RU2224890C1

RU2224890C1 - Method for extracting sloping or slanted shock-hazardous layers

Info

Publication number: RU2224890C1
Application number: RU2002124540/03A
Authority: RU
Inventors: М.В. Шванкин; А.В. Кузнецов; Ю.Я. Минин
Priority date: 2002-09-17
Filing date: 2002-09-17
Publication date: 2004-02-27
Also published as: RU2002124540A

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: method includes passing of hollow column of additional drift contouring the pillar, performing unloading operations and extraction of hollow column by clean-cutting. Previously width of support pressure area of clean-cutting area is determined. Additional drift is passed at distance from extracted area, said distance surpassing half of calculated support pressure area. Unloading wells are bored in depth of protection area into contoured pillar in the column from ventilation drift and additional drift one towards another. Pillar portion is surrounded by said wells from cutting furnace to calculated boundary of support pressure area. Then column and pillar clean-cutting extraction is started from the furnace with control of shock hazard in extraction area. In case of hazard distance between unloading wells inside boundaries of support pressure area is lessened so that shock hazard is eliminated. Then boring of unloading wells is continued behind said boundaries from said drifts with such distance between wells so that shock hazard is eliminated, and boring is continued with such distances until the end of pillar. Additional unloading wells may be bored from clean- cutting area into contoured pillar periodically to extraction cycles, said wells having depth of no less than total of protective area width and clean-cutting area displacement during one extraction cycle. Distance between additional unloading wells is lessened in case of shock hazard to eliminate it. EFFECT: increased safety and effectiveness of layer extraction. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу, а именно к технологии разработки пологих и наклонных удароопасных пластов с соблюдением мер безопасности ведения горных работ.The invention relates to mining, and in particular to a technology for the development of gentle and inclined shock hazardous formations with observance of mining safety measures.

Известен способ разработки мощных пологих и наклонных пластов угля с оставлением целиков и последующей их выемкой (а.с. СССР №193413, кл. Е 21 с, 5 с., 1967). По этому способу пласт разрабатывают с закладкой выработанного пространства отдельными столбами с временным оставлением между ними целиков угля, которые после отработки столбов извлекают наклонными слоями. Способ обеспечивает полноту извлечения угля из пласта за счет последующей слоевой выемки целиков. Недостаток способа заключается в возможности проявления горных ударов во временно оставляемых целиках до выемки первых слоев, когда разгрузка целиков отсутствует. Кроме того, выемка целиков наклонными слоями нарушает цикличность отработки пласта. Поэтому использование такого способа для отработки пологих и наклонных удароопасных пластов неэффективно.There is a method of developing powerful flat and inclined coal seams with the left pillars and their subsequent excavation (AS USSR No. 193413, class E 21 s, 5 p., 1967). According to this method, the formation is developed with the laying of the worked out space in separate columns with the temporary remaining between them pillars of coal, which after mining the columns are extracted with inclined layers. The method ensures the completeness of coal extraction from the formation due to the subsequent layer-by-layer excavation of pillars. The disadvantage of this method is the possibility of the manifestation of rock strikes in temporarily abandoned pillars before the extraction of the first layers, when there is no unloading of pillars. In addition, the extraction of pillars in inclined layers violates the cyclical development of the reservoir. Therefore, the use of such a method for practicing shallow and inclined shock hazardous formations is inefficient.

