Способ двухслоевой разработки мощного калийного пласта с неустойчивой кровлей

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ДВУХСЛОЕВОЙ РАЗРАБОТКИ МОЩНОГО КАЛИЙНОГО ПЛАСТА С НЕУСТОЙЧИВОЙ КРОВЛЕЙ(71) Заявитель Закрытое акционерное общество Солигорский институт проблем ресурсосбережения с опытным производством(72) Авторы Прушак Виктор Яковлевич Петровский Андрей БорисовичЩерба Владимир ЯковлевичКалиниченко Петр ИвановичКарабань Денис ТрофимовичГубанов Вячеслав АндреевичПоляков Андрей ЛеонидовичИщенко Марина ВикторовнаЗубович Валерий Семенович(73) Патентообладатель Закрытое акционерное общество Солигорский институт проблем ресурсосбережения с опытным производством(57) 1. Способ двухслоевой разработки мощного калийного пласта с неустойчивой кровлей, включающий разделение пласта на верхний и нижний слои с оставлением между ними породного прослоя, разделение слоев пласта полезного ископаемого на панели и столбы путем проведения панельных и участковых конвейерных и вентиляционных штреков в надрабатываемом верхнем и надработанном нижнем слоях с оставлением между смежными панелями ленточных целиков, повторное использование выработок, расположение вентиляционных штреков в центральных частях столбов вне зоны влияния очистных работ смежных панелей, проведение в слоях монтажных штреков лав и 16027 1 2012.06.30 последовательную отработку выемочных столбов с отставанием выемки нижнего слоя лавами от выемки лавами верхнего слоя на один столб, отличающийся тем, что панельные и участковые конвейерные штреки верхнего слоя проводят с частичной присечкой полезного ископаемого нижнего слоя с оставлением между ними ленточного целика шириной в, которую, исходя из условий изоляции выработанного пространства от проникновения горючих газов из смежного столба, сохранения зоны разгрузки в краевой части надрабатываемого слоя и глубины разработки, выбирают из соотношения(68)впр,где- максимальная глубина распространения в массив в боках панельных и участковых конвейерных штреков зон с повышенной частотой трещин пр - предельная ширина целика, расположенного в выработанном пространстве, при уменьшении которой происходит раздавливание целика горным давлением,а ширину н ленточного целика, оставляемого между столбами нижнего слоя, принимают больше в на суммарную величину целиков под участковым конвейерным штреком верхнего слоя и между ним и панельным конвейерным штреком нижнего слоя, причем участковые конвейерные штреки нижнего слоя проводят в поле лавы на удалении от панельного конвейерного штрека не более расстояния между шнеками очистного комбайна, при этом панельные конвейерные штреки смежных отработанных столбов верхнего слоя используют повторно только для проветривания прилегающих к ним частей очистных забоев отстающих лав верхнего, а затем нижнего слоев и изолируют их от выработанного пространства за крепью верхних лав. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выработанное пространство изолируют за крепью верхних лав путем плавного опускания на почву лавы ленточного блока пород кровли, который отделяют проведением у борта лавы сплошной наклонной щели в кровле глубиной не менее 2/3 мощности верхнего слоя пласта. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выработанное пространство изолируют за крепью верхней лавы путем опускания блоков пород кровли, которые отделяют наклонным рядом скважин с использованием и без использования взрывных работ. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выработанное пространство изолируют за крепью верхней лавы пленкой, которую закрепляют, например, на облегченных искусственных блоках, выставляемых за крепью у борта лавы. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отработку столбов нижнего слоя ведут с отставанием их очистных забоев от забоев лав верхнего слоя смежных столбов на величину не менее протяженности зоны временного опорного давления. Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке мощных преимущественно калийных пластов слоевыми лавами. Известен способ последовательной выемки слоев мощного калийного пласта, при котором вначале подготавливается и отрабатывается обратным порядком выемочный столб по верхнему слою лавой, подготовленной тремя выемочными штреками со вспомогательными и разгружающими выработками и панельным конвейерным штреком с оставлением широкого межпанельного целика. После отработки верхнего слоя тремя выемочными штреками осуществляют подготовку нижнего слоя для отработки его в обратном порядке 1. Недостатком 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. Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ разработки пласта полезного ископаемого, включающий разделение пласта полезного ископаемого на 2 16027 1 2012.06.30 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 полезного ископаемого,причем ширину целикамежду участковым и панельным конвейерными штреками выбирают из соотношения 2 пр,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 выемке Третьего пласта Старобинского месторождения, опережающая отработка верхнего слоя без оставления межстолбовых целиков наряду с повышением извлечения запасов по верхнему маломощному слою создает определенные проблемы с последующей отработкой нижнего более мощного слоя за счет ликвидации зон с пониженным горным давлением на границе с межстолбовыми целиками под выработанным верхними лавами пространством. При выемке нижнего слоя через столб увеличивается горное давление при бесцеликовой отработке верхнего слоя и, соответственно, увеличиваются затраты на поддержание подготовительных и очистных выработок под отработанным пространством,что снижает эффективность технологии в целом. К тому же снижается безопасность работ при примыкании рабочей зоны лавы отрабатываемого столба к загазованному выработанному пространству смежного столба по верхнему слою. Задачей технического решения является повышение эффективности двухслоевой выемки мощного калийного пласта с неустойчивой кровлей. Технический результат достигается тем, что в способе двухслоевой разработки мощного калийного пласта с неустойчивой кровлей, включающем разделение пласта на верхний и нижний слои с оставлением между ними породного прослоя, разделение слоев на панели и столбы путем проведения панельных и участковых конвейерных и вентиляционных штреков в надрабатываемом верхнем и надработанном нижнем слоях с оставлением между смежными панелями ленточных целиков, повторное использование выработок и расположение вентиляционных штреков в центральных частях столбов вне зоны влияния очистных работ смежных панелей, проведение в слоях монтажных штреков и последовательную отработку столбов с отставанием выемки нижнего слоя лавами на один столб от выемки верхнего слоя, панельные и участковые конвейерные штреки верхнего слоя проводят с частичной присечкой нижнего слоя с оставлением между штреками ленточного целика шириной в, которую, исходя из условий изоляции выработанного пространства от проникновения горючих газов из смежного столба, сохранения зоны разгрузки в краевой части надрабатываемого слоя и глубины разработки, выбирают из соотношения(68)впр,где пр - предельная ширина целика, расположенного в выработанном пространстве, при уменьшении которой происходит раздавливание целика горным давлением 3 16027 1 2012.06.30- максимальная глубина распространения в массив в боках панельных и участковых конвейерных штреков зон с повышенной частотой трещин,а ширину н ленточного целика, оставляемого между столбами нижнего слоя, принимают больше в на суммарную величину целиков, оставляемых под участковым конвейерным штреком верхнего слоя и между ним и панельным конвейерным штреком нижнего слоя,причем участковые конвейерные штреки нижнего слоя проводят в поле лавы на удалении от панельного конвейерного штрека не более расстояния между шнеками очистного комбайна, при этом панельные конвейерные штреки смежных отработанных столбов верхнего слоя используют повторно только для проветривания прилегающих к ним частей очистных забоев отстающих лав верхнего, а затем нижнего слоев и изолируют их от выработанного пространства за крепью верхних лав. Выработанное пространство изолируют за крепью верхних лав путем плавного опускания на почву лавы ленточного блока пород кровли, который отделяют путем проведения сплошной наклонной щели в кровле у борта лавы на глубину не менее 2/3 мощности верхнего слоя пласта или путем опускания блоков пород кровли, которые отделяют наклонным рядом скважин с использованием и без использования взрывных работ, или изолируют выработанное пространство пленкой, которую закрепляют на облегченных искусственных блоках, выставляемых за крепью у борта лавы. Отработку выемочных столбов нижнего слоя ведут с отставанием их очистных забоев от очистных забоев верхнего слоя смежных панелей на величину не менее протяженности зоны временного