Способ двухслоевой селективной разработки мощного калийного пласта сложного строения

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ДВУХСЛОЕВОЙ СЕЛЕКТИВНОЙ РАЗРАБОТКИ МОЩНОГО КАЛИЙНОГО ПЛАСТА СЛОЖНОГО СТРОЕНИЯ(71) Заявитель Закрытое акционерное общество Солигорский институт проблем ресурсосбережения с опытным производством(72) Авторы Прушак Виктор Яковлевич Калиниченко Петр Иванович Петровский Борис Иванович Губанов Вячеслав Андреевич Карабань Денис Трофимович(73) Патентообладатель Закрытое акционерное общество Солигорский институт проблем ресурсосбережения с опытным производством(57) 1. Способ двухслоевой селективной разработки мощного калийного пласта сложного строения, включающий разделение слоев пласта полезного ископаемого на панели и столбы путем проведения панельных и участковых конвейерных и вентиляционных штреков в 13521 1 2010.08.30 надрабатывающем верхнем и надработанном нижнем слоях с оставлением между панельными и участковыми конвейерными штреками верхнего слоя ленточных целиков, проведение в слоях монтажных штреков лав и последовательную отработку столбов с закладкой в выработанное пространство породы, отбиваемой при селективной выемке нижнего слоя пласта, отличающийся тем, что вентиляционный штрек каждой слоевой лавы проводят в ее центральной части на расстоянииот границы выработанного смежной лавой пространства, которое определяют из выражения 2/3,где- ширина зоны временного опорного давления нижней лавы, определяемая из выражения- 38,60,292 - 0,0000792,где- глубина разработки пласта в нижнем слое участковый конвейерный штрек проводят в поле лавы с возможностью возведения закладки с оставлением за забойной крепью части сечения панельного конвейерного штрека, при этом как в нижнем, так и в верхнем слое панельный конвейерный штрек используют в качестве выемочного штрека для проветривания только прилегающей к нему части очистного забоя отстающей смежной нижней лавы а ширинуленточного целика, 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 выражения(8 - 14)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 верхней лавы смежной панели на величину не менее 1,5. Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при двухслоевой селективной разработке преимущественно калийных пластов сложного строения. Известен способ двухслоевой разработки мощных удароопасных пологих пластов сложного строения, включающий проведение горно-подготовительных выработок нижнего слоя в разгруженной зоне и в межстолбовом целике, селективную выемку нижнего слоя и закладку выработанного пространства бутовыми полосами под выработанным пространством верхнего слоя, при этом длину нижней лавы определяют из условий достаточности закладочного материала для выкладки бутовых полос под выработанным верхней лавой пространством 1. Данный способ предусматривает оставление широких межпанельных целиков особенно по верхнему слою, что способствует зависаниям пород кровли и ударным воздействиям обрушающихся зависаний на забойную крепь. Для снижения вредных воздействий от ударных нагрузок под выработанным пространством верхнего слоя возводятся бутовые полосы. Основными недостатками способа являются высокие потери полезного ископаемого в межпанельных целиках и большой удельный объем подготовки. 2 13521 1 2010.08.30 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, проходку монтажных штреков и отработку столбов лавами, при этом 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, а ширину целика полезного ископаемогомежду участковым и панельным конвейерными штреками определяют из выражения 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. При отработке пластов с неустойчивыми породами кровли длину лавы принимают равной расстоянию между участковым конвейерным штреком подготавливаемого к отработке столба и панельным конвейерным штреком отрабатываемой панели. При отработке пластов с устойчивыми породами кровли длину лавы принимают равной расстоянию между участковым конвейерным штреком отрабатываемого столба и выработанным пространством 2. Однако в практическом примере использования известного способа, предусматривающего бесцеликовую выемку верхнегослоя мощного Третьего калийного пласта Старобинского месторождения, не обеспечивается высокая эффективность технологии двухслоевой селективной его выемки из-за ликвидации зон разгрузки при бесцеликовой надработке нижнего слоя пласта, что повышает затраты на поддержание подготовительных выработок и очистного забоя селективной лавы по нижнему надработанному слою. Задачей заявленного технического решения является повышение эффективности технологии разработки полезного ископаемого за счет выбора оптимальных ее параметров. Технический результат достигается тем, что в способе двухслоевой селективной разработки мощного калийного пласта сложного строения, включающем разделение слоев пласта полезного ископаемого на панели и столбы путем проведения панельных и участковых конвейерных и вентиляционных штреков в надрабатывающем верхнем и надработанном нижнем слоях с оставлением между панельными и участковыми конвейерными штреками верхнего слоя ленточных целиков, проведение в слоях монтажных штреков лав и последовательную отработку столбов с закладкой в выработанное пространство породы,отбиваемой при селективной выемке нижнего слоя пласта, при этом вентиляционный штрек каждой слоевой лавы проводят в ее центральной части на расстоянииот границы выработанного смежной лавой пространства, которое определяют из выражения 2/3,где- расстояние от границ выработанных смежными лавами пространств- ширина зоны временного опорного давления нижней лавы, определяемая по формуле- 38,60,292 - 0,0000792,где Н - глубина разработки пласта причем в нижнем слое участковый конвейерный штрек проводят в поле лавы с возможностью возведения закладки с оставлением за забойной крепью части сечения панельного конвейерного штрека, при этом панельный конвейерный штрек как в нижнем, так и в верхнем слое используют в качестве выемочного штрека 3 13521 1 2010.08.30 и для проветривания только прилегающей к нему части очистного забоя отстающей смежной лавы, а ширинуленточного целика, 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 выражения(8-14)пр,где- ширина целика, оставляемого между панельным и участковым конвейерными штреками верхнего слоя 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 верхней лавы смежной панели на величину не менее 1,5. На фиг. 1 представлена схема двухслоевой селективной разработки мощного калийного пласта сложного строения на фиг. 2 - сечение по - на фиг. 1. Предлагаемый способ двухслоевой селективной разработки мощного калийного пласта сложного строения включает в себя проведение в верхнем и надработанном нижнем слоях панельных 1 и 5 и участковых 2 и 4 конвейерных штреков и соответственно центральных вентиляционных 3 и 6 штреков верхних 9 и нижних 10 лав с использованием вспомогательных выработок 7 и 8 секущих поля лав. При этом расстояниемежду вентиляционным штреком лавы и выработанным пространством смежного столба в слое определяют из выражения 2/3,где- ширина зоны временного опорного давления. Ширинуленточного целика между панельным и участковым конвейерными штреками верхнего слоя выбирают, исходя из условий сохранения зоны разгрузки в краевой части надрабатываемого слоя, изоляции выработанного пространства от проникновения горючих газов и глубины разработки, из выражения(8-14)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 селективным способом с отставанием очистного забоя от забоя лавы верхнего слоя смежной панели на величину не менее 1,5, гдеширина зоны временного опорного давления нижней лавы. За забойной крепью нижней лавы 10 возводят закладку 11. Способ двухслоевой селективной разработки мощного калийного пласта сложного строения осуществляют следующим образом. Отработку столбов в слоях ведут последовательно обратным порядком с отставанием очистного забоя селективной нижней лавы от забоя лавы верхнего слоя смежной панели на величину не менее 1,5, где- ширина зоны временного опорного давления нижней лавы. При этом повторно используют панельные конвейерные штреки 1 и 5 в качестве выемочных штреков и для проветривания только прилегающих к ним частей очистных забоев смежных отстающих лав 9 и 10. Подготовку столбов в слоях осуществляют тремя штреками панельным 1, участковым 2 конвейерными и вентиляционным 3 в верхнем слое 4 13521 1 2010.08.30 и соответственно участковым 4, панельным 5 конвейерными и вентиляционным 6 в нижнем слое. Для проведения вентиляционных штреков 3 и 6 используют вспомогательные выработки 7 и 8, нарезаемые с панельных 1 и 5 конвейерных штреков под углом 65-70 к продольной оси столба. При этом участковый конвейерный штрек 4 в нижней селективной лаве используют в качестве транспортного, а панельный 5 конвейерный штрек совмещает функции участкового 4 конвейерного штрека, который проводится в поле нижней лавы с возможностью возведения закладки 11 с оставлением за забойной крепью лавы 10 части сечения панельного 5 конвейерного штрека, повторно используемого в качестве выемочного и для проветривания только прилегающей части очистного забоя отстающей смежной лавы. Причем вентиляционные штреки 3 и 6 слоевых лав 9 и 10 располагают в их центральных частях на расстоянииот выработанного пространства смежных слоевых лав не менее 2/3 ширинызоны временного опорного давления 2/3,гдеопределяют по формуле- 38,60,292 - 0,0000792,где- глубина разработки пласта, а ширину целика, оставляемого между панельным 1 и участковым 2 конвейерными штреками верхней лавы 9, исходя из условий сохранения зоны разгрузки в краевой части надрабатываемого нижнего слоя, изоляции выработанного пространства от проникновения горючих газов и глубины разработки, находят из выражения(8-14)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. Выбираемый таким образом целикмежду столбами верхнего слоя позволяет сохранять зону разгрузки при надработке нижнего слоя, в которой создаются благоприятные условия для проведения и поддержания конвейерных штреков 4 и 5 нижней лавы, а при повторном использовании панельного 1 конвейерного штрека для проветривания прилегающей части забоя отстающей верхней 9 лавы ширина целика обеспечивает изоляцию выработанного пространства от проникновения горючих газов в рабочую зону отстающей смежной лавы. При этом в данном целике представляется возможным возведение в технологических сбойках надежных двойных изолирующих перемычек из солебетона с заполнением между ними пространства, например, штыбом из соляных пород от нарезки компенсационных щелей. Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить эффективность технологии разработки полезного ископаемого в целом за счет бесцеликовой выемки нижнего более мощного слоя пласта и снизить затраты на проведение и поддержание очистных и подготовительных выработок. Источники информации 1. Патент РБ 7452, МПК 21 41/16, 2003. 2. Патент РБ 7550, МПК 21 41/16, 2005. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6