Главная | Обратная связь

Разработка рекомендации по повышению эффективности отработки запасов мощных крутых угольных пластов c закладкой выработанного пространства

На основании лабораторных и стендовых испытаний для опытно-промышленных испытаний рекомендованы следующие составы твердеющей укладочной смеси на основе нефелинового шлама Ачинского глиноземного комбината (кг/м³ смеси):

Смесь 1
Вяжущее - нефелиновый шлам Заполнитель - гранулированный шлак ЗСMK Ускоритель твердения - фторогипс АГК Вода
Смесь 2
Вяжущее - нефелиновый шлам АГК Заполнитель – золошлаковые отходы Томусинской ГРЭС Ускоритель твердения - фторогипс АГК Вода	290-390 830-930 480-520
Смесь 3
Вяжущее - нефелиновый шлам АГК Заполнитель – шлаки бытовых и промышленных котельных Ускоритель твердения - фторогипс АГК Вода	500-600 600-700 60-130 570-600
Смесь 4
Вяжущее - нефелиновый шлам Заполнитель – шахтовые породы Ускоритель твердения - фторогипс АГК Вода	500-600 550-650 50-100 600-650

 

Опытно-промышленные испытания разработанных составов бесцемент-ных твердеющих смесей на основе отходов горнодобывающих и перераба-тывающих предприятий планируются на шахте «Коксовая» ООО УК «Прокопьевскуголь» при отработке пластов «Горелого» и «Внутреннего».

Пласт Горелый имеет мощность 8,0-8,3 м. Уголь полосчатый полублестящий, слаботрещиноватый, крепкий, средней устойчивости с линзами крепкого облитового железняка. Мощность породных прослойков 0,2-0,4 м.

В почве пласта залегает пачка перемятого неустойчивого угля мощностью 0,7 м. Угол падения пласта 68°. Непосредствен­ная кровля - алевролит мощностью 0,8 м средней устойчивости. Основная кровля - песчаник среднезернистый, крепкий. В поч­ве пласта залегает аргиллит трещиноватый слабоустойчивый.

В северной части выемочного поля проходит тектонический разрыв с амплитудой смещения до 16 м (опасная зона).

Пласт I Внутренний в пределах выемочного участка имеет мощ­ность 2,0-3,0 м. Угол, падения пласта 65-70°. Прослоек породы мощностью 0,2-0,4 м располагается вблизи кровли.

Непосредственная кровля пласта представлена слабым не­устойчивым аргиллитом мощностью 1,8-2,5 м. В 4,0-5,0 м от кровли пласта залегает прослоек угля мощностью 0,1-0,3 м. В непосредственной почве залегает алевролит средней устойчивости, мощностью 2,0-3,0 м, ниже которого залегают песчаники устойчи­вые, средней и выше средней устойчивости. Крупных тектонических нарушений не имеется.

Пласт Горелый отрабатывается с применением технологической схемы механизированными горизонтальными слоями с литой твердеющей закладкой (МГСЛТЗ). Слои отрабатываются двумя полосами. Высота полосы 3 м, определяется возможностями комбайна 1ГПКСБ. Длина поля 300 м.

Поле делится скатами на три блока длиной по 100 м. Про­межуточные скаты на опытном участке пройдены по углю в лежачем боку пласта. Порядок выемки полос от лежачего бока к висячему. Полосам придается уклон от скатов 3-5° для растекания закладки без монтажа става труб в полосах.

Предусматривается установка анкерной крепи в борта полос непосредственно за выемкой для безопасности работающих и удержания угольной стенки при выемке полосы у лежачего бока, а при выемке полосы у висячего бока - для удержания нависающих пород висячего бока. Остальные анкера, необходимые для удержания закла­дочного массива и связи с арматурой, устанавливаются в ремонтную смену. Бурение под анкера осуществляется навесным бурильным оборудованием комбайна.

После выемки очередного участка полосы между скатами и их пе­реходом, комплекс продолжает работу (с доставкой угля в следующий скат), а в отработанной полосе производится подготовка к закладке и прием закладки.

Проектом подготовки и отработки выемочного поля предусмотрена прокладка дренажных труб по четырем скатам до дренажного штрека для спуска воды после промывки мельницы, закла­дочного трубопровода и аварийного сброса закладочной смеси в дренажный штрек.

