RU2069748C1

RU2069748C1 - Method for rill cut mining of thick steeply dipping beds with filling

Info

Publication number: RU2069748C1
Application number: RU93052901A
Authority: RU
Inventors: И.А. Файнер; В.В. Хан; А.В. Легостаев; Ю.Д. Торф; С.В. Ткач; В.А. Казаков; М.Д. Капустин; С.А. Шахурдин; Н.И. Яковлев; С.Н. Суховольский
Original assignee: Акционерное общество "Прокопьевскуголь"
Priority date: 1993-11-22
Filing date: 1993-11-22
Publication date: 1996-11-27

Abstract

FIELD: mining. SUBSTANCE: method for rill cut mining of thick steeply drilling beds with filling includes dividing the bed into inclined slices and their extraction in descending or ascending manner of each slice by short strips along the strike and filling. Formed in fill mass of extracted slice are drifts and inclines for working the adjacent inclined slice by displacing similar drifts in adjacent slices through the value of half of cross-section to the dip or to the rise of the bed. Stopes in the adjacent slices are formed by alternating on different districts of extraction field by changing the direction of extraction of short strips in adjacent slices to opposite one. Besides, prior to filling, supports with anchoring devices are laid in each strip on its floor. EFFECT: higher efficiency. 2 cl, 22 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке мощных крутых пластов с закладкой литыми твердеющими смесями выработанного пространства. The invention relates to the mining industry and can be used in the development of powerful steep formations with the laying cast hardening mixtures of the worked out space.

В практике разработки мощных крутых пластов широкое применение находят система разработки наклонными слоями в восходящем или нисходящем порядке с закладкой выработанного пространства (Разработка мощных крутопадающих угольных пластов Кузбасса с закладкой. Углетехиздат, 1951, с. 72-102). In practice, the development of powerful steep seams is widely used by the system of development of inclined layers in ascending or descending order with the laying of the worked out space (Development of powerful steeply falling coal seams of the Kuzbass with a bookmark. Ugletekhizdat, 1951, pp. 72-102).

Система разработки мощных крутых пластов наклонными слоями в нисходящем порядке проще конструктивно и экономичнее системы разработки наклонных слоев в выходящем порядке, но она пока не находит применения в Кузбассе из-за отсутствия быстро слеживающихся закладочных материалов. The system for developing powerful steep formations with inclined layers in a descending order is simpler structurally and more economically than the system for developing inclined layers in an outgoing order, but it still does not find application in Kuzbass due to the lack of rapidly caking filling materials.

Наиболее близким техническим решением по своей сути и достигаемому эффекту к предлагаемой технологии отработки мощных крутых пластов является система разработки наклонными слоями с выемкой полосами по простиранию (Горное дело. Терминологический словарь. М. Недра, 1990, с. 48-49). The closest technical solution in its essence and the achieved effect to the proposed technology for developing powerful steep formations is a system for the development of inclined layers with a notch strip along strike (Mining. Terminological Dictionary. M. Nedra, 1990, pp. 48-49).

Осложнение применения системы разработки наклонными слоями в нисходящем порядке вызывается выше указанными причинами отсутствие быстро слеживающихся и малоусадочных закладочных материалов. Правда, в настоящее время на шахте "Коксовая" в АО "Прокопьевскуголь" освоен промышленный закладочный комплекс по производству твердеющих смесей для закладки выработанного пространства. A complication of the use of the development system of inclined layers in a descending order is caused by the above reasons due to the absence of rapidly caking and low shrinkage filling materials. True, at present, the Koksovaya mine in JSC Prokopyevskugol has mastered the industrial filling complex for the production of hardening mixtures for laying the mined-out space.

Целью изобретения является повышение безопасности и эффективности горных работ. The aim of the invention is to increase the safety and efficiency of mining.

