно сказываться на состоянии подготовительных выработок.

Известен способ возведения околоштрековой охранной полосы с активным усилием начального распора и быстрым нарастанием сопротивления, взятый в качестве прототипа, включающий установку тумб Буллфлекс в два ряда в шахматном порядке на сопряжении лавы с конвейерным штреком (см. журнал Глюкауф №15/16, 1989, с.19-25).

Недостатком указанного способа является относительно большая продолжительность времени (около 5 часов) для того, чтобы тумбы вышли на рабочее сопротивление. Авторы указывают, что конец участка околоштрековой полосы из посадочных тумб приняли на себя действие горного давления находясь в 90 м за лавой.

Известен способ охраны повторно используемых подготовительных выработок тумбами из деревянно-бетонных блоков, взятый в качестве прототипа. Способ включает установку тумб, сложенных из деревянно-бетонных блоков на высоту, равную мощности вынимаемого пласта, причем деревянно-бетонные блоки установлены в металлическую обойму и закреплены в ней твердеющим раствором (Охрана повторно используемых подготовительных выработок тумбами из деревянно-бетонных блоков/ Рутьков К.И., Беликов В.В., Беликова Н.В. Уголь 2000, №10, стр.59-61).

Недостатком указанного способа является установка крепи без предварительного распора, что может привести к вывалообразованиям и снижению безопасности работ.

Техническим результатом является повышение эффективности и безопасности охраны повторно используемых подготовительных выработок путем установки на сопряжении очистного забоя, примыкающего к подготовительной выработке, крепи с предварительным распором.

Технический результат достигается тем, что в способе охраны повторно используемых подготовительных выработок при разработке угольных пластов, включающем проведение подготовительных выработок оконтуривающих столбы полезного ископаемого и установку друг на друга нескольких цилиндрических деревянно-бетонных блоков на всю мощность вынимаемого пласта на сопряжении лавы с подготовительной выработкой, отличающийся тем, что деревянно-бетонные блоки устанавливают с предварительным распором путем размещения между ними пневмобаллона в полом цилиндрическом блоке, затем в пневмобаллон подают сжатый воздух и распирают деревянно-бетонные блоки между боковыми породами, а после опускания пород кровли и соприкосновения всех деревянно-бетонных блоков между собой под действием горного давления пневмобаллон извлекают в подготовительную выработку, а на его место размещают недостающую часть до полного обьема полого цилиндрического блока, при этом установку друг на друга цилиндрических деревянно-бетонных блоков производят на высоту удовлетворяющую условию:

h_дб×n+h_б+(h_пб.з-h_б)≥m,

где h_дб - высота деревянно-бетонного блока, м;

n - количество деревянно-бетонных блоков, установленных по мощности вынимаемого пласта, шт.;

h_б - высота полого цилиндрического блока, м;

h_пб.з - высота пневмобаллона при наполнении его сжатым воздухом, м;

m - мощность вынимаемого пласта, м.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема охраны повторно используемых подготовительных выработок тумбами из деревянно-бетонных блоков и пневмобаллонами. На фиг.2 - разрез по линии А-А, на котором показана схема установки блоков между кровлей и почвой пласта и схема установки в одном из блоков пневмобаллона в незагруженном состоянии. На фиг.3 - разрез по линии А-А, на котором показана схема установки блоков между кровлей и почвой пласта и схема установки в одном из блоков пневмобаллона при подаче в него сжатого воздуха. На фиг.4 - разрез по линии Б-Б, на котором показана схема установки блоков, распертых между кровлей и почвой пласта при опускании пород кровли и извлеченном пневмобаллоне.

На фиг. 1-4 показано: 1 - подготовительная выработка; 2 - крепь подготовительной выработки; 3 - ниша; 4 - стойки для крепления ниши; 5 - верхняк; 6 - очистной забой; 7 - механизированная крепь; 8 - стойки, установленные под прогоны; 9 - прогоны; 10 - приводная головка забойного конвейера; 11 - забойный конвейер; 12 - скребковый конвейер; 13 - переходной мостик; 14 - крепь сопряжения; 15 - лебедка для перемещения крепи сопряжения; 16 - органка; 17 - деревянно-бетонные блоки; 18 - полый цилиндрический блок; 19 - пневмобаллон; 20 - блок, дополняющий полый цилиндрический блок до полного обьема.

Сущность изобретения заключается в следующем. После проведения подготовительных выработок, оконтуривающих столбы полезного ископаемого, выемку полезного ископаемого осуществляют в обратном направлении с повторным использованием подготовительной выработки 1 (конвейерного штрека), закрепленной арочной податливой крепью 2. На сопряжении с подготовительной выработкой 1 размещена ниша 3, которая закреплена индивидуальными металлическими стойками 4 и металлическими верхняками 5. Очистной забой 6 оборудован механизированной крепью 7. На сопряжении очистного забоя 6 и подготовительной выработкой 1 устанавливают деревянные стойки 8 под деревянные прогоны 9, которые устанавливают перпендикулярно оси подготовительной выработки 1. В подготовительной выработке 1 на сопряжении с очистным забоем 7 размещены: приводная головка 10 забойного конвейера 11, скребковый конвейер 12, над которым размещен переходной мостик 13, а также крепь сопряжения 14, передвигающаяся по длине подготовительной выработки с помощью лебедки 15 (фиг.1). Для охраны подготовительной выработки 1, при повторном ее использовании, за первой секцией механизированной крепи 7 (от борта подготовительной выработки) устанавливают органную крепь 16, а за ней, между деревянными прогонами 9, устанавливают друг на друга деревянно-бетонные блоки 17, а на них полый цилиндрический блок 18 с пневмобаллоном 19 (фиг.1). Установку друг на друга цилиндрических деревянно-бетонных блоков и полого цилиндрического блока с пневмобаллонном производят на высоту, удовлетворяющую условию:

h_дб×n+h_б+(h_пб.з-h_б)≥m,

где h_дб - высота деревянно-бетонного блока, м;

n - количество деревянно-бетонных блоков установленных по мощности вынимаемого пласта, шт.;

h_б - высота полого цилиндрического блока, м;

h_пб.з - высота пневмобаллона при наполнении его сжатым воздухом, м;

m - мощность вынимаемого пласта, м.

Высота деревянно-бетонных блоков h_дб горазда меньше мощности вынимаемого пласта m. Поэтому на всю мощность пласта устанавливают несколько цилиндрических деревянно-бетонных блоков с зазором Δh (фиг.2) Для создания предварительного распора один из цилиндрических блоков 18 выполнен полым. В полую часть цилиндрического блока размещают пневмобаллон 19 (фиг.2). В пневмобаллон подают сжатый воздух и все цилиндрические деревянно-бетонные блоки распирают между кровлей и почвой пласта (фиг.3), а после опускания пород кровли и соприкосновения всех блоков между собой под действием горного давления пневмобаллон извлекают в подготовительную выработку, а на его место досылают блок 20, дополняющий полый цилиндрический блок до полного обьема (фиг.4).

Применение предлагаемого способа позволит повысить эффективность и безопасность охраны пластового штрека путем возведение с предварительным распором деревянно-бетонных блоков на сопряжении очистного забоя с подготовительной выработкой при повторном ее использовании.