Известен способ охраны горных выработок путем оставления временных целиков (Прогрессивные паспорта крепления, охраны и поддержания подготовительных выработок при бесцеликовой технологии отработки угольных пластов. - Л., ВНИМИ, 1985, с. 40). По этому способу параллельно вентиляционному штреку проходят дополнительный штрек и охраняют его в устойчивом состоянии образованным временным целиком между дополнительным и вентиляционным штреками, а по мере подвигания очистного забоя временный целик извлекают с погашением вентиляционного штрека. Способ позволяет вести нормативную вентиляцию очистного забоя по дополнительному штреку с сохранением общей длины очистного забоя. Недостаток способа заключается в опасности проявления горных ударов во временно оставляемом целике в случае его пригрузки, поэтому использование и этого способа для отработки пологих и наклонных удароопасных пластов неэффективно.There is a method of protecting mine workings by leaving temporary pillars (Progressive passports for securing, guarding and maintaining preparatory workings with an aimless technology for mining coal seams. - L., VNIMI, 1985, p. 40). According to this method, an additional drift passes parallel to the ventilation drift and is guarded in a stable state by the entire temporary drift between the additional and ventilation drifts, and as the slope moves, the temporary pillar is removed with the ventilation drift extinguished. The method allows for normative ventilation of the face to an additional drift while maintaining the total length of the face. The disadvantage of this method is the risk of rock bumps in the temporarily abandoned pillar in the event of its loading, therefore, the use of this method for working out gentle and inclined shock hazardous formations is inefficient.

Известен способ бесцеликовой выемки пласта с полным или частичным сохранением конвейерного штрека (Разработка мощных пологих пластов, подверженных горным ударам. - М.: Недра, 1994, с. 133-135). По этому способу по нижележащему столбу параллельно конвейерному штреку вышележащего столба проходят дополнительный штрек, по которому ведут вентиляцию очистного забоя, а образованный проходкой дополнительного штрека целик погашают с использованием конвейерного штрека в качестве вентиляционного просека. Способ позволяет вести очистную выемку с нормативным уровнем вентиляции и сохранением длины очистного забоя. Однако в образованном проходкой дополнительного штрека целике до его погашения остается возможность возникновения горных ударов, поэтому использование такого способа для отработки пологих и наклонных удароопасных пластов также неэффективно.A known method of aimless excavation of a formation with full or partial preservation of a conveyor drift (Development of powerful flat formations prone to mountain impacts. - M .: Nedra, 1994, S. 133-135). According to this method, an additional drift passes through the underlying column parallel to the conveyor drift of the overlying column, along which the face is ventilated, and the whole formed by the penetration of the additional drift is extinguished using the conveyor drift as a ventilation slot. The method allows to conduct a cleaning recess with a standard level of ventilation and maintaining the length of the working face. However, in the formation of an additional drift entirely drifting to its maturity, the possibility of the occurrence of mountain impacts remains, therefore, the use of this method for practicing shallow and inclined shock hazardous formations is also ineffective.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ подготовки выемочных столбов при разработке пологих пластов оконтуриванием целиков выработками (а.с. СССР №750071, кл. Е 21 С 41/04, 1980). По этому способу вдоль столба проходят выработку, оконтуривающую в нем целик до выработанного пространства, а боковые породы разгружают, для чего пласт в выемочном столбе ослабляют и перераспределяют нагрузки столба на смежный массив угля и оконтуренный целик, ширину которого устанавливают из условия исключения раздавливания его опорным давлением. Способ позволяет вести очистные работы с устранением обрушения кровли и пучения почвы пласта в очистном пространстве. Однако и этот способ не устраняет возможности возникновения горных ударов в целике при перераспределении на него нагрузок от столба, обусловленной трудностью определения соизмеримости этих нагрузок с предельной прочностью целика. К тому же осуществление такого способа сопровождается сокращением длины очистного забоя, а также потерями угля в оконтуренном для подготовки к отработке выемочного столба целике. Поэтому использование способа для отработки пологих и наклонных удароопасных пластов оказывается также неэффективным.Closest to the invention in technical essence is a method for the preparation of excavation columns in the development of shallow seams by contouring the pillars with workings (as USSR AS No. 750071, class E 21 C 41/04, 1980). According to this method, a excavation is passed along the column, contouring the pillar in it to the worked out space, and the lateral rocks are unloaded, for which the formation in the excavation column is weakened and the column loads are redistributed onto the adjacent coal mass and the contoured pillar, the width of which is established from the condition that crushing by reference pressure . The method allows to carry out treatment work with the elimination of the collapse of the roof and soil heaving of the reservoir in the treatment space. However, this method also does not eliminate the possibility of the occurrence of mountain impacts as a whole during the redistribution of the loads from the pillar due to the difficulty in determining the commensurability of these loads with the ultimate strength of the pillar. In addition, the implementation of this method is accompanied by a reduction in the length of the working face, as well as coal losses in the contour to prepare for mining the extraction column. Therefore, the use of the method for mining flat and inclined shock hazardous formations is also ineffective.

Заявляемый способ решает задачу повышения безопасности и эффективности отработки пологих и наклонных удароопасных пластов путем предотвращения горных ударов в угольном пласте и исключения потерь угля.The inventive method solves the problem of improving the safety and efficiency of the development of shallow and inclined shock hazardous seams by preventing rock bursts in the coal seam and eliminating coal losses.

Для этого предварительно определяют ширину зоны опорного давления от очистного забоя, дополнительный штрек вдоль выемочного столба проходят на расстоянии от выработанного пространства, превышающем половину расчетной ширины зоны опорного давления, в оконтуренный проходкой целик в столбе из дополнительного и вентиляционного штреков навстречу друг другу и на глубину защитной зоны, определяемой в зависимости от мощности пласта, бурят разгрузочные скважины, обуривают ими участок целика от разрезной печи до расчетной границы зоны опорного давления, после чего из разрезной печи очистным забоем начинают отработку выемочного столба с вовлечением в нее оконтуренного целика и ведут ее под контролем удароопасности очистного забоя, при возникновении которой расстояние между разгрузочными скважинами в границах зоны опорного давления сокращают до величины, при которой удароопасность исключена, затем за границей зоны опорного давления в оконтуренный целик из дополнительного и вентиляционного штреков продолжают бурение разгрузочных скважин с расстоянием между ними, при котором удароопасность исключена, и бурят их с такой частотой до конца целика. Дополнительно из очистного забоя в оконтуренный целик периодично циклам выемки на глубину, не меньшую суммы ширины защитной зоны и величины подвигания очистного забоя за цикл выемки, бурят вспомогательные разгрузочные скважины, расстояние между которыми при возникновении удароопасности сокращают до ее исключения.To do this, preliminarily determine the width of the reference pressure zone from the working face, an additional drift along the extraction column is carried out at a distance from the worked out space exceeding half the calculated width of the reference pressure zone, into the pillar outlined in the column from the additional and ventilation drifts towards each other and to the depth of the protective zones, determined depending on the thickness of the formation, drill unloading wells, they drill a section of the pillar from the split furnace to the calculated border zone support pressure, after which the cut-out bottom begins to be mined from the cutting furnace with a contour pillar drawn into it and it is controlled by the impact hazard of the working bottom, in which case the distance between discharge wells within the boundaries of the reference pressure zone is reduced to a value at which the impact hazard is excluded, then, beyond the boundary of the reference pressure zone into the contoured pillar, from the additional and ventilation drifts, drilling of unloading wells is continued with a distance between them, at which om shock hazard is excluded, and they are drilled with such a frequency to the end of the pillar. In addition, auxiliary unloading bores are drilled from the working face to the contoured pillar periodically to the excavation cycles to a depth not less than the sum of the width of the protective zone and the magnitude of the movement of the working face during the excavation cycle, the distance between which, when a hazard occurs, is reduced to its exclusion.

Способ поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема отработки выемочного столба пологого или наклонного удароопасного пласта на момент промежуточного положения очистного забоя с бурением разгрузочных скважин в оконтуренный целик, а на фиг.2 - разрез I-I с расположением разгрузочных скважин по мощности пласта.The method is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a mining scheme for a dredging column of a shallow or inclined shock hazardous formation at the time of the intermediate position of the working face with drilling of unloading wells into a contoured pillar, and in Fig. 2, section I-I with the location of unloading wells by reservoir thickness.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

