RU2101497C1

RU2101497C1 - Method for developing seams of minerals

Info

Publication number: RU2101497C1
Application number: RU96111528A
Authority: RU
Inventors: В.П. Зубов; А.Б. Соколов; А.Е. Кононова; В.В. Карин
Original assignee: Акционерное общество Ш."Воргашорская"
Priority date: 1996-06-05
Filing date: 1996-06-05
Publication date: 1998-01-10

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: this can be used for underground mining of mineral seams. According to method, pillars are worked in interperpendicular directions. Before start of working first pillar, driven are sectional haulage ways of first and second pillars, and driven between them is auxiliary working. First pillar is mined by straight run from main development workings to boundaries of stoping section with gobbing sectional haulage way of first pillar ahead of longwall in section between splittable breakthrough of first longwall and auxiliary working. Splittable breakthrough of second longwall is driven in one line with dismantling chamber of first longwall before start of dismantling equipment in first longwall. Second pillar is worked by reverse run to boundaries of stoping section towards main development workings. Before starting this operation, sectional ventilation air heading of second pillar is driven between auxiliary and main development workings. EFFECT: high efficiency. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке пластов полезных ископаемых. The invention relates to mining and can be used in underground mining of mineral deposits.

Известны способы разработки пластов полезных ископаемых, включающие проведение основных и участковых подготовительных выработок и последовательную отработку выемочных участков лавами, перемещающимися от основных подготовительных выработок к границам выемочного участка [1]
Известен способ разработки пластов полезных ископаемых, включающий проведение основных, участковых и фланговых подготовительных выработок, оконтуривающих столбы полезных ископаемых, и последующую отработку столбов в пределах выемочных участков лавами, перемещающимися от границ выемочного участка к основным подготовительный выработкам [2]
Недостатками известных способов являются:
низкий уровень пространственной концентрации горных работ при отработке пластов полезных ископаемых с использованием дорогостоящих высокопроизводительных механизированных комплексов. Это объясняется тем, что использование современных механизированных комплексов экономически целесообразно при длине столбов (размерах выемочных участков), составляющих 1500-2000 м и более. При таких длинах столбов резко возрастают объемы ремонтных работ, связанные с обеспечением технологически удовлетворительного состояния участковых подготовительных выработок за лавой;
необходимость выполнения ремонтных работ в участковых подготовительных выработках перед их повторным использованием приводит к увеличению промежутка времени между завершением отработки одного столба и началом отработки рядом расположенного столба. Продолжительность этого промежутка времени находится в прямой зависимости от длины столба, при длине столба 1500-2000 м она достигает 8-10 месяцев и более. В результате в пределах выемочного участка среднегодовое число действующих лав составляет около единицы, что характеризует минимально возможный уровень пространственной концентрации горных работ;
значительные затраты на ремонт участковых подготовительных выработок в период их поддержания на границе с выработанным пространством за лавой. При отработке пластов с неустойчивыми вмещающими породами затраты на ремонт выработок во многих случаях превосходят затраты на проведение новых выработок;
значительные затраты на монтажно-демонтажные работы в лавах, что связано главным образом с расходами на погрузочно-разгрузочные операции и транспортирование секций крепи, лавного конвейера и комбайна на большие расстояния по участковым выработкам (до 2000 м и более).Known methods for developing strata of minerals, including the conduct of the main and local preparatory workings and sequential mining of excavation sites with lavas moving from the main preparatory workings to the boundaries of the excavation site [1]
A known method of developing strata of minerals, including the conduct of the main, local and flank preparatory workings, contouring the pillars of minerals, and the subsequent development of the pillars within the excavation areas with lavas moving from the boundaries of the excavation site to the main preparatory workings [2]
The disadvantages of the known methods are:
low spatial concentration of mining during mining of mineral deposits using expensive high-performance mechanized complexes. This is due to the fact that the use of modern mechanized complexes is economically feasible with the length of the pillars (the size of the excavation sections) of 1500-2000 m or more. With such lengths of poles, the volumes of repair work related to ensuring the technologically satisfactory condition of the precast workings behind the lava sharply increase;
the need to carry out repair work in local preparatory workings before their reuse leads to an increase in the time interval between the completion of mining of one column and the beginning of mining of a nearby column. The duration of this period of time is directly dependent on the length of the column, with a column length of 1500-2000 m, it reaches 8-10 months or more. As a result, within the excavation site, the average annual number of active lavas is about unity, which characterizes the minimum possible level of spatial concentration of mining operations;
significant costs for the repair of local preparatory workings during their maintenance on the border with the worked-out space behind the lava. When working out formations with unstable host rocks, the costs of repairing workings in many cases exceed the costs of carrying out new workings;
significant costs for installation and dismantling work in lavas, which is mainly associated with the costs of loading and unloading operations and transportation of roof support sections, a face conveyor and a combine over long distances over local workings (up to 2000 m and more).

