Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОТКРЫТО-ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКИ ПОЛОГОГО УГОЛЬНОГО ПЛАСТА СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ

Изобретение относится к горному делу, в частности к разработке угольных пластов средней мощности с борта или дна карьера средствами механизации, обычно используемыми при подземной разработке, и касается разработки пологих пластов, залегающих под углом первой половины диапазона пологих пластов, т.е. от 0 до 9 градусов к горизонту.

Известен способ отработки угольных пластов с борта карьера средствами механизации, использующимися, обычно, при подземной добыче угля, включающий ведение вскрышных работ карьером с формированием уступов, проведение с уступа наклонных выемочных выработок, оконтуривающих выемочный столб, монтаж на уступе оборудования очистного механизированного комплекса, его внедрение в пласт, выемку угля и выдачу его на уступ [1]. Недостатками способа являются повышенные удельные затраты времени и трудовых ресурсов при производстве монтажно-демонтажных работ, обусловленные тем, что запасы угля в приконтурной зоне угольного карьера ограничены.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому способу, принятым в качестве прототипа, является способ открыто-подземной разработки угольного пласта, включающий ведение вскрышных работ и выемку части пласта, выходящую под наносы, карьером с формированием уступов, выбуривание пласта по технологии глубокой разработки угольных пластов, подготовку запасов проведением штреков и выемку угля средствами комплексной механизации подземных работ [2].

Недостатком способа является то, что он требует значительных удельных затрат времени и трудовых ресурсов на монтажно-демонтажные работы средств комплексной механизации подземных очистных работ, вследствие ограниченности запасов в приконтурной зоне карьера. Кроме того, выбуривание пласта по технологии глубокой разработки предусматривает оставление междукамерных охранных целиков шириной примерно равной ширине самой камеры, что при слабых углях ведет к аварийности очистного забоя. Перечисленные недостатки снижают безопасность и эффективность разработки пологого угольного пласта средней мощности.

Цель изобретения - повышение безопасности и эффективности разработки угольного пласта средней мощности в приконтурной зоне карьера открыто-подземным способом за счет применения мобильных средств механизации подземных очистных работ.

Поставленная цель достигается тем, что в способе открыто-подземной разработки пологого угольного пласта средней мощности, включающем ведение вскрышных работ и выемку части пласта, выходящую под наносы, карьером с формированием уступов, проведение выемочных камер по технологии глубокой разработки угольных пластов с уступа борта карьера, подготовку запасов проведением штреков и выемку угля средствами механизации подземных работ, кровлю выемочной камеры крепят крепью подготовительных выработок, расстояние между выемочными камерами принимают в три-четыре раза больше ширины камеры, в зависимости от прочностных характеристик угольного и породного массивов, уголь междукамерного целика частично вынимают проходческо-очистным комбайном в диагональных заходках, ориентированных под углом 120-135 градусов к оси выемочной камеры и расположенных в шахматном порядке, длину заходки принимают не более длины комбайна, а транспорт отбитого в заходках угля по выемочной камере осуществляют самоходным вагоном.

Предлагаемое изобретение поясняется схемой, на которой показана отработка в приконтурной зоне карьера запасов пласта, залегающего под углом первой половины диапазона пологих пластов, с уступа борта карьера проведением выемочных камер и выемкой диагональных заходок.

Способ может быть реализован следующим образом. С уступа борта угольного карьера комплексом КГРП 1 проводят по очереди, на равном расстоянии друг от друга, выемочные камеры 2, 3, 4, 5 и т.д. по линии падения пласта до вентиляционного штрека 6 отработанного горизонта смежной с угольным карьером шахты, тем самым обеспечивая возможность проветривания камеры (в отсутствие соседней шахты штрек 6 проводят специально). Кровлю выемочных камер 2, 3, 4, 5 крепят крепью подготовительных выработок, например, анкерной. Между камерами 2, 3, 4, 5 оставляют междукамерные целики 7, 8, 9, ширину которых принимают равной 3-4-х кратной ширине выемочной камеры, в зависимости от прочностных характеристик угольного массива. Вынутый из камер 2, 3, 4, 5 уголь вывозят по почве уступа автотранспортом 10 из временного склада 11, формируемого комплексом КГРП в створе с каждой выемочной камерой.

После отхода оборудования комплекса КГРП от выемочной камеры 2 на расстояние, достаточное для маневра очистного и транспортного оборудования, в этой камере приступают к частичной выемке междукамерного целика 7 и целика с противоположной стороны камеры. Для этого комбайном 12 фронтального действия, например, типа JOY, способного проводить горные выработки под углом к горизонту, входящим в первую половину диапазона пологих пластов, начиная от сопряжения камеры 2 с вентиляционным штреком 6 (или от уступа), вынимают уголь с обеих сторон камеры в диагональных заходках 13, 14, 15, 16 и т.д., ориентированных под углом 120…135 градусов к оси выемочной камеры 2. Между заходками оставляют охранные целики 17, 18, 19 и т.д., по ширине примерно равные ширине заходки. Заходки и охранные целики располагают в шахматном порядке относительно оси выемочной камеры. Отбитый уголь самоходным вагоном 20, также способным работать в выработках, наклоненных к горизонту на угол, входящий в первую половину диапазона пологих пластов, вывозят за пределы выемочной камеры и выгружают на ближайший временный склад 11. Длину заходки принимают не более длины комбайна 12.

После отработки всех возможных заходок в выемочной камере 2, очистные работы переносят в выемочную камеру 3, затем - 4 и т.д.

Крепление кровли выемочных камер крепью подготовительных выработок повышает устойчивость камер, а соединение их с вентиляционным штреком обеспечивает возможность проветривания. Увеличение в 3-4 раза ширины междукамерного целика повышает его устойчивость. Эти факторы способствуют повышению безопасности ведения горных работ. Выемка междукамерных целиков мобильными средствами механизации типа проходческо-очистной комбайн и самоходный вагон не требует больших затрат времени и трудовых ресурсов при производстве монтажно-демонтажных работ, интенсифицирует процесс добычи угля, повышает производительность труда. Совокупность достигнутых положительных результатов свидетельствует о достижении поставленной цели.

Источники информации

1. Способ изоляции монтажной площадки при отработке угольного пласта с поверхности. Патент РФ 1751334, опубл. 30.07.1992, бюл. №28 (аналог);

2. Способ комбинированной разработки угольного месторождения. Патент РФ 2430236, опубл. 27.09.2011, бюл. №27 (прототип).