Цель достигается тем, что выемочное поле мощного пласта крутого падения отрабатывается наклонными слоями с выемкой каждого слоя короткими полосами в нисходящем порядке (в направлении от вентиляционного горизонта к откаточному) с литой твердеющей закладкой. Первый наклонный слой подготавливается при помощи проведения у кровли скатов и штреков, причем при отработке первого наклонного слоя формируются у почвы слоя в твердеющем закладочном массиве штреки и скаты, которые будут использоваться в качестве подготовительных выработок при отработке второго наклонного слоя, для чего вентиляционные и конвейерные штреки в каждой полосе последующих к отработке наклонных слоев смещают на половину сечения по падению или восстанию пласта относительно аналогичных выработок смежного ранее отработанного наклонного слоя. The goal is achieved in that the excavation field of a powerful steep dip layer is worked out by inclined layers with each layer being cut in short strips in a descending order (in the direction from the ventilation horizon to the discharge horizon) with a cast hardening tab. The first inclined layer is prepared by holding slopes and drifts near the roof, and when mining the first inclined layer, layers and slopes are formed at the soil layer in the hardening backfill array, which will be used as preparatory workings during the development of the second inclined layer, for which ventilation and conveyor drifts in each lane of inclined layers subsequent to mining, they are shifted by half a section according to the dip or rising of the formation relative to similar workings of the adjacent previously worked o inclined layer.

При отработке каждого последующего наклонного слоя, кроме последнего, также формируются на почве слоя в твердеющем закладочном массиве скаты и штреки, которые используются при отработке каждого смежного наклонного слоя, при этом направление движения забоев коротких полос в каждом последующем слое изменяется на обратное, а формирование скатов осуществляется, начиная со второго наклонного слоя, в следующей последовательности, если в предыдущем наклонном слое скаты на флангах и в центре выемочного поля, то в смежном слое на границах между крайними и средними блоками выемочного поля. During the development of each subsequent inclined layer, in addition to the last, slopes and drifts are also formed on the soil of the layer in the hardening backfill array, which are used in the development of each adjacent inclined layer, while the direction of movement of the faces of the short strips in each subsequent layer is reversed, and the formation of slopes is carried out starting from the second inclined layer, in the following sequence, if in the previous inclined layer the slopes on the flanks and in the center of the excavation field, then in the adjacent layer at the boundaries between extreme and middle blocks of the excavation field.

При отработке каждой короткой полосы перед приемом литой твердеющей смеси на угольный целик отрабатываемой короткой полосы данного наклонного слоя между его почвой и кровлей укладываются вкрест простирания лежни (стойки) с металлической арматурой для усиления твердеющего массива, которые в последующей короткой полосе используются в качестве элемента крепи бортового круга. When working out each short strip before taking the cast hardening mixture onto the coal pillar of the worked short strip of this inclined layer, between the soil and the roof are laid across the stretches of the bed (stand) with metal reinforcement to strengthen the hardening mass, which in the subsequent short strip are used as an element of the side support circle.

Проведенные патентные исследования показывают, что ни в патентной, ни в научно-технической литературе не имеется сведений о технологии разработки мощных крутых пластов с закладкой выработанного пространства, которая характеризовалась бы той же совокупностью существенных признаков, что и заявляемая в качестве изобретения технология. Поэтому она отвечает критерию патентоспособности "Новизна". The conducted patent studies show that neither in the patent nor in the scientific and technical literature there is information about the technology for the development of powerful steep formations with the laying of the worked out space, which would be characterized by the same set of essential features as the technology claimed as an invention. Therefore, it meets the patentability criterion of "Novelty."

Сопоставительный анализ патентуемой технологии отработки мощных крутых пластов с аналогичными известными решениями показывает, что она (технология) более эффективная, при этом положительные стороны ей придают новые отличительные признаки и их новая совокупность, которая явным образом не вытекает из известного уровня техники, т. е. она отвечает критерию патентоспособности "Изобретательский уровень". A comparative analysis of the patented technology for developing powerful steep formations with similar well-known solutions shows that it (the technology) is more effective, while the positive aspects give it new distinctive features and their new combination, which does not explicitly follow from the prior art, i.e. it meets the criteria of patentability "Inventive step".