В отрабатываемом пологом или наклонном удароопасном пласте 1 проходят конвейерный штрек 2 и разрезную печь 3, которыми подготавливают выемочный столб 4. Вдоль выемочного столба 4 на расстоянии от выработанного пространства 5, превышающем половину ширины l зоны опорного давления от очистного забоя 6, границу 7 которой устанавливают расчетом по глубине залегания и мощности пласта 1, проходят дополнительный штрек 8 и оконтуривают им вместе с вентиляционным штреком 9 целик 10 в выемочном столбе 4. В этот целик 10 из дополнительного 8 и вентиляционного 9 штреков навстречу друг другу на участке от разрезной печи 3 до расчетной границы 7 зоны опорного давления и на глубину, равную ширине защитной зоны n, которую определяют расчетным путем в зависимости от мощности пласта 1, бурят разгрузочные скважины 11. Дополнительно из разрезной печи 3 в оконтуренный целик 10 на глубину не менее суммы ширины защитной зоны n и величины подвигания b забоя 6 за цикл выемки бурят вспомогательные разгрузочные скважины 12. После обуривания оконтуренного целика 10 с боковых сторон на участке от разрезной печи 3 до расчетной границы 7 зоны опорного давления и с торцевой стороны на всю ширину целика 10 из разрезной печи 3 очистным забоем 6 начинают отработку выемочного столба 4. В отработку вовлекают и оконтуренный целик 10. Отработку столба 4 ведут под контролем удароопасности очистного забоя 6, осуществляемым, например, по выходу буровой мелочи или известными геофизическими методами. При возникновении удароопасности отработку выемочного столба останавливают и сокращают расстояние между разгрузочными скважинами 11 и 12 до величины, при которой контроль удароопасности указывает на ее отсутствие. После этого отработку выемочного столба 4 возобновляют, а за границей 7 зоны опорного давления от очистного забоя 6 из дополнительного 8 и вентиляционного 9 штреков продолжают бурение в оконтуренный целик 10 разгрузочных скважин 11 с расстоянием между ними, установленным по результатам контроля удароопасности на участке до границы 7 зоны опорного давления из условия ее исключения. Их бурят с опережением границы 7 зоны опорного давления до конца оконтуренного целика 10, а вспомогательные разгрузочные скважины 12 бурят периодично циклам выемки вслед за подвиганием очистного забоя 6 и в такой последовательности отрабатывают выемочный столб 4 на всю длину.In the drilled canopy or inclined shock hazardous formation 1 pass a conveyor drift 2 and a split furnace 3, which prepare a mining column 4. Along a mining column 4 at a distance from the worked-out space 5 exceeding half the width l of the reference pressure zone from the working face 6, the boundary 7 of which is established by calculation according to the depth and thickness of formation 1, an additional drift 8 is passed and outlined with the ventilation drift 9 pillars 10 in the excavation column 4. There are 10 of the additional 8 and ventilation about 9 drifts towards each other in the section from the split furnace 3 to the calculated boundary 7 of the reference pressure zone and to a depth equal to the width of the protective zone n, which is determined by calculation depending on the thickness of the formation 1, unloading wells are drilled 11. Additionally, from the split furnace 3 auxiliary contouring wells are drilled into a contoured pillar 10 to a depth of not less than the sum of the width of the protective zone n and the magnitude of the b movement of the face 6 per extraction cycle 12. After drilling the contoured pillar 10 from the sides on the section from the cutting furnace 3 to the boundary 7 of the zone of reference pressure and from the end side to the entire width of the rear sight 10 from the split furnace 3 with a face 6 start mining of the excavation column 4. The contour pillar 10 is also involved in mining. The mining of the column 4 is carried out under the control of the impact hazard of the face 6, carried out, for example , by the output of drilling fines or by known geophysical methods. If a shock hazard arises, the mining of the extraction column is stopped and the distance between the discharge wells 11 and 12 is reduced to a value at which shock hazard monitoring indicates its absence. After that, mining of the extraction column 4 is resumed, and beyond the 7th zone of the reference pressure from the working face 6 of the additional 8 and the ventilation 9 drifts, drilling into the contoured pillar 10 of the unloading wells 11 with the distance between them, established by the results of shock hazard control at the section to the border 7, is continued zones of reference pressure from the condition of its exclusion. They are drilled ahead of the boundary 7 of the zone of reference pressure to the end of the contoured pillar 10, and auxiliary unloading wells 12 are drilled periodically by excavation cycles after the movement of the face 6 and the excavation column 4 is worked out in this sequence for the entire length.

Разработка пологих и наклонных удароопасных пластов заявляемым способом позволяет производить безопасную и эффективную выемку столба с оконтуриванием в нем дополнительной выработкой целика, разбуриваемого разгрузочными скважинами. Оконтуривание целика размером, превышающим половину ширины зоны опорного давления, и разбуривание целика с боковых и торцевой сторон разгрузочными скважинами в заявляемом способе предотвращает проявление горных ударов в очистном забое пласта вследствие перераспределения нагрузок из забоя на оконтуренный целик, приобретающий регулируемую частотой разгрузочных скважин податливость. Вовлечение в отработку оконтуренного целика сохраняет технологическую цикличность очистной выемки в выемочном столбе, а сама отработка целика исключает потери угля.The development of gentle and inclined shock hazardous seams of the claimed method allows for safe and efficient excavation of a column with contouring in it with additional development of a pillar drilled by unloading wells. The contouring of the pillar with a size exceeding half the width of the reference pressure zone, and drilling the pillar from the sides and end sides with unloading wells in the present method prevents the occurrence of rock shocks in the face of the formation due to the redistribution of loads from the bottom to the contoured pillar, which acquires flexibility that is controlled by the frequency of the unloading wells. Involvement in the development of the contoured pillar maintains the technological cyclicity of the treatment recess in the extraction column, and the development of the pillar itself eliminates the loss of coal.

Такое выполнение способа повышает безопасность и эффективность разработки пологих и наклонных удароопасных пластов за счет предотвращения горных ударов и исключения потерь угля. В сравнении с прототипом оконтуренный целик, на который происходит перераспределение нагрузок, приобретает в результате бурения разгрузочных скважин регулируемую податливость, которая в совокупности с рекомендуемыми размерами целика обеспечивает плавное восприятие нагрузок и разгрузку очистного забоя. Выемка оконтуренного целика исключает потери угля и сохраняет технологичность работы очистного забоя без сокращения его длины, равной ширине выемочного столба.This embodiment of the method improves the safety and efficiency of the development of gentle and inclined shock hazardous seams by preventing rock bursts and eliminating coal losses. In comparison with the prototype, the contoured pillar, on which the load is redistributed, acquires adjustable flexibility as a result of drilling of unloading wells, which, together with the recommended pillar dimensions, provides a smooth load perception and unloading of the face. The extraction of the contoured pillar eliminates the loss of coal and maintains the workability of the working face without reducing its length equal to the width of the extraction column.

Claims

1. The method of developing gentle and inclined shock hazardous formations, including driving along the excavation column an additional drift contouring the pillar, unloading measures and practicing a mining column on the mining face, characterized in that the width of the reference pressure zone from the mining face is previously determined, an additional drift along the excavation column pass at a distance from the worked out space, exceeding half the estimated width of the zone of reference pressure, into a hundred contoured by penetration From the additional and ventilation drifts towards each other and to the depth of the protective zone, which is determined depending on the thickness of the formation, unloading wells are drilled and they drill a section of the pillar from the split furnace to the calculated boundary of the reference pressure zone, after which mining of the excavation hole from the split furnace begins pillar with the involvement of the contoured pillar and lead it under the control of the impact hazard of the working face, in the event of which the distance between the discharge wells within the boundaries of the support zone reduce pressure to a value at which udaroopasnost excluded, then abroad reference pressure zone and from the auxiliary airway in continued drilling of wells unloading contoured rear sight distance therebetween, wherein udaroopasnost excluded and drilled with them until the end of such frequency pillar.

2. The method according to claim 1, characterized in that, in addition, from the face to the contoured pillar, periodically cycles of excavation to a depth not less than the sum of the width of the protective zone and the amount of movement of the face to the excavation cycle, auxiliary relief wells are drilled, the distance between which, when occurring shock hazard is reduced to its exclusion.