опорного давления. На фиг. 1 представлена схема двухслоевой выемки мощного калийного пласта с неустойчивой кровлей на фиг. 2 - сечение по - на фиг. 1. Предлагаемый способ двухслоевой выемки мощного калийного пласта включает проведение в слоях панельных 1 и 4 конвейерных штреков в нижнем и верхнем слоях, участковых конвейерного 2 и вентиляционного 3 штреков верхней лавы, конвейерного 5 и вентиляционного 6 штреков нижней лавы с использованием слоевых вспомогательных 7, 8 выработок, секущих поле лавы при нарезке вентиляционных штреков 3 и 6 верхней и нижней лав. При этом- расстояние между выработанным пространством смежной панели и участковыми вентиляционными 3 и 6 штреками, проводимыми вне зоны влияния очистных работ,- протяженность зоны временного опорного давления, в и н - ширина целика между смежными столбами в слоях. Способ двухслоевой разработки мощного калийного пласта осуществляется следующим образом. Отработку выемочных столбов в слоях ведут последовательно с отставанием в выемке нижнего слоя от верхнего на один столб. При этом отставание очистного забоя нижнего слоя смежной панели от очистного забоя опережающей лавы верхнего слоя выдерживают не менее ширинызоны временного опорного давления. Подготовку столбов для последовательной двухслоевой выемки осуществляют тремя штреками панельным 1 и участковым 2 конвейерными и вентиляционным 3 лавы верхнего слоя и соответственно с отставанием на один столб - нижнего слоя панельным 4, участковым 5 конвейерными и вентиляционным 6 штреками с использованием для нарезки вентиляционных 3 и 6 штреков вспомогательных 7 и 8 выработок в верхнем и нижнем слоях пласта. Участковые вентиляционные штреки 3 и 6 в верхнем и нижнем слоях пласта проводят на расстоянииот границы выработанного пространства опережающих смежных лав не менее ширины зоны влияния очистных работ смежной панели. При этом панельные и участковые конвейерные штреки 1 и 2 верхнего слоя в условиях неустойчивой кровли проводят с присечкой нижнего слоя с оставлением в кровле устойчивого прослойка полезного ископаемого верхнего слоя и с оставлением между штреками ленточного целика шириной в, которую, исходя из условий изоляции выработанного пространства от проникновения горючих газов, сохранения зоны разгрузки в краевой части надрабатываемого слоя и глубины разработки,выбирают из соотношения 4(68)впр,где пр - предельная ширина целика, 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. Ширину н ленточного целика, оставляемого между столбами нижнего слоя, принимают больше в на суммарную ширину целиков под участковым конвейерным штреком верхнего слоя и между ним и панельным конвейерным штреком нижнего слоя. Участковые конвейерные штреки 5 нижнего слоя проводят в поле лавы на удалении от панельного конвейерного штрека 4 панели не более расстояния между шнеками комбайна с возможностью его фронтальной зарубки в каждом технологическом цикле. При этом панельные конвейерные 1 штреки смежных отработанных столбов верхнего слоя используют повторно только для проветривания прилегающих к ним частей очистных забоев отстающих лав верхнего, а затем нижнего слоев и изолируют их от выработанного пространства за крепью верхних лав путем плавного опускания на почву лавы ленточного блока пород кровли, который отделяют проведением сплошной наклонной щели в кровле у борта лавы глубиной не менее 2/3 мощности верхнего слоя пласта или путем опускания блоков пород кровли, которые отделяют наклонным рядом скважин с использованием и без использования взрывных работ, или изолируют выработанное пространство пленкой, которую закрепляют на облегченных искусственных блоках, выставляемых за крепью у борта лавы. Отработку выемочных столбов нижнего слоя ведут с отставанием их очистных забоев от очистных забоев верхнего слоя смежных панелей на величину не менее протяженности зоны временного опорного давления. Таким образом, отработка мощного калийного пласта с неустойчивой кровлей с использованием данного технического решения позволяет существенно сократить затраты на поддержание и проведение выемочных штреков в слоях и повысить эффективность технологии в целом. Источники информации 1. Нормативные и методические документы по ведению горных работ на Старобинском месторождении калийных солей Текст - Изд. Слуцкая типография, 1995. - С. - 127. 2. Патент Республики Беларусь 7550, МПК 21 41/16, 2005. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5