На фиг.1 показана схема вскрытия мощного крутого пласта и подготовки первого наклонного слоя; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг.4 разрез В-В на фиг.1; на фиг.5 разрез Г-Г на фиг.1; на фиг.6 схемы отработки первого наклонного слоя короткими полосами в одном блоке поля и одновременной подготовки коротких полос в другом блоке; на фиг.7 разрез Д-Д на фиг.6; на фиг.8 разрез Е-Е на фиг.6; на фиг.9 разрез Ж-Ж на фиг.6; на фиг. 10 разрез И-И на фиг.6; на фиг.11 вид К на фиг.10; на фиг.12 сформированные в закладочном твердеющем массиве выработки (штреки и скаты) при отработке первого (верхнего) наклонного слоя и отработка второго наклонного слоя; на фиг. 13 разрез Л-Л на фиг.12; на фиг.14 разрез М-М на фиг.12; на фиг.15 разрез Н-Н на фиг.12; на фиг.16 разрез П-П на фиг.12; на фиг.17 разрез Р-Р на фиг.12; на фиг.18 сформированные в закладочном твердеющем массиве выработки (штреки и скаты) при отработке второго наклонного слоя и отработка третьего наклонного слоя; на фиг.19 разрез С-С на фиг.18; на фиг.20 разрез Т-Т на фиг.18; на фиг.21 разрез У-У на фиг.18; на фиг.22 разрез Ф-Ф на фиг. 18. Figure 1 shows a diagram of the opening of a powerful steep formation and the preparation of the first inclined layer; figure 2 section aa in figure 1; in Fig.3 a section bB in Fig. 1; figure 4 section BB in figure 1; in Fig.5 section GG in Fig.1; figure 6 of the development of the first inclined layer in short strips in one block of the field and the simultaneous preparation of short strips in another block; Fig.7 section DD in Fig.6; on Fig section EE in Fig.6; in Fig.9 section FJ in Fig.6; in FIG. 10 section II in FIG. 6; figure 11 view K in figure 10; on Fig formed in the filling hardening array workings (drifts and slopes) when mining the first (upper) inclined layer and working out the second inclined layer; in FIG. 13 section L-L in Fig; on Fig section MM in Fig; on Fig section HH in Fig; on Fig section P-P in Fig; on Fig section PP in Fig; on Fig formed in the filling hardening array of workings (drifts and slopes) during the development of the second inclined layer and the development of the third inclined layer; on Fig section CC in Fig; in Fig.20 section TT in Fig.18; on Fig section UY in Fig; on Fig section FF in Fig. eighteen.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Выемочное поле на вентиляционном и откаточном горизонтах вскрывается с полевых штреков 1 промежуточными квершдагами 2. Подготовка выемочного поля для варианта отработки наклонных слоев в нисходящем порядке осуществляется путем проведения скатов 3 у кровли пласта, которыми выемочное поле делится на блоки, затем проводится вентиляционный штрек 4 на всю длину выемочного поля и конвейерный штрек 5. Выемка угля в забоях коротких полос 6 осуществляется при помощи буровзрывных работ или очистной выемочной машиной, крепление выработанного пространства деревянными стойками 7 или гидростойками с внешним питанием типа ГВС. Проветривание очистных забоев коротких полос 6 производится за счет общешахтной депрессии свежей струей воздуха, поступающей с откаточного горизонта при отработке первого наклонного слоя 8 по скатам 3 и конвейерным штрекам 5, проведенным при подготовке слоя 8, а при отработке нижележащих наклонных слоев 9 по скатам 10 и конвейерным штрекам 11, сформированным в твердеющем массиве 12 каждого вышележащего наклонного слоя до забоев 6, смывает их и по сформированным в твердеющем массиве 12 вентиляционным штрекам 11 и скатам 10 отрабатываемого наклонного слоя в виде исходящей струи воздуха выдается на вентиляционный горизонт и далее в общую исходящую струю воздуха крыла шахты. Отбитый уголь самотеком поступает на конвейерный штрек 5 отрабатываемого слоя при отработке первого слоя 8 и на конвейерный штрек 11, сформированный в твердеющем массиве 12 вышележащего наклонного слоя при отработке второго и последующих наклонных слоев 9 и конвейерами 13, установленными на этих штреках, транспортируется до углеспускных отделений скатов 3, 10, где по углеспускным трубам самотеком доставляется до промквершлагов 2 на откаточном горизонте и далее конвейерами 13 транспортируется до приемных бункеров, расположенных у полевого штрека 