Целью изобретения является устранение указанных недостатков при разработке пластов полезных ископаемых, главным образом угольных, с использованием высокопроизводительных механизированных комплексов, а именно повышение уровня пространственной концентрации горных работ при одновременном снижении затрат на поддержание участковых подготовительных выработок и монтажно-демонтажные работы. The aim of the invention is to eliminate these disadvantages in the development of mineral formations, mainly coal, using high-performance mechanized complexes, namely, increasing the spatial concentration of mining while reducing the cost of maintaining local preparatory workings and installation and dismantling.

Для достижения этой цели проходят разрезные печи, основные, фланговые и участковые подготовительные выработки, оконтуривающие столбы полезного ископаемого, попарно отрабатывают столбы полезного ископаемого лавами, оборудованными высокопроизводительными механизированными комплексами. To achieve this goal, split furnaces, main, flank and local preparatory workings, contouring the columns of minerals, are worked out in pairs to work out the columns of minerals with lavas equipped with high-performance mechanized complexes.

Предлагаемый способ отличается от известных тем, что рядом расположенные столбы полезного ископаемого отрабатывают во взаимно противоположных направлениях. При этом до начала отработки первого столба проходят откаточные подготовительные выработки первого и второго столбов, между которыми проходят вспомогательную выработку. Первый столб отрабатывают прямым ходом от основных подготовительных выработок к фланговой выработке, пройденной на границе выемочного участка. The proposed method differs from the known ones in that adjacent mineral pillars are worked out in mutually opposite directions. At the same time, before the start of mining of the first pillar, the preparatory excavations of the first and second pillars, between which the auxiliary development passes, are undergoing. The first pillar is being worked out in the direct course from the main preparatory mine workings to the flank mine, passed at the boundary of the excavation site.

Участковую откаточную выработку первого столба погашают за лавой, отрабатывающей первый столб, на участке между разрезной печью данной лавы и вспомогательной выработкой. The local haulage development of the first column is extinguished behind the lava working off the first column, in the area between the cutting furnace of this lava and the auxiliary mine.

Разрезную печь лавы, отрабатывающей второй столб, проходят на одной линии с демонтажной камерой первой лавы до начала демонтажа оборудования в первой лаве. The split lava furnace working off the second pillar passes in line with the dismantling chamber of the first lava before the dismantling of equipment in the first lava.

Второй столб отрабатывают обратным ходом от границ выемочного участка к основным подготовительным выработкам, при этом до начала его отработки между вспомогательной и основными подготовительными выработками проходят участковую вентиляционную выработку второго столба. The second pillar is worked out in reverse from the boundaries of the excavation site to the main preparatory workings, and prior to its development, the precast ventilation workout of the second pillar passes between the auxiliary and main preparatory workings.

Для повышения эффективности способа расстояние между разрезной печью первой лавы и вспомогательной выработкой определяют из выражения
S ≥ L a,
где S расстояние между разрезной печью первой лавы и вспомогательной выработкой;
L длина столба полезного ископаемого;
a предельно допустимая длина участковой подготовительной выработки, поддерживаемой за лавой на границе с выработанным пространством, при превышении которой не обеспечивается устойчивое состояние данной выработки к моменту начала отработки второго столба.To increase the efficiency of the method, the distance between the cutting furnace of the first lava and auxiliary production is determined from the expression
S ≥ L a,
where S is the distance between the cutting furnace of the first lava and auxiliary production;
L is the length of the mineral column;
a the maximum permissible length of the local preparatory mine, supported behind the lava at the border with the mined-out space, beyond which a stable state of this mine is not ensured by the time the second pillar begins to be mined.

Эффективность способа повышается при проведении участковой вентиляционной выработки второго столба между вспомогательной и основными подготовительными выработками с оставлением целика полезного ископаемого между выработанным пространством и участковой вентиляционной выработкой второго столба. В этом случае при отработке лавы второго столба предусматривают полную или частичную выемку указанного целика полезного ископаемого. The effectiveness of the method increases when conducting precinct ventilation workings of the second pillar between the auxiliary and the main preparatory workings, leaving a pillar of minerals between the worked out space and the precinct ventilation workings of the second pillar. In this case, when mining the lava of the second pillar, a full or partial excavation of the specified pillar of the mineral is provided.

