Способ комбинированной разработки пологих пластов угольных месторождений

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при комбинированной разработке пологих пластов угольных месторождений.

Известен способ комбинированной разработки пластовых месторождений, включающий ведение открытых горных работ, проведение подземных горных выработок и ведение добычных работ подземным способом патент РФ №2194858, МПК⁷ Е21С 41/00, 2002 г. [1].

Недостатком известного способа является то, что недостаточно обеспечивается извлечения запасов в целике между контуром карьера и подземной разработки.

Известна установка шнекового бурения MB D60-1.2MIL / Ø610 - Ø1828 мм компании Michael Byrne, https://novatechservice.ru/equipment/bur/mb-d6072-15 [2]. Данный вид оборудования применяется для прокладки труб и футляров под автодорогами, железными дорогами, строениями и во всех тех случаях, когда целостность поверхностного слоя почвы или покрытия не должна быть нарушена.

Недостатком данного оборудования является затрудненное извлечение труб из массива пород, а как следствие нерентабельность добычи запасов при данной конструкции, в связи с высокой стоимостью металлических труб.

Известен способ комбинированной разработки пологих пластов угольных месторождений, включающий ведение открытых горных работ, выбуривание пласта по подземной технологии глубокой разработки угольных пластов, патент РФ №2312218, МПК⁷ E21C 41/00, 2007 г. [3], являющимся наиболее близким к заявленному способу - прототип.

Основным недостатком данной технологии является то, что при провидении выбуривания угольного пласта возникают высокие потери в оставляемых предохранительных целиках.

Задачей изобретения является необходимость разработки способа извлечения запасов угля, минимизирующего потери полезного ископаемого.

Техническим результатом является снижение потерь полезного ископаемого при извлечения запасов угля.

Предлагаемый способ комбинированной разработки пологих пластов угольных месторождений, включающий ведение открытых горных работ, выбуривание пласта по технологии глубокой разработки угольных пластов после прекращения открытых горных работ, ведение подземных горных работ, причем выбуривание угольного пласта из целика оставляемого в борту карьера осуществляют с применением обсадной конусной трубы, которую оставляют в выработанном пространстве до момента завершения второй заходки, пройденной параллельно и в плотную с предыдущей, затем извлекают трубу из первой заходки и процесс повторяется, извлечение трубы выполняют одновременным натяжением по оси трубы в сторону выработанного пространства мощным бульдозером и передачей вибрационных импульсов за местом крепления натяжного усилия через инструмент гидромолота выполненного в виде подушки с сегментом окружности радиусом равным внешнему радиусу трубы.

Отличительными признаками являются:

- выбуривание угольного пласта из целика оставляемого в борту карьера осуществляют с применением обсадной конусной трубы, это обеспечивает устойчивость выработки в процессе извлечения полезного ископаемого, а также снижает прилагаемое усилие при ее извлечении;

- обсадную конусную трубу оставляют в выработанном пространстве до момента завершения второй заходки, пройденной параллельно и в плотную с предыдущей, что обеспечивает минимизацию потерь полезного ископаемого в целиках между заходками;

- обсадную конусную трубу извлекают из первой заходки после завершения второй заходки и процесс повторяется, это обеспечивает управляемый процесс обрушения выработанного пространства обеспечивающего снижение потерь полезного ископаемого при извлечения запасов угля;

- извлечение трубы выполняют одновременным натяжением по оси трубы в сторону выработанного пространства мощным бульдозером и передачей вибрационных импульсов за местом крепления натяжного усилия через инструмент гидромолота выполненного в виде подушки с сегментом окружности радиусом равным внешнему радиусу трубы, что снижает прилагаемое усилие при ее извлечении и обеспечивает минимизацию потерь полезного ископаемого в целиках между заходками.

Сущность способа поясняется на Фиг. показывающей схему выбуривания угольного пласта на фронтальном виде.

Условные обозначения, принятые на Фиг.:

1 - угольный пласт; 2 - пустые породы залегающие выше пласта; 3 – контур заходки зафиксированной горизонтальной обсадной конусной трубой; 4 - контур последующей заходки зафиксированной горизонтальной обсадной второй конусной трубой; 5 – потери полезного ископаемого на подошве угольного пласта в целиках между заходками; 6 - потери полезного ископаемого у кровли угольного пласта в целиках между заходками; 7 – концентрация теряемого полезного ископаемого у кровли угольного пласта после обрушения выработанного пространства при извлечении угля.

Способ осуществляется следующим образом.

На месторождении угольного пласта 1 пологого залегания, после завершения ведения открытых горных работ происходит обнажение почвы пласта 1. Затем в выработанном пространстве ведут работы по выбуриванию вышеупомянутого пласта [2]. Выбуривание угольного пласта осуществляется буровым инструментом, со шнеком, находящимся в конусной трубе являющейся трубчатой крепью. Выбуривание угольного пласта происходит на глубину равную не более двойной длины перевозящего транспортного вагона на транспорте или меньше. Конусная труба для работ имеет величину изменения диаметра на метр ее длины 2 мм, что снижает прилагаемое усилие при ее извлечении и изготавливается такая труба по заказу. Помимо этого, предусматриваются проушины со стороны широкого конца, для фиксирования зацепного устройства в процессе извлечения. Проушины расположены друг на против друга, что позволит избежать деформирование трубы. Буровой станок горизонтального бурения устанавливают на подготовленную площадку с буровым инструментом, заключенным в конусной трубе, и производят бурение на всю длину трубы. Параллельно с бурением ведется погрузка добытого угля при помощи конвейерного перегружателя в автосамосвал. Далее извлекается буровой инструмент, переставляется буровой станок и производит бурение второй скважины буровым инструментом в конусной трубе вплотную к предыдущей. После завершение бурения на всю глубину трубы извлекается буровой инструмент, переставляется буровой станок. После этого происходит извлечение конусной трубы первой скважины бульдозерным оборудованием с тяговым классом не ниже 6 по тяговым показателям, мощностью не ниже 103 кВт, с креплением его за специально предназначенные проушины в конусной трубе. Далее процесс повторяется.

Предлагаемый способ комбинированной разработки пологих пластов угольных месторождений позволяет:

- снизить потери полезного ископаемого оставляемого в целиках за счет того, что каждая последующая скважина будет примыкать к конусной трубе предыдущей заходки, а потери полезного ископаемого в квадратном сечении со стороной равной диаметру выбуриваемой скважины составит 21,5%, что ниже на 28,5 %, чем в прототипе.

- Обеспечивать более высокую устойчивость горных пород вскрыши при ведении работ по выбуриванию угольного пласта, снижение усилия при извлечении обсадной трубы за счет ее конусной формы, и управление обрушением кровли пласта при извлечении конусной трубы.

Источники информации

1. Патент РФ №2194858 МПК⁷ Е21С41/00, Дата публикации 20.12.2002 г.

2. Станок шнекового бурения MB D60-1.2MIL https://novatechservice.ru/equipment/bur/mb-d6072-15

3. Патент РФ №2312218 МПК⁷ E21C41/00, Дата публикации 10.12.2007г.