RU2205954C1 - Method of mining of thick steep mineral beds - Google Patents
Method of mining of thick steep mineral beds Download PDFInfo
- Publication number
- RU2205954C1 RU2205954C1 RU2001129394/03A RU2001129394A RU2205954C1 RU 2205954 C1 RU2205954 C1 RU 2205954C1 RU 2001129394/03 A RU2001129394/03 A RU 2001129394/03A RU 2001129394 A RU2001129394 A RU 2001129394A RU 2205954 C1 RU2205954 C1 RU 2205954C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sub
- floors
- floor
- mineral
- sublevels
- Prior art date
Links
Landscapes
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке мощных крутых пластов полезных ископаемых, главным образом, угольных. The invention relates to mining and can be used in underground mining of powerful steep strata of minerals, mainly coal.
Известны способы разработки мощных пластов полезных ископаемых (В кн. А. С. Бурчакова, Н. К.Гринько, А.Б.Ковальчука "Технология подземной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых" М., Недра, 1978 г., с.362-365), включающий разделение пласта на этажи, проведение подэтажных штреков, разделяющих этажи на подэтажи, отбойку угля в подэтажах с использованием гидромониторов, полное обрушение вмещающих пород в выработанном пространстве при ведении очистных работ и перепуск обрушившихся вмещающих пород в выработанное пространство нижерасположенных подэтажей. При этом для отделения угля от обрушенных пород применяют гибкое металлическое перекрытие, которое монтируют на почве отрабатываемого подэтажа. Недостатками данных способов являются значительные затраты, связанные с монтажом гибкого металлического перекрытия, повышенная опасность труда горнорабочих и значительные затраты на проведение подготовительных выработок (подэтажных штреков и ортов). Known methods for developing powerful layers of minerals (In the book by A. S. Burchakova, N. K. Grinko, A.B. Kovalchuk "Technology of underground mining of stratified mineral deposits" M., Nedra, 1978, p. 362- 365), including dividing the formation into floors, conducting sub-floor drifts dividing the floors into sub-floors, breaking coal in the sub-floors using hydraulic monitors, the complete collapse of the enclosing rocks in the worked-out space during the treatment, and the transfer of collapsed enclosing rocks into the worked-out space below false sub-floors. At the same time, a flexible metal floor is used to separate the coal from the collapsed rocks, which is mounted on the soil of the worked sub-floor. The disadvantages of these methods are the significant costs associated with the installation of a flexible metal floor, the increased risk of labor for miners and the significant costs of carrying out preparatory workings (sub-floor drifts and orts).
Известен способ (В кн. В. А. Охрименко, А. И. Куприна, И.Г. Ищука "Подземная гидродобыча угля" М., Недра, 1974 г., с. 92-97) разработки мощных пластов полезных ископаемых, включающий разделение пласта на этажи, проведение подэтажных штреков, разделяющих этажи на подэтажи, отбойку угля в подэтажах с использованием гидромониторов, полное обрушение вмещающих пород в выработанном пространстве при ведении очистных работ и перепуск обрушившихся вмещающих пород в выработанное пространство нижерасположенных подэтажей. A known method (in the book of V. A. Okhrimenko, A. I. Kuprin, I. G. Ischuk "Underground coal mining" M., Nedra, 1974, pp. 92-97) development of powerful layers of minerals, including dividing the formation into floors, conducting sub-floor drifts dividing the floors into sub-floors, breaking coal in the sub-floors using hydraulic monitors, the complete collapse of the enclosing rocks in the mined-out space during the treatment works and the transfer of collapsed enclosing rocks into the mined-out space of the lower-floor sub-floors.
Недостатками данного способа являются значительные объемы горнопроходческих работ и повышенная опасность труда горнорабочих при высоте подэтажа, превышающей рабочую длину струи гидромонитора. The disadvantages of this method are significant amounts of mining operations and an increased risk of labor for miners at a sub-floor height exceeding the working length of the jet of a hydraulic monitor.
Значительные объемы горнопроходческих работ, связанных с проведением подэтажных штреков, обусловлены относительно небольшой высотой подэтажа, примерно равной рабочей длине струи гидромонитора. Под рабочей длиной струи гидромонитора понимается максимальное расстояние, в пределах которого возможно разрушение полезного ископаемого струей воды, формируемой гидромонитором. Significant volumes of mining operations associated with the conduct of sub-floor drifts are due to the relatively small sub-floor height, approximately equal to the working length of the jet of a hydraulic monitor. By the working length of the jet of a hydraulic monitor is meant the maximum distance within which destruction of minerals by a jet of water formed by the hydraulic monitor is possible.
Увеличение высоты подэтажа до значений, превышающих рабочую длину струи гидромонитора, приводит к возрастанию опасности ведения очистных работ. Это объясняется тем, что с увеличением разности между высотой подэтажа и длиной рабочей струи гидромонитора возрастает мощность не разрушаемой струей гидромонитора толщи полезного ископаемого, расположенной между выработанным пространством вышерасположенного подэтажа и зоной ведения очистных работ. По мере отработки подэтажа размеры этой полости возрастают. При достижении некоторых предельных размеров полости происходит динамическое обрушение зависающей толщи полезного ископаемого, расположенной между выработанным пространством вышерасположенного подэтажа и зоной ведения очистных работ. Эти обрушения обычно сопровождаются образованием воздушной ударной волны, которая может приводить к разрушению крепи подэтажных штреков и травмированию горнорабочих. An increase in the sub-floor height to values exceeding the working length of the jet of the hydraulic monitor leads to an increase in the danger of cleaning operations. This is explained by the fact that with an increase in the difference between the height of the sub-floor and the length of the working jet of the hydraulic monitor, the power of the indestructible jet of the hydraulic monitor of the thickness of the mineral located between the worked-out space of the upper sub-floor and the treatment area increases. With the development of the sub-floor, the dimensions of this cavity increase. Upon reaching some ultimate dimensions of the cavity, a dynamic collapse of the dependent thickness of the mineral occurs, located between the worked out space of the upper sub-floor and the treatment area. These collapses are usually accompanied by the formation of an air shock wave, which can lead to the destruction of the roof support of the floor drifts and injuries to miners.
Задачей заявляемого способа является устранение указанных недостатков, а именно, снижение объемов горнопроходческих работ, связанных с проведением подэтажных штреков, и повышение безопасности труда горнорабочих при высоте подэтажа, превышающей рабочую длину струи гидромонитора. The objective of the proposed method is to eliminate these drawbacks, namely, reducing the volume of mining operations associated with the conduct of sub-floor drifts, and increasing the safety of miners at a sub-floor height exceeding the working length of the jet of a hydraulic monitor.
В способе разработке мощных крутых пластов полезных ископаемых задача решается тем, что пласт делят на этажи, проходят подэтажные штреки, разделяющие этажи на подэтажи, проходят орты, производят отбойку полезного ископаемого в подэтажах гидромониторами, полное обрушение вмещающих пород в выработанном пространстве при ведении очистных работ и перепуск обрушившихся вмещающих пород в выработанное пространство нижерасположенных подэтажей
Заявляемый способ отличается тем, что в верхней части подэтажей производят ослабление пласта полезного ископаемого путем, например, гидроразрыва пласта, мощность ослабляемой толщи полезного ископаемого в верхних частях подэтажей принимают равной разности наклонной высоты подэтажа и рабочей длины струи гидромонитора, причем ослабление пласта полезного ископаемого производят с неснижаемым опережением очистных работ в отрабатываемых подэтажах, величину которого определяют из выражения
c≥a+hп•ctgφ,м,
с - величина неснижаемого опережения, с которым производят ослабление пласта в верхней части отрабатываемого подэтажа;
а - расстояние между ортами, м;
hп - наклонная высота подэтажа, м;
φ - угол полных обрушений пород кровли, град.In the method of developing powerful steep strata of minerals, the problem is solved by the fact that the stratum is divided into floors, underfloor drifts dividing the floors into subfloors pass, orths pass, minerals in the subfloors are blasted with hydraulic monitors, the complete collapse of the enclosing rocks in the worked out space during the treatment and bypass of collapsed enclosing rocks into the mined-out space of the lower floors
The inventive method is characterized in that in the upper part of the sub-floors the mineral layer is weakened by, for example, hydraulic fracturing, the power of the weakened mineral thickness in the upper parts of the sub-floors is taken to be equal to the difference in the inclined sub-floor height and the working length of the jet of the hydraulic monitor, and the mineral layer is weakened from irreducible lead of treatment works in the worked out floors, the value of which is determined from the expression
c≥a + h p • ctgφ, m,
c is the value of the minimum lead, with which the formation is weakened in the upper part of the worked sub-floor;
a is the distance between the orts, m;
h p - the inclined height of the sub-floor, m;
φ is the angle of complete collapse of the roof rocks, deg.
Реализация указанной выше совокупности признаков позволяет уменьшить объемы горнопроходческих работ, связанных с проведением подэтажных штреков, и повысить безопасность труда горнорабочих при высоте подэтажа, превышающей рабочую длину струи гидромонитора. The implementation of the above set of features allows to reduce the volume of mining operations associated with the conduct of sub-floor drifts, and to increase the safety of miners at a sub-floor height exceeding the working length of the jet of a hydraulic monitor.
Сущность заявляемого способа поясняется схемой, представленной на чертеже. The essence of the proposed method is illustrated by the scheme shown in the drawing.
На чертеже:
1 - промежуточный этажный вентиляционный квершлаг;
2 - промежуточный этажный откаточный квершлаг;
3 - участковый полевой откаточный штрек;
4 - участковый полевой вентиляционный штрек;
5 - пульпоспускная печь;
6 - вентиляционный ходок;
7 - грузо-людской ходок;
8 - подэтажные штреки;
9 - выемочные орты;
10 - подэтажный квершлаг;
11 - гидромонитор;
hэ - наклонная высота этажа;
hп - наклонная высота подэтажа;
а - расстояние между ортами;
b - мощность ослабленной толщи полезного ископаемого в верхних частях подэтажей;
с - величина опережения (по отношению к очистному забою) работ по ослаблению пласта полезного ископаемого в верхней части отрабатываемого подэтажа;
φ - угол полных обрушений полезного ископаемого и пород кровли.In the drawing:
1 - intermediate floor ventilation crossover;
2 - an intermediate floor haulage cross-country;
3 - precinct field haulage drift;
4 - precinct field ventilation drift;
5 - pulp oven;
6 - ventilation walker;
7 - cargo-human walker;
8 - sub-floor drifts;
9 - excavation unit vectors;
10 - underfloor cross-ditch;
11 - hydraulic monitor;
h e - the inclined height of the floor;
h p - the inclined height of the sub-floor;
a is the distance between the orts;
b - power of the weakened mineral stratum in the upper parts of the sub-floors;
c - the amount of lead (in relation to the face) of work to weaken the mineral layer in the upper part of the worked sub-floor;
φ is the angle of complete collapse of the mineral and roof rocks.
Ослабление (с неснижаемым опережением очистных работ) пласта полезного ископаемого в верхней части отрабатываемого подэтажа на величину b (см. чертеж), равную разности наклонной высоты подэтажа hп и рабочей длины 1 струи гидромонитора (b = hп - 1), позволяет: 1) исключить зависание в выработанном пространстве толщи полезного ископаемого в верхней части отрабатываемого подэтажа, не разрушенной струей гидромонитора, а следовательно, и динамические обрушения значительных объемов полезного ископаемого, приводящие к снижению безопасности труда горнорабочих; 2) увеличить высоту подэтажа, а следовательно, и снизить затраты на проведение подэтажных штреков.The weakening (with irreducible anticipation of treatment operations) of the mineral layer in the upper part of the worked sub-floor by a value of b (see the drawing), equal to the difference between the inclined floor height h p and the working length 1 of the jet of the hydraulic monitor (b = h p - 1), allows: 1 ) to exclude freezing in the worked-out space of the mineral stratum in the upper part of the working sub-floor, not destroyed by the jet of a hydraulic monitor, and, consequently, the dynamic collapse of significant volumes of the mineral, leading to a decrease in labor safety ornorabochih; 2) increase the height of the sub-floor, and consequently, reduce the cost of conducting sub-floor drifts.
При проведении мероприятий по ослаблению пласта с неснижаемым опережением c≥a+h•ctgφ в любой период отработки подэтажа исключается возможность зависания в выработанном пространстве толщи полезного ископаемого между выработанным пространством вышерасположенного подэтажа и зоной ведения очистных работ, а следовательно, и динамические обрушения полезного ископаемого и вмещающих пород. When carrying out measures to weaken the formation with an irreducible lead of c≥a + h • ctgφ at any stage of the development of the sub-floor, the possibility of freezing of the thickness of the mineral between the developed space of the upper sub-floor and the treatment area, and, consequently, dynamic collapse of the mineral and enclosing rocks.
Ослабление пласта полезного ископаемого может быть произведено известными способами, путем, например, гидроразрыва, взрывания в пласте зарядов взрывчатых веществ, создания в пласте щелей и т.д. The weakening of the mineral layer can be performed by known methods, for example, by hydraulic fracturing, blasting explosive charges in the reservoir, creating cracks in the reservoir, etc.
Необходимые для реализации способа параметры (с, b, φ, а) определяются с учетом конкретных горно-геологических и горнотехнических условий отработки пластов с использованием известных методик шахтных, лабораторных или аналитических исследований. The parameters necessary for the implementation of the method (c, b, φ, a) are determined taking into account specific mining and geological and mining conditions for working out formations using well-known methods of mine, laboratory or analytical studies.
Способ реализуют следующим образом. Путем проведения этажных штреков пласт разделяют на этажи. Проходят подэтажные штреки 8, разделяющие этаж на подэтажи. Из подэтажных штреков проходят орты 9, в которых устанавливают гидромониторы, с помощью которых производят отбойку (очистные работы) полезного ископаемого в подэтажах. При отбойке полезного ископаемого происходит полное обрушение вмещающих пород, которые перепускаются самотеком, по мере отработки полезного ископаемого, в выработанное пространство отрабатываемых подэтажей. В отрабатываемых подэтажах, в верхней их части, с неснижаемым опережением очистных работ производят ослабление пласта путем, например, его гидроразрыва. При этом, мощность b ослабляемой толщи полезного ископаемого в верхних частях подэтажей принимают равной разности наклонной высоты подэтажа hп и рабочей длины l струи гидромонитора, а величину неснижаемого опереженя c, с которым производят ослабление пласта, определяют из выражения c≥a+hп•ctgφ.The method is implemented as follows. By carrying out floor drifts, the layer is divided into floors. Underfloor drifts 8 pass, dividing the floor into subfloors. From the sub-floor drifts there are 9 orts, in which hydraulic monitors are installed, with the help of which they perform the breaking (cleaning) of the mineral in the sub-floors. When a mineral is broken off, a complete collapse of the enclosing rocks occurs, which are bypassed by gravity, as the mineral is mined, into the worked out space of the worked out floors. In the worked out sub-floors, in their upper part, with an irreducible advance of the treatment work, the formation is weakened by, for example, its hydraulic fracturing. Moreover, the power b of the weakened mineral stratum in the upper parts of the sub-floors is taken to be equal to the difference between the inclined sub-floor height h p and the working length l of the jet of the hydraulic monitor, and the value of the irreducible advancing c, with which the formation is weakened, is determined from the expression c≥a + h p • ctgφ.
Пример конкретного применения заявляемого способа при отработке пласта "Мощный" на шахте 5-6 ОАО "Прокопьевскуголь". An example of a specific application of the proposed method for mining a layer "Powerful" at mine 5-6 of JSC "Prokopyevskugol".
Угол падения пласта составляет 55-75o, мощность - 10-27 м. Вмещающие породы представлены углистыми сланцами и глинистыми песчаниками. Угол полных обрушений (φ) угля и пород кровли составляет в среднем 65o. Способ подготовки шахтного поля - этажный. При отработке этаж делят на подэтажи, наклонная высота hп (см. чертеж) подэтажей принимается равной 15 м. Расстояние между выемочными ортами 8 м.The dip angle of the formation is 55-75 o , thickness - 10-27 m. The host rocks are represented by carbonaceous shales and clay sandstones. The angle of complete collapse (φ) of coal and roof rocks is an average of 65 o . The method of preparation of the mine field - floor. During mining, the floor is divided into sub-floors, the inclined height h p (see drawing) of the sub-floors is assumed to be 15 m. The distance between the excavated orts is 8 m.
Отбойку угля в подэтажах производят с использованием гидромониторов. Рабочая длина струи гидромонитора составляет l = 7 м. Одновременно с ведением очистных работ в подэтаже с неснижаемым опережением c≥a+hп•ctgφ производят ослабление угля в верхней части отрабатываемого подэтажа путем гидроразрыва пласта. Для рассматриваемых условий с≥8+15•ctg 65o≥16,7 м. Скважины, используемые для гидроразрыва, пробуривают в верхней части подэтажа из подэтажного штрека 9 отрабатываемого подэтажа. Мощность ослабляемой толщи угля в верхней части подэтажа принимают равной 8 м.Coal breakdown in the sub-floors is carried out using hydraulic monitors. The working length of the jet of the hydraulic monitor is l = 7 m. Simultaneously with the cleaning works in the sub-floor with an irreducible lead c≥a + h p • ctgφ, the coal is weakened in the upper part of the worked sub-floor by hydraulic fracturing. For the conditions under consideration, with ≥8 + 15 • ctg 65 o ≥16.7 m. The wells used for hydraulic fracturing are drilled in the upper part of the sub-floor from the sub-floor drift 9 of the worked sub-floor. The thickness of the weakened coal in the upper part of the sub-floor is assumed to be 8 m.
Использование заявляемого способа в рассматриваемых условиях позволяет по сравнению с известным способом - прототипом примерно в два раза уменьшить объемы работ, связанных с проведением подэтажных штреков, и повысить безопасность труда горнорабочих. Using the proposed method in the conditions under consideration allows, in comparison with the known method - the prototype, to approximately halve the amount of work associated with conducting sub-floor drifts and increase the safety of miners.
Claims (1)
c≥a+hп•ctgφ, м,
с - величина неснижаемого опережения, с которым производят ослабление пласта полезного ископаемого в верхней части отрабатываемого подэтажа, м;
а - расстояние между ортами, м;
hn - наклонная высота подэтажа, м;
φ - угол полных обрушений полезного ископаемого и пород кровли, град.A method of developing powerful steep strata of minerals, including dividing the stratum into floors, conducting sub-floor drifts dividing the floors into sub-floors, carrying out unit vectors, breaking minerals in the sub-floors by hydraulic monitors, complete collapse of the enclosing rocks in the mined-out space during the treatment, and bypassing the collapsed enclosing rocks in the developed space of the lower sub-floors, characterized in that in the upper part of the sub-floors the mineral layer is weakened by, for example measures of hydraulic fracturing, the power of the weakened mineral stratum in the upper parts of the sub-floors is taken to be equal to the difference between the inclined sub-floor height and the working length of the jet of the hydraulic monitor, and the weakening of the mineral stratum is produced with an irreducible lead of the treatment work in the worked-out sub-floors, the value of which is determined from the expression
c≥a + h p • ctgφ, m,
C is the value of the irreducible lead, with which the mineral layer is weakened in the upper part of the worked sub-floor, m;
a is the distance between the orts, m;
h n - the inclined sub-floor height, m;
φ is the angle of complete collapse of the mineral and rocks of the roof, deg.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001129394/03A RU2205954C1 (en) | 2001-10-31 | 2001-10-31 | Method of mining of thick steep mineral beds |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001129394/03A RU2205954C1 (en) | 2001-10-31 | 2001-10-31 | Method of mining of thick steep mineral beds |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2205954C1 true RU2205954C1 (en) | 2003-06-10 |
Family
ID=29210757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001129394/03A RU2205954C1 (en) | 2001-10-31 | 2001-10-31 | Method of mining of thick steep mineral beds |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2205954C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2543235C2 (en) * | 2013-07-23 | 2015-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ | Development method of shale deposits |
-
2001
- 2001-10-31 RU RU2001129394/03A patent/RU2205954C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ОХРИМЕНКО В.А. и др. Подземная гидродобыча. - М.: Недра, 1974, с.92-97. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2543235C2 (en) * | 2013-07-23 | 2015-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ | Development method of shale deposits |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108625856A (en) | A kind of mining methods in the two neighboring one ore removal lane of stope of underground mine | |
| CN107975373B (en) | A kind of lower continuous digging hard-rock mine method of mechanization of liquid-gas phase transition induction | |
| CN1982649A (en) | Mining method | |
| CN104453996B (en) | A kind of packed method of mining by the way of filling of Upward slicing wall type | |
| CN106761912A (en) | It is a kind of be suitable for unstable formation efficiently on to route slicing and filling mining methods | |
| CN105422102B (en) | A kind of vertical medium-length hole ore blast subsection access back-filling method | |
| RU2333363C1 (en) | Method of monitoring gas emission during mining operations in series of highly gaseous coal seams | |
| RU2283430C1 (en) | Method for thick steep seams mining | |
| CN109736876B (en) | Large-diameter directional long-drill-hole extraction method for gas roof gushed by mining body | |
| RU2272136C1 (en) | Development method for thick steep coal bed liable to spontaneous ignition | |
| RU2205954C1 (en) | Method of mining of thick steep mineral beds | |
| RU2270338C1 (en) | Method for preparation and excavation of inclined and steep mineral bed | |
| RU2083831C1 (en) | Method for treatment of impact-risky seams in difficult mining and geological conditions | |
| RU2498065C1 (en) | Method to mine mineral beds | |
| RU2757619C1 (en) | Method for developing low-powered steel ore bodies | |
| RU2143074C1 (en) | Method of mining of thick inclined outburst-phone seam | |
| RU2215147C2 (en) | Method of mining of inclined ore deposits | |
| RU2099524C1 (en) | Combined method of mining of formation of steeply dipping coal seams | |
| RU2134786C1 (en) | Method for saving sections of development workings | |
| RU2184850C1 (en) | Method of underground mining of thick flat deposits of low-hardness ores | |
| RU2136886C1 (en) | Method for control of unstable roof in long stoping faces | |
| RU2471990C1 (en) | Method to mine sloping and inclined coal beds of average capacity | |
| RU2224890C1 (en) | Method for extracting sloping or slanted shock-hazardous layers | |
| RU2083832C1 (en) | Method for development of steep impact-risky seams | |
| RU2038476C1 (en) | Coal deposit exploitation method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20031101 |