1, из которых выгружается в шахтные вагонетки. После отработки короткой полосы 6 на величину, равную шагу закладки, производится подготовка ее к приему закладочной твердеющей смеси, заключающаяся в том, что нижняя и верхняя части очистного забоя полосы 6 загоняются вперед на 2-3 м и пробуривается между ними скважина 14 для проветривания и последующей разрезки очистного забоя 6, укладываются на угольный целик отрабатываемой короткой полосы данного наклонного слоя между его почвой и кровлей вкрест простирания лежни (стойки) 15 с металлической арматурой 16 для усиления закладочного твердеющего массива 12, которые в последующей короткой полосе используются в качестве элемента крепи (зубковых стоек) бортового круга 17, и затем для изоляции выработанного пространства сооружается перемычка 18. После этого подается закладочная твердеющая смесь, при этом выработанное пространство заполняется не полностью, и тем самым формируется (образуется) у верхнего борта завода полосы штрек 11, который для отрабатываемой полосы слоя является вентиляционным, а для полос нижележащего наклонного слоя конвейерным. The excavation field on the vent and discharge horizons is opened from the field drifts 1 by intermediate ditches 2. The excavation field for the option to work out inclined layers in a descending order is carried out by holding slopes 3 at the top of the reservoir, which the excavation field is divided into blocks, then the ventilation drift 4 is carried out for the whole the length of the excavation field and the conveyor drift 5. The extraction of coal in the faces of the short strips 6 is carried out using drilling and blasting operations or with a cleaning excavating machine; wooden struts of the space 7 or gidrostoykami with an external DHW type diet. The aeration faces of the short strips 6 are produced due to the mine depression with a fresh air stream coming from the recoil horizon during mining of the first inclined layer 8 along slopes 3 and conveyor drifts 5 carried out during preparation of layer 8, and during mining of the underlying inclined layers 9 along slopes 10 and conveyor drifts 11, formed in the hardening massif 12 of each overlying inclined layer to the faces 6, washes them off using ventilation drifts 11 and slopes 10 of the worked inclined slope formed in the hardening massif 12 of the second layer in the form of an outgoing air stream is issued to the ventilation horizon and then to the general outgoing air stream of the mine wing. The beaten-off coal flows by gravity to the conveyor drift 5 of the processed layer during mining of the first layer 8 and to the conveyor drift 11 formed in the hardening array 12 of the overlying inclined layer during mining of the second and subsequent inclined layers 9 and the conveyors 13 installed on these drifts, is transported to the coal discharge compartments slopes 3, 10, where by gravity pipes it is delivered by gravity to industrial valves 2 at the discharge horizon and then conveyed by conveyors 13 to receiving hoppers located at the field line ESA 1, from which it is unloaded into mine trolleys. After working off the short strip 6 by an amount equal to the pitch of the laying, it is prepared for receiving the filling hardening mixture, which consists in the fact that the lower and upper parts of the working face of strip 6 are driven forward 2-3 m and a well 14 is drilled between them for ventilation and subsequent cutting of the working face 6, are laid on the coal pillar of the worked out short strip of this inclined layer between its soil and the roof across the strike of the bed (stand) 15 with metal reinforcement 16 to strengthen the filling hardening array 12, which in the subsequent short strip is used as an element of the lining (teeth racks) of the bead circle 17, and then a bridge 18 is constructed to isolate the worked-out space. After this, the filling hardening mixture is supplied, while the worked-out space is not completely filled, and thereby drift 11 is formed (formed) at the upper side of the strip plant, which is ventilated for the worked-out strip of the layer, and conveyor for the bands of the underlying inclined layer.

Очистная выемка в каждом забое короткой полосы 6 начинается с разрезки забоя. Для разрезки забоя, а также для проветривания сформированных штреков в каждом наклонном слое 9, кроме первого слоя 8, проводятся орты 19 от штреков 11 до почвы нижележащего слоя 9, между которыми пробуриваются скважины 14 с последующим проведением по ним для отрабатываемой полосы 6 разрезных печей 20. The cleaning recess in each face of the short strip 6 begins with a cut of the face. For cutting the face, as well as for airing the formed drifts in each inclined layer 9, in addition to the first layer 8, the unit vectors 19 are carried out from the drifts 11 to the soil of the underlying layer 9, between which wells 14 are drilled, followed by the passage of 6 cutting furnaces 20 for them to be worked out .

При отработке коротких полос 6 первого наклонного слоя 8 на границах между крайними и средними блоками формируются в закладочном твердеющем массиве 12 у почвы отрабатываемого слоя скаты 10, которые для отрабатываемого наклонного слоя используются для вентиляции, спуска крепежных материалов оборудования и передвижения людей, а для полос нижележащего наклонного слоя - в качестве выработок для подачи свежей струи воздуха, транспортировки угля и др. При этом, при отработке первого наклонного слоя 8 формируются в закладочном массиве все скаты 3, 10 в связи с одновременным ведением очистных и подготовительных работ (проведение конвейерных штреков). После окончания отработки первого наклонного слоя 8 в качестве углеспускных скатов для второго наклонного слоя оставляются скаты 10, а остальные скаты 3 заполняются закладочной твердеющей смесью. Причем формирование скатов 10 в закладочном твердеющем массиве 12, начиная со второго наклонного слоя 9, осуществляется в следующей последовательности, если в предыдущем наклонном слое на флангах и в центре выемочного поля, то в нижележащем наклонном слое на границах между крайними и средними блоками, так это чередование расположения формируемых скатов 10 в слоях 8, 9 продолжается до отработки предпоследнего наклонного слоя 9. При отработке наклонных слоев 8, 9 направление движения забоев коротких полос 6 в каждом последующем слое 8, 9 изменяется на обратное, например, если в одном наклонном слое движение забоев коротких полос направлено к центру выемочного поля, то в другом (нижележащем) слое к его флангам, и наоборот. Такой порядок ведения работ значительно сокращает объем подготовительных выработок. When working off short strips 6 of the first inclined layer 8, at the boundaries between the extreme and middle blocks, slopes 10 are formed at the soil hardening massif 12 near the soil of the worked out layer, which are used for ventilation, lowering the fastening materials of equipment and movement of people, and for the bands of the underlying inclined layer - as workings for supplying a fresh stream of air, transporting coal, etc. At the same time, when working out the first inclined layer 8, all slopes 3 are formed in the backfill array, 10 in connection with the simultaneous treatment and preparatory work (conveyor drifts). After the development of the first inclined layer 8, the slopes 10 are left as carbon slopes for the second inclined layer, and the remaining slopes 3 are filled with a filling hardening mixture. Moreover, the formation of slopes 10 in the filling hardening array 12, starting from the second inclined layer 9, is carried out in the following sequence, if in the previous inclined layer on the flanks and in the center of the excavation field, then in the underlying inclined layer at the boundaries between the extreme and middle blocks, so this the alternation of the location of the formed slopes 10 in the layers 8, 9 continues until the last but one inclined layer 9 is worked out. When the inclined layers 8, 9 are worked out, the direction of movement of the faces of the short strips 6 in each subsequent layer 8, 9 changes on the contrary, for example, if in one layer oblique movement faces short strips directed towards the center of the excavation field, then in the other (underlying) layer to its flanks, and vice versa. This order of work significantly reduces the volume of preparatory workings.

Claims

1. A method of developing powerful steep plates with laying of the mined-out space, including dividing the formation into inclined layers and working them in a descending order or ascending with a notch of each layer in short stripes along the strike in a descending order, holding and forming the necessary preparatory workings in the filling hardening array, the fact that drifts and slopes are formed in the filling array of the worked out layer for working off the adjacent inclined layer, shifting the drifts of the same name in adjacent layers by at half the section, according to the dip or rise of the formation, and slopes in adjacent layers are formed alternating either in the center of the excavation field and on its flanks, or at the boundaries between the extreme and middle blocks, changing the direction of mining of short strips in adjacent layers to the opposite.

2. The method according to claim 1, characterized in that when forming a backfill array in each strip, lining elements with anchoring devices for holding the side lining of the underlying strip are laid on its soil.