При достижении забоя закладочной полосы границы поля, оборудо­вание (комбайн и вагон) демонтируется и транспортируется через демонтажный скат по вентиляционному горизонту к монтажному ска­ту. После набора закладкой на первом участке нормативной прочности начинается проходка монтажной камеры и монтаж оборудования в новой полосе рядом или нижележащем слое.

Принципиальная схема подачи бесцементной твердеющей закладки на пласты I Внутренний и Горелый приведена на рис. 6.21.

Выемка полос производится проходческо-очистными комбайнами типа 1ГПКСБ, снабженными навесным бурильным оборудованием (НБО). Выемка угля от комбайна до очередного ската производится самоходными вагонами типа ВС (ВС5Э или ВС15Э).

Технология механизированных горизонтальных слоев с литой твердеющей закладкой предусматривала ведение очистных работ в следующей последовательности: монтаж комбайна и оборудования в монтажной камере у одного из фланговых скатов; выемка полосы у лежачего бока пласта до второго флангового ската; демонтаж комбайна и оборудования с его выдачей по скату на вентиляционный горизонт; доставка оборудования по горизонту на первый фланговый скат и его спуск в монтажную камеру; монтаж комбайна и оборудования для выемки второй полосы (у висячего бока) горизонтального слоя. Этот порядок отработки повторялся для выемки каждой полосы.

При отработке всего этажа и общем количестве слоев, равном 30 (при высоте слоя 3 м), необходимо было бы проведение 60 монтажных камер и 120 процессов монтажа и демонтажа комбайна и оборудования.

Разработаны рекомендации по порядку отработки полос крутых угольных пластов с уменьшением монтажно-демонтажных работ. При этом предусматривается проведение только двух монтажных камер и осуществление только четырех операций монтажа-демонтажа оборудования за счет разворота комбайна в ортах, перегоне его из полосы в полосу, «подныривания» комбайна под закладочный массив.

 

Рис. 6.21. Схемы рекомендуемого порядка отработки полос

Предлагается порядок отработки полос крутых угольных пластов, позволяющий минимизировать монтажно-демонтажные работы, который рекомендуется осуществлять в следующей последовательности:

1. После выемки и закладки монтажного слоя от ската № 3 проводится выработка до висячего бока, в которой устанавливается конвейер; в пласте у висячего бока засекается монтажная камера площадью сечения 14 м² и длиной 20 м; в монтажную камеру спускается комбайн и оборудование.

2. Выемка полосы угля у висячего бока до ската № 1 с разделкой орта.

3. Выемка полосы у висячего бока пласта до границы поля, при этом производится перенос конвейера к скату №2, разворот оборудования в орте, возведение перемычки у ската.

4. Выемка полосы у лежачего бока пласта блока 3 на длину 15 м и доставка угля к скату №2. Одновременно производится закладка полосы у висячего бока в блоке №1.

5. Выемка полосы у лежачего бока в блоке 3. В блоке 2 возводятся перемычки и подается закладка. При походе к скату 4 производится разворот оборудования.

6. Переход ската №3 на 15 м, к этому моменту прочность боковой стенки закладки должна быть не менее 1 МПа. Уголь доставляется к скату № 4.

7. Возведение в блоке 3 трех перемычек, подается закладка.

8. Переход ската № 2.

9. Завершение выемки полосы у лежачего бока пласта, осуществление разворота оборудования в орте.

10. Выемка полосы у висячего бока в блоке №3 на расстоянии 15 м, доставка угля к скату № 2. Возведение ската № 1 и перемычки, между которыми подается твердеющая закладка.

11. Спуск конвейера в орт ската № 3, возведение перемычки, подача закладки в блок 2 полосы у лежачего бока, выемка до ската №4, разворот оборудования, перенос конвейера от ската №3 к скату №4.

12. Проведение съезда в нижележащий слой, доставка угля к скату №4.

13. Выемка нижележащего слоя за скатом № 2 на 15 м.

14. Выемка нижележащего слоя за скатом № 2 на 15 м, перенос конвейера к скату № 2.

Применение предложенного порядка отработки полос в горизонтальном слое, практически исключающего монтажно-демонтажные работы, позволяет увеличить нагрузку на очистной забой на 20-25%, повысить полноту извлечения запасов угля на 18-20%, обеспечить безопасность ведения очистных и подготовительных работ.

Экономический эффект от внедрения результатов исследований диссерта-ции может составить для условий шахты «Коксовая» ООО УК «Прокопьевