Способ бесцеликовой селективной разработки слоев мощного калийного пласта сложного строения

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ БЕСЦЕЛИКОВОЙ СЕЛЕКТИВНОЙ РАЗРАБОТКИ СЛОЕВ МОЩНОГО КАЛИЙНОГО ПЛАСТА СЛОЖНОГО СТРОЕНИЯ(71) Заявитель Закрытое акционерное общество Солигорский институт проблем ресурсосбережения с опытным производством(72) Авторы Карабань Денис Трофимович Подлесный Игорь Анатольевич Калиниченко Петр Иванович Дакуко Сергей Николаевич Петровский Андрей Борисович(73) Патентообладатель Закрытое акционерное общество Солигорский институт проблем ресурсосбережения с опытным производством(57) 1. Способ бесцеликовой селективной разработки слоев мощного калийного пласта сложного строения, включающий разделение слоев на панели и столбы путем проведения панельных и участковых конвейерных и вентиляционных штреков в надрабатывающем и надрабатываемом слоях с оставлением между панельными и участковыми конвейерными штреками верхнего слоя ленточных целиков, проведение в слоях монтажных штреков лав,отработку столбов с отставанием от смежных панелей и с закладкой в выработанное пространство породы от селективной выемки нижнего слоя пласта, отличающийся тем, что проходку панельных и участковых конвейерных и вентиляционных штреков выемочных столбов верхнего и нижнего слоев осуществляют одновременно с опережением забоями выработок нижнего столба забоев верхнего на величину, составляющую не менее длины 14305 1 2011.04.30 откатки руды самоходными вагонами проходческих комплексов, и по мере подготовки заполняют рудой нарезаемые по нижнему слою в поле нижней лавы вспомогательные выработки, при этом транспортирование руды из верхнего и нижнего столбов осуществляют на конвейерную линию в панельном конвейерном штреке нижнего столба с использованием для погрузки руды верхнего столба рудоспусков и конвейерных сбоек по верхнему слою в поле верхней лавы, причем участковый конвейерный штрек в нижнем слое проводят в поле нижней лавы и используют в качестве транспортного с возможностью возведения закладки с оставлением за забойной крепью части сечения панельного конвейерного штрека, который повторно используют, как и в верхнем слое, в качестве выемочного штрека и для проветривания только прилегающей к нему части очистного забоя смежной отстающей лавы, при этом вентиляционный штрек каждой слоевой лавы проводят в ее центральной части на расстоянииот границы выработанного смежными опережающими лавами пространства, которое определяют из соотношения 2/3,где- ширина зоны опорного давления, определяемая из выражения-38,60,292 - 0,0000792,где- глубина разработки пласта,а ширинуцелика, оставляемого между панельным и участковым конвейерными штреками верхнего слоя, исходя из условий сохранения зоны разгрузки в краевой части надрабатываемого слоя, изоляции выработанного пространства от проникновения горючих газов и глубины разработки, определяют из соотношения(6-10)пр,где пр - предельная ширина целика полезного ископаемого, оставляемого в выработанном пространстве, при уменьшении которой происходит раздавливание целика горным давлением- максимальная глубина распространения в массив в боках панельных и участковых конвейерных штреков зон с повышенной частотой трещин. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отработку столбов нижнего слоя ведут с отставанием очистного забоя от забоя нижней лавы смежной панели на величину , составляющую не менее 1,5, а в каждой отрабатываемой панели с отставанием нижнего очистного забоя от верхнего очистного забоя на величину , составляющую не менее 0,7. Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при бесцеликовой селективной выемке преимущественно мощных калийных пластов сложного строения. Известен способ слоевой выемки мощного калийного пласта с надработкой панельных выработок при опережении очистных работ в слоях свыше 400 м, включающий проведение одним проходческим комплексом сближенных панельных выработок (конвейерной,транспортной и вентиляционной) в нижнем слое в пределах контура верхней лавы и одновременное проведение выемочных и вспомогательных штреков верхней лавы другим проходческим комплексом с отгрузкой руды из проходческих комплексов, а затем и очистного забоя через рудоспуски и конвейерные сбойки на панельный конвейер нижнего слоя. После отхода верхней лавы от монтажного штрека на расстояние более 400 м осуществляется нарезка выемочных (конвейерного, транспортного и вентиляционного) штреков нижней лавы под выработанным пространством верхней. Подготовка коротких столбов нижнего слоя осуществляется также с использованием вспомогательных транспортных и вентиляционных выработок с проведением вентиляционных кроссингов под панельными штреками 1. 