Эффективность способа повышается при транспортировании полезного ископаемого, добываемого при работе первой лавы на участке между вспомогательной выработкой и разрезной печью второй лавы, по разрезной печи второй лавы. The effectiveness of the method increases during transportation of minerals mined during the operation of the first lava in the area between the auxiliary production and the cutting furnace of the second lava, through the cutting furnace of the second lava.

Предлагаемый способ поясняется чертежом, где BCDE, BCMN столбы полезного ископаемого; 1 участковая откаточная выработка первого столба (ярусный откаточный штрек первой лавы N 1); 2 участковая вентиляционная выработка первого столба (ярусный вентиляционный штрек первой лавы N 1); 3 - фланговая выработка; 4, 5 основные подготовительные выработки (панельный уклон, ходок); 6 вспомогательная выработка; 7 участковая откаточная выработка второго столба (ярусный откаточный штрек второй лавы N 2); 8 - разрезная печь первой лавы N 1; 9 разрезная печь второй лавы N 2; 10 - участковая вентиляционная выработка второго столба (ярусный вентиляционный штрек второй лавы N 2), пройденная на участке между разрезной печью 8 первой лавы и вспомогательной выработкой 6; 11 демонтажная камера первой лавы N 1; AC участок откаточной выработки 1 первого столба, который используют повторно в качестве участковой вентиляционной выработки второго столба при отработке лавы N 2 между разрезной печью 9 и вспомогательной выработкой 6; L - длина столба. The proposed method is illustrated in the drawing, where BCDE, BCMN are mineral columns; 1 precast haulage of the first pillar (long haul drift of the first lava N 1); 2 precinct ventilation excavation of the first pillar (longline ventilation drift of the first lava N 1); 3 - flank development; 4, 5 main preparatory workings (panel bias, walker); 6 auxiliary production; 7 precinct haulage of the second column (long haul drift of the second lava N 2); 8 - split furnace of the first lava N 1; 9 split furnace of the second lava N 2; 10 - sectional ventilation excavation of the second pillar (longline ventilation drift of the second lava N 2), passed in the area between the cutting furnace 8 of the first lava and auxiliary generation 6; 11 dismantling chamber of the first lava N 1; AC section of the recoil mine 1 of the first column, which is used repeatedly as the district ventilation mine of the second column when mining lava N 2 between the cutting furnace 9 and the auxiliary mine 6; L is the length of the column.

Реализация указанной выше совокупности существенных признаков позволяет следующее:
1) Повысить уровень пространственной концентрации работ в пределах выемочного участка. Это достигается тем, что уменьшается промежуток времени между остановкой первой лавы и началом отработки второго столба. Отработка столбов во взаимно противоположных направлениях исключает необходимость перевозки элементов комплекса при монтаже лав на значительные расстояния: длина транспортирования по участковой откаточной выработке 1 при монтаже первой лавы составляет всего несколько десятков метров, при монтаже второй лавы практически равна нулю. Следует отметить, что при использовании известного способа, принятого в качестве прототипа, длина транспортирования комплекса по участковой выработке равна длине столба, т.е. 1500-2000 м и более.The implementation of the above set of essential features allows the following:
1) Increase the level of spatial concentration of work within the excavation site. This is achieved by the fact that the time interval between the stop of the first lava and the start of mining the second column is reduced. The development of the pillars in mutually opposite directions eliminates the need to transport complex elements during the installation of lavas over long distances: the length of transportation along the local haulage excavation 1 during the installation of the first lava is only a few tens of meters, during the installation of the second lava it is practically zero. It should be noted that when using the known method adopted as a prototype, the transportation length of the complex along the local development is equal to the length of the column, i.e. 1500-2000 m and more.

2) Уменьшить затраты на поддержание участковых подготовительных выработок за счет погашения участковой откаточной выработки 1 первого столба за лавой между разрезной печью 8 и вспомогательной выработкой 6. Проведение участковых откаточных выработок 1 и 7 первого и второго столбов, а также вспомогательной выработки 6 является условием, при выполнении которого возможен прямой порядок отработки первого столба BCDE с погашением участковой откаточной выработки 1 первого столба за лавой N 1 на участке между разрезной печью 8 и вспомогательной выработкой 6. В этот период работы лавы N 1 уголь транспортируется по маршруту: 1, 6, 7. 2) Reduce the cost of maintaining the local preparatory workings by paying off the local backhaul excavation 1 of the first column behind the lava between the cutting furnace 8 and the auxiliary excavation 6. Carrying out the local recoil mine workings 1 and 7 of the first and second pillars, as well as auxiliary production 6 is a condition, when the fulfillment of which there is a direct procedure for mining the first column of BCDE with the repayment of the local recoil mine 1 of the first column behind the lava No. 1 in the area between the cutting furnace 8 and the auxiliary excavation by boat 6. During this period of operation of lava No. 1, coal is transported along the route: 1, 6, 7.

Проведение участковой вентиляционной выработки 10 до начала отработки второго столба является условием, при выполнении которого возможна отработка второго столба обратным ходом от границ выемочного участка к основным подготовительным выработкам по фактору проветривания. Conducting a precinct ventilation mine 10 before mining the second pillar is a condition under which it is possible to test the second pillar backward from the boundaries of the excavation site to the main preparatory mine workings by the ventilation factor.

3) Уменьшить затраты на монтажно-демонтажные работы, что достигается отработкой столбов во взаимно противоположных направлениях и проведение разрезной печи 9 второй лавы на одной линии (в створе) с демонтажной камерой 11 первой лавы. Уменьшается длина транспортирования элементов комплекса по участковым выработкам, а также число погрузочно-разгрузочных операций при монтаже второй лавы. 3) To reduce the cost of installation and dismantling, which is achieved by working out the pillars in mutually opposite directions and holding a split furnace 9 of the second lava in line with the dismantling chamber 11 of the first lava. The length of transportation of the elements of the complex along the mine workings is reduced, as well as the number of loading and unloading operations during the installation of the second lava.

Предельно допустимую длину участковой подготовительной выработки, поддерживаемой на границе с выработанным пространством (участок AC выработки 1), при превышении которой не обеспечивается технологически удовлетворительное состояние данной выработки к моменту начала отработки второго столба, определяют в каждом конкретном случае путем шахтных, лабораторных или аналитических исследований. The maximum permissible length of a local preparatory mine, maintained at the border with the mined-out area (AC segment of mine 1), beyond which a technologically satisfactory state of this mine is not provided by the time the second pillar begins to be mined, is determined in each specific case by mine, laboratory or analytical studies.

Максимальный эффект при использовании предлагаемого способа достигается при разработке пластов полезных ископаемых, главным образом угольных, с углами падения до 36. С увеличением глубины ведения горных работ эффективность способа возрастает. Принимая во внимание тот факт, что вопросы, решаемые при использовании предлагаемого способа, являются актуальными и для других развитых в области горного дела странах (Германия, Польша, Китай, Австралия и др.) целесообразным является его зарубежное патентование. The maximum effect when using the proposed method is achieved when developing mineral strata, mainly coal, with dip angles of up to 36. With an increase in the depth of mining, the efficiency of the method increases. Taking into account the fact that the issues to be solved when using the proposed method are relevant for other countries developed in the field of mining (Germany, Poland, China, Australia, etc.), it is advisable to patent it abroad.

Ожидаемый экономический эффект от использования предлагаемого способа при отработке угольных пластов с неустойчивыми вмещающими породами на глубинах, превышающих 600-700 м выражается в снижении себестоимости угля на 4-9 и более. The expected economic effect of using the proposed method when mining coal seams with unstable host rocks at depths exceeding 600-700 m is expressed in a reduction in the cost of coal by 4-9 or more.

Claims

1. A method of developing mineral deposits, including conducting split furnaces, main, flank and local preparatory workings, contouring the columns of minerals, and subsequent pairwise processing of columns within the excavation sections with lavas equipped with high-performance mechanized complexes, characterized in that the columns of minerals are worked out in mutually opposite directions, at the same time, at the beginning of mining of the first column, the local haulage excavations of the first of the second and second pillars, between which the auxiliary excavation takes place, the first column is worked out in the direct course from the main preparatory excavations to the boundaries of the excavation section with the redemption of the local recoil excavation of the first column behind the lava in the area between the split furnace of the first lava and the auxiliary development, the split furnace of lava working off the second a pillar, run in line with the dismantling chamber of the first lava before the dismantling of equipment in the first lava, the second pillar is worked out backward from the boundaries of the excavation The leg portion to the main preparatory workings, wherein prior to its working out between the main and auxiliary preparatory workings tested precinct ventilation generate second column.

2. The method according to claim 1, characterized in that the distance between the cutting furnace of the first lava and auxiliary production is determined from the expression
S ≥ L a,
where S is the distance between the cutting furnace of the first lava and auxiliary production;
L is the length of the mineral column;
and the maximum permissible length of the local preparatory mine, maintained at the border with the mined-out space, beyond which a stable state of this mine is not provided by the time the second pillar begins to be mined.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that when conducting the precinct ventilation excavation of the second column, leaving the pillar of the mineral between the mined space and this excavation, a pillar of the mineral is excavated by the lava of the second column.

4. The method according to PP.1 to 3, characterized in that the mineral mined during the operation of the lava of the first column in the area between the auxiliary production and dismantling chamber is transported through a split furnace of the second lava.