RU2342532C1 - Method of open-undeground mining of coal beds - Google Patents

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: invention refers to mining and can be employed at development of beds of minerals, mainly of coal beds. Coal extraction is performed from the working site with parallel stoping chambers and coal is transferred to daylight by means of box multilink transporter. Supporting massifs of coal are left between the stoping chambers. At excavation of coal methane concentration is continuously controlled over in the stoping chamber and when the said concentration raises to maximum, excavation of coal is stopped. Loose coal is transferred from the box multilink transporter to daylight. Ventilation of the stoping chamber is performed by means of a ventilator with air supply via the box multilink transporter till reducing methane concentration in the stoping chamber to values less, than 0.5 of maximum, whereupon extraction of coal is recommenced.

EFFECT: upgraded safety of mining in stoping chambers by factors of "combustion or methane explosion".

2 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке пластов полезных ископаемых, главным образом - угольных.The invention relates to mining and can be used in the development of mineral strata, mainly coal.

Известен способ открыто-подземной разработки полезных ископаемых /Патент РФ №2224107/ МПК Е21С 41/00, опубл. 2004 г./, включающий выемку полезного ископаемого из бортов карьеров и траншей заходками с образованием выемочных камер и оставлением между ними ленточных предохранительных целиков с последующей закладкой выработанного пространства. Выработку ведут сериями от 3 до 10 выемочных камер в каждой серии. Толщина ленточных предохранительных целиков между камерами в каждой серии меньше, чем их толщина между сериями.There is a method of open-underground mining of minerals / RF Patent No. 2224107 / IPC E21C 41/00, publ. 2004 /, including the extraction of minerals from the sides of open pits and trenches with openings with the formation of excavation chambers and leaving tape safety pillars between them with the subsequent laying of the worked out space. Production is carried out in series from 3 to 10 extraction chambers in each series. The thickness of the tape safety pillars between the cameras in each series is less than their thickness between the series.

Существенными недостатками данного способа являются значительные затраты на его реализацию и повышенная опасность ведения горных работ по возгораниям и взрывам метана при отработке угольных пластов.Significant disadvantages of this method are the significant costs of its implementation and the increased risk of mining operations on ignitions and methane explosions during mining of coal seams.

Известен способ выемки полезного ископаемого в погашаемых бортах /Патент РФ №2205955/ МПК Е21С 41/26, опубл. 2003 г./, включающий формирование рабочей площадки на уступе погашаемых бортах карьера, затем со сформированной рабочей площадки ведут извлечение полезного ископаемого с сохранением устойчивости погашаемого борта. Извлечение полезного ископаемого ведут посредством формирования глубоких выемочных камер комплексом глубокой разработки пласта с многозвенным транспортером. Устойчивость погашаемого борта карьера может быть сохранена путем оставления междукамерных целиков или путем закладки выработанного пространства выемочных камер вскрышными породами, извлеченными при погашении рабочей площадки.A known method of mining minerals in redeemable sides / RF Patent No. 2205955 / IPC E21C 41/26, publ. 2003 /, including the formation of a working platform on the ledge of the redeemable sides of the quarry, then from the formed working site, mineral extraction is carried out while maintaining the stability of the redeemable side. Extraction of minerals is carried out through the formation of deep mining chambers complex deep development of the reservoir with a multi-link conveyor. The stability of the redeemed side of the quarry can be maintained by leaving the inter-chamber pillars or by laying the worked-out space of the extraction chambers with overburden, extracted during the redemption of the working site.

Недостатком данного способа является повышенная опасность ведения горных работ по возгораниям и взрывам метана при отработке угольных пластов.The disadvantage of this method is the increased risk of mining operations on ignitions and methane explosions during mining of coal seams.

Известен способ открыто-подземной разработки свиты пологих угольных пластов, принятый за прототип /Патент РФ №2285121/ МПК Е21С 41/00, опубл. 2006 г./, включающий в себя сооружение рабочей площадки по линии простирания пласта на уровне почвы разрабатываемого пласта, монтаж на рабочей площадке комплекса глубокой разработки пласта и выемку угля в стороне от рабочей площадки путем проведения параллельных очистных камер прямоугольного сечения с оставлением между камерами поддерживающих целиков угля.There is a method of open-underground mining of a suite of flat coal seams, adopted as a prototype / RF Patent No. 2285121 / IPC E21C 41/00, publ. 2006 /, including the construction of a working platform along the strike line at the soil level of the developed formation, installation of a deep development complex on the working site and coal extraction away from the working site by means of parallel rectangular treatment chambers with supporting pillars between the chambers coal.

Недостатком данного способа является повышенная опасность ведения горных работ по возгораниям и взрывам метана при отработке угольных пластов.The disadvantage of this method is the increased risk of mining operations on ignitions and methane explosions during mining of coal seams.

Техническим результатом заявляемого способа является устранение недостатка прототипа, а именно повышение безопасности ведения горных работ при отработке угольных пластов.The technical result of the proposed method is to eliminate the disadvantage of the prototype, namely improving the safety of mining operations during mining of coal seams.

Технический результат достигается тем, что в способе открыто-подземной разработки угольных пластов осуществляют подготовку фронта очистных работ путем вскрытия пласта, сооружение рабочей площадки по линии простирания на уровне почвы разрабатываемого пласта, монтаж на рабочей площадке комплекса глубокой разработки пласта, выемку угля путем проведения с рабочей площадки параллельных очистных камер, монтаж коробчатого многозвенного транспортера, по которому выдают уголь из очистной камеры на дневную поверхность, между очистными камерами оставляют поддерживающие целики угля, согласно изобретению при выемке угля постоянно контролируют концентрацию метана в очистной камере и при увеличении концентрации метана в очистной камере до предельно допустимого значения выемку угля прекращают, производят выдачу отбитого угля из коробчатого многозвенного транспортера на дневную поверхность, после чего осуществляют проветривание очистной камеры с использованием вентилятора путем подачи воздуха по коробчатому многозвенному транспортеру до снижения концентрации метана в очистной камере до значений, меньших 0,5 предельно допустимых значений, после чего работы по выемке угля возобновляют.The technical result is achieved by the fact that in the method of open-underground mining of coal seams, the front of the treatment work is carried out by opening the seam, the construction of a working site along the strike line at the soil level of the developed seam, installation of a deep development complex on the working site, coal excavation by working platforms of parallel treatment chambers, installation of a box-shaped multi-link conveyor, through which coal is fed from the treatment chamber to the day surface, between the treatment chambers the supporting pillars of coal are left, according to the invention, when the coal is removed, the concentration of methane in the treatment chamber is constantly monitored and, when the methane concentration in the treatment chamber is increased to the maximum permissible value, the extraction of coal is stopped, the beaten coal is dispensed from the box-shaped multi-link conveyor to the day surface, and then air purification chamber using a fan by supplying air through a box-shaped multi-link conveyor to reduce methane concentration in stnoy chamber to values below the limit values 0.5, followed by excavation of coal operation is resumed.

Сущность заявляемого способа открыто-подземной разработки угольных пластов поясняется чертежами.The essence of the proposed method of open-underground mining of coal seams is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображена схема (вид в плане), иллюстрирующая подачу свежего воздуха в очистную камеру с использованием вентилятора по многозвенному транспортеру комплекса глубокой разработки пластов.Figure 1 shows a diagram (plan view) illustrating the supply of fresh air to the treatment chamber using a fan through a multi-link conveyor of a deep formation development complex.

На фиг.2 приведена секция транспортно-толкающего коробчатого многозвенного транспортера комплекса глубокой разработки пластов.Figure 2 shows a section of a transport-pushing box-shaped multi-link conveyor of a deep formation development complex.

На фиг.1 и 2 обозначено: 1 - рабочая площадка; 2 - угольный пласт; 3 - коробчатый многозвенный транспортер; 4 - поддерживающие целики угля; 5 - очистные камеры; 6 - комплекс глубокой разработки пластов (КГРП); 7 - вентилятор; 8 - выемочный комбайн; 9 - горизонтальный шнековый конвейер.In figures 1 and 2 are indicated: 1 - working platform; 2 - coal seam; 3 - box-shaped multi-link conveyor; 4 - supporting pillars of coal; 5 - treatment chambers; 6 - complex deep development of formations (GGRF); 7 - fan; 8 - mining combine; 9 - horizontal screw conveyor.

Способ осуществляют следующим образом. Подготавливают фронт очистных работ путем вскрытия угольного пласта 2 (фиг.1). Сооружают рабочую площадку 1 по линии простирания на уровне почвы разрабатываемого угольного пласта 2 и проводят монтаж на рабочей площадке 1 комплекса глубокой разработки пласта 6. Выемку угольного пласта 2 производят путем проведения с рабочей площадки 1 очистных камер 5. Между очистными камерами 5 оставляют поддерживающие целики 4. Выемку угля осуществляют комбайном 8. При выемке угля постоянно контролируют концентрацию метана в очистной камере 5. Отбитый уголь подают на горизонтальный шнековый конвейер 9, содержащий два горизонтальных шнека, расположенных внутри транспортно-толкающего коробчатого многозвенного транспортера 3 комплекса глубокой разработки пластов 6. Горизонтальные шнеки перемещают отбитый уголь на рабочую площадку 1. При увеличении концентрации метана в очистной камере 5 до предельно допустимого значения, при превышении которого возможны возгорание или взрыв метана, выемку угля комбайном прекращают. Затем производят выдачу отбитого угля из коробчатого многозвенного транспортера 3 на дневную поверхность, после чего осуществляют проветривание очистной камеры 5 с использованием вентилятора 7 путем подачи воздуха по коробчатому многозвенному транспортеру 3. Трубопровод вентилятора, по которому осуществляют подачу воздуха, вставляют в концевую секцию транспортно-толкающего коробчатого многозвенного транспортера 3. При этом для циркуляции воздуха в направлении очистного забоя концевая секция транспортно-толкающего многозвенного транспортера 3 оборудуется заслонкой. Подачу воздуха продолжают до момента снижения концентрации метана в очистной камере 5 до значений, меньших 0,5 предельно допустимого значения концентрации метана, затем подача воздуха в очистную камеру 5 прекращается, и работы по выемке угля возобновляют.The method is as follows. Prepare the front of the treatment work by opening the coal seam 2 (figure 1). A construction site 1 is constructed along a strike line at the soil level of the coal seam 2 under development and installation is carried out on the production site 1 of the deep seam mining complex 6. The coal seam 2 is excavated by conducting treatment chambers 5 from the working platform 1. Supporting pillars 4 are left between the treatment chambers 5 The extraction of coal is carried out by a combine 8. During the extraction of coal, the concentration of methane in the treatment chamber is constantly monitored 5. The beaten-off coal is fed to a horizontal screw conveyor 9 containing two horizontal sh a tank located inside the transport-pushing box-shaped multi-link conveyor 3 of the deep formation development complex 6. Horizontal augers move the beaten coal to the working platform 1. With an increase in the concentration of methane in the treatment chamber 5 to the maximum permissible value, exceeding which may cause a methane ignition or explosion, excavation coal harvester stop. Then, chipped coal is dispensed from the box-shaped multi-link conveyor 3 to the day surface, after which the treatment chamber 5 is ventilated using a fan 7 by supplying air through the box-shaped multi-link conveyor 3. The fan duct through which the air is supplied is inserted into the end section of the transport-pushing box-shaped multi-link conveyor 3. Moreover, for air circulation in the direction of the face, the end section of the transport-pushing multi-link conveyor sportera 3 is equipped with a shutter. The air supply is continued until the methane concentration in the treatment chamber 5 decreases to values less than 0.5 of the maximum allowable concentration of methane, then the air supply to the treatment chamber 5 is stopped, and coal extraction works are resumed.

При использовании заявляемого способа обеспечивают безопасные условия для ведения работ в очистных камерах по факторам "возгорание или взрыв метана". Очистные камеры являются тупиковыми выработками, проветривание которых за счет естественной циркуляции воздуха в очистной камере невозможно. Заявляемый способ позволяет осуществлять проветривание очистной камеры при превышении предельно допустимой концентрации метана в камере без извлечения добычного оборудования из нее и продолжать очистные работы при сохранении безопасного уровня их ведения. При использовании известных способов при увеличении концентрации метана в очистной камере до предельно допустимого значения выемку угля в очистной камере прекращают и из-за отсутствия проветривания в очистной камере оборудование извлекают на поверхность, после чего работы по выемке угля в очистной камере не возобновляют.When using the proposed method provide a safe environment for work in the treatment chambers for factors "ignition or explosion of methane." The treatment chambers are blind workings, the ventilation of which is impossible due to the natural circulation of air in the treatment chamber. The inventive method allows you to ventilate the treatment chamber when exceeding the maximum permissible concentration of methane in the chamber without extracting mining equipment from it and continue treatment work while maintaining a safe level of their conduct. When using known methods, when the methane concentration in the treatment chamber is increased to the maximum permissible value, the extraction of coal in the treatment chamber is stopped and, due to the lack of ventilation in the treatment chamber, the equipment is removed to the surface, after which coal extraction work in the treatment chamber is not resumed.

Параметры, знание которых необходимо при реализации заявляемого способа (определение концентрации метана в очистной камере, определение количества подаваемого воздуха), определяют с помощью датчиков контроля концентрации метана, установленных на очистном оборудовании или путем использования известных методик шахтных, лабораторных или аналитических исследований с учетом конкретных горно-геологических и горнотехнических условий разработки угольных пластов.The parameters, the knowledge of which is necessary when implementing the proposed method (determination of methane concentration in the treatment chamber, determination of the amount of air supplied), is determined using methane concentration monitoring sensors installed on the treatment equipment or by using well-known methods of mine, laboratory or analytical studies taking into account specific mining -geological and mining conditions for the development of coal seams.

Использование заявляемого способа позволяет повысить уровень безопасности ведения очистных работ и повысить производительность труда на 10-15%.Using the proposed method allows to increase the level of safety of sewage treatment and increase productivity by 10-15%.

Областью рационального использования заявляемого способа являются пласты угля мощностью до 5 м с углами залегания 0-32°.The field of rational use of the proposed method are coal seams up to 5 m thick with 0–32 ° angle of occurrence.

Claims (1)

Способ открытоподземной разработки угольных пластов, включающий подготовку фронта очистных работ путем вскрытия пласта, сооружение рабочей площадки по линии простирания на уровне почвы разрабатываемого пласта, монтаж на рабочей площадке комплекса глубокой разработки пласта, выемку угля путем проведения с рабочей площадки параллельных очистных камер, монтаж коробчатого многозвенного транспортера, по которому выдают уголь из очистной камеры на дневную поверхность, между очистными камерами оставляют поддерживающие целики угля, отличающийся тем, что при выемке угля постоянно контролируют концентрацию метана в очистной камере и при увеличении концентрации метана в очистной камере до предельно допустимого значения выемку угля прекращают, производят выдачу отбитого угля из коробчатого многозвенного транспортера на дневную поверхность, после чего осуществляют проветривание очистной камеры с использованием вентилятора путем подачи воздуха по коробчатому многозвенному транспортеру до снижения концентрации метана в очистной камере до значений, меньших 0,5 предельно допустимых значений, после чего работы по выемке угля возобновляют.A method of open-pit mining of coal seams, including preparing the front of the sewage treatment by opening the seam, constructing a working site along the strike line at the soil level of the developed seam, installing a deep mining complex on the working site, excavating coal by conducting parallel treatment chambers from the working site, installing a multi-section box the conveyor through which coal is discharged from the treatment chamber to the day surface, supporting coal pillars are left between the treatment chambers, excellent In that, during coal extraction, the concentration of methane in the treatment chamber is constantly monitored and, when the methane concentration in the treatment chamber is increased to the maximum permissible value, the extraction of coal is stopped, beaten coal is dispensed from the box-shaped multi-link conveyor to the day surface, and then the treatment chamber is ventilated using fan by supplying air through a box-shaped multi-link conveyor until the methane concentration in the treatment chamber decreases to values less than 0.5 admissible values, followed by excavation of coal operation is resumed.

Images