14305 1 2011.04.30 Недостатками известного способа являются значительные потери полезного ископаемого в широких межпанельных целиках с образованием на границах с широкими целиками зависаний труднообрушающихся пород кровли, которые динамически воздействуют на забойную механизированную крепь при выемке нижнего слоя, а также сравнительно высокий удельный объем подготовки и соответствующие затраты на проведение и поддержание подготовительных выработок. Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ разработки пласта полезного ископаемого, включающий разделение пласта полезного ископаемого на панели и столбы путем проведения панельных и участковых конвейерных и вентиляционных штреков с оставлением между панельными и участковыми конвейерными штреками целиков полезного ископаемого менее предельной их ширины, при уменьшении которой происходит раздавливание целиков в выработанном пространстве, а участковый вентиляционный штрек проходят по столбу полезного ископаемого на расстоянии от границы столба,прилегающей к выработанному пространству, большем ширины зоны опасных напряжений,возникающих над неподвижной краевой частью пласта, причем ширину целикамежду участковым и панельным конвейерными штреками определяют из выражения 2,где пр - предельная ширина целика полезного ископаемого, расположенного в выработанном пространстве, при уменьшении которой происходит раздавливание целика горным давлением- максимальная глубина распространения в массив в боках панельных и участковых конвейерных штреков зон с повышенной частотой трещин. Причем при отработке пластов с неустойчивой кровлей длину лавы принимают равной расстоянию между участковым конвейерным штреком подготавливаемого столба и панельным конвейерным штреком отрабатываемой панели, а при отработке пластов с устойчивыми породами кровли длину лавы принимают равной расстоянию между участковым конвейерным штреком отрабатываемого столба и выработанным пространством 2. Однако, исходя из конкретного примера использования данного способа, при слоевой бесцеликовой выемке Третьего пласта Старобинского месторождения возникают проблемы с изоляцией выработанного пространства верхнего слоя от проникновения горючих газов в рабочую зону смежной лавы, а также возникает необходимость перемонтажа панельного конвейера с верхнего в нижний выемочный столб. Задачей технического решения является повышение эффективности двухслоевой выемки мощного газоносного пласта при одновременной отработке слоев на общий панельный конвейер. Технический результат достигается тем, что способ бесцеликовой селективной разработки слоев мощного калийного пласта сложного строения, включающий разделение слоев на панели и столбы путем проведения панельных и участковых конвейерных и вентиляционных штреков в надрабатывающем и надрабатываемом слоях с оставлением между панельными и участковыми конвейерными штреками верхнего слоя ленточных целиков, проведение в слоях монтажных штреков лав, отработку столбов с отставанием от смежных панелей и с закладкой в выработанное пространство породы от селективной выемки нижнего слоя пласта, проходку панельных и участковых конвейерных и вентиляционных штреков выемочных столбов верхнего и нижнего слоев осуществляют одновременно с опережением забоями выработок нижнего столба забоев верхнего на величину, составляющую не менее длины откатки руды самоходными вагонами проходческих комплексов, и по мере подготовки заполняют рудой нарезаемые по нижнему слою в поле нижней лавы вспомогательные выработки, при этом транспортирование руды из верхнего и нижнего столбов осуществляют на конвейерную линию в панельном конвейерном штреке нижнего столба с использованием для погрузки руды верхнего столба рудоспусков и конвейерных сбоек по верхнему слою в поле верхней лавы, причем участковый 3 14305 1 2011.04.30 конвейерный штрек в нижнем слое проводят в поле нижней лавы и используют в качестве транспортного с возможностью возведения закладки с оставлением за забойной крепью части сечения панельного конвейерного штрека, который повторно используют, как и в верхнем слое, в качестве выемочного штрека и для проветривания только прилегающей к нему части очистного забоя смежной отстающей лавы, при этом вентиляционный штрек каждой слоевой лавы проводят в ее центральной части на расстоянииот границы выработанного смежными опережающими лавами пространства, которое определяют из соотношения 2/3,где- ширина зоны опорного давления, определяемая из выражения-38,60,292 - 0,0000792,где- глубина разработки пласта,а ширинуцелика, оставляемого между панельным и участковым конвейерными штреками верхнего слоя, исходя из условий сохранения зоны разгрузки в краевой части надрабатываемого слоя, изоляции выработанного пространства от проникновения горючих газов и глубины разработки, определяют из соотношения(6-10)пр,где пр - предельная ширина целика полезного ископаемого, оставляемого в выработанном пространстве, при уменьшении которой происходит раздавливание целика горным давлением- максимальная глубина распространения в массив в боках панельных и участковых конвейерных штреков зон с повышенной частотой трещин. Отработку столбов нижнего слоя ведут с отставанием очистного забоя от забоя нижней лавы смежной панели на величину , составляющую не менее ,5, а в каждой отрабатываемой панели с отставанием нижнего очистного забоя от верхнего очистного забоя на величину , составляющую не менее 0,7. На фиг. 1 представлена схема бесцеликовой селективной разработки мощного калийного пласта сложного строения на фиг. 2 - сечение по - на фиг. 1. Предлагаемый способ бесцеликовой селективной разработки слоев калийного пласта сложного строения включает в себя проведение в надрабатывающем и надрабатываемом слоях панельных конвейерных штреков 1 и 5, участковых конвейерных штреков 2 и 4 и центральных вентиляционных штреков 3 и 6 верхнего и нижнего слоев лав 7, 8 соответственно с использованием вспомогательных слоевых выработок 9 и 10, секущих поля лав 7 и 8. При этом проходку выработок 1, 2, 3, 9 для верхней лавы 7 и выработок 4, 5, 6 и 10 для нижней лавы 8 осуществляют одновременно с опережением забоями выработок нижнего столба забоев верхнего на величину, составляющую не менее длины откатки руды самоходными вагонами проходческих комплексов и по мере подготовки каждую предыдущую вспомогательную выработку 10 в нижнем слое заполняют рудой от проходки вентиляционного 6 штрека для последующего безопасного перехода их нижней лавой 8. Отгрузку руды из подготовительных забоев 1, 2, 3, 9 и очистного забоя верхней лавы 7 осуществляют на панельный конвейер в конвейерном штреке 5 с использованием рудоспусков 11 и конвейерных сбоек 12. Участковый конвейерный 4 штрек проводят в нижнем слое в поле нижней лавы 8 с возможностью возведения закладочной полосы 13 с оставлением за забойной крепью 14 части сечения панельного конвейерного 5 штрека, который повторно используют, как и верхний 1 штрек, в качестве выемочных и для проветривания только прилегающих к ним частей очистных забоев смежных отстающих верхней 7 и нижней 8 лав. При этом вентиляционные 3 и 6 штреки проводят в центральных частях 7 и 8 лав на расстоянииот выработанного смежными лавами пространства, которое определяют из соотношения 2/3,где- ширина зоны опорного давления, определяемая из выражения 4 14305 1 2011.04.30-38,60,292 - 0,0000792,где- глубина разработки пласта,а ширинуцелика, между панельным 1 и участковым 2 штреками находят из выражения,исходя из условий сохранения зоны разгрузки в краевой части надрабатываемого слоя,изоляции выработанного пространства от проникновения горючих газов и глубины разработки(6-10)пр,где пр - предельная ширина целика полезного ископаемого, оставляемого в выработанном пространстве, при уменьшении которой происходит раздавливание целика горным давлением- максимальная глубина распространения в массив в боках панельных и участковых конвейерных штреков зон с повышенной частотой трещин. Штреки 1, 2, 4, 5 - штреки предыдущего, уже отработанного столба. Выбираемая таким образом ширина целикамежду 1 и 2 штреками в верхнем слое позволяет сохранить зону разгрузки за очистным забоем и обеспечить благоприятные условия поддержания надрабатываемых штреков нижней лавы, а для надежной изоляции выработанного пространства технологические сбойки 15 в данном целике заполняются между изолирующими перемычками соляными породами от нарезки компенсационных щелей. Отработку столбов нижнего слоя ведут с отставанием забоя нижней 8 лавы от забоя нижней лавы смежной панели на величину , составляющую не менее ,5, и в каждой отрабатываемой панели с отставанием нижнего очистного забоя от верхнего очистного забоя на величину , составляющую не менее 0,7. Предлагаемое техническое решение позволит повысить эффективность технологии в целом за счет концентрации ведения горных работ с усреднением качества добываемой руды одновременно из верхнего и нижнего слоев селективным способом, сокращения удельного объема подготовки и затрат на перемонтажи панельных конвейеров с использованием только одной конвейерной линии в панели (на две лавы), а также улучшения условий поддержания надрабатываемых выработок нижнего слоя. Источники информации 1. Нормативные и методические документы по ведению горных работ на Старобинском месторождении калийных солей. - Слуцк Слуцкая типография, 1995. - С. 130. 2. Патент РБ 7550, МПК 21 41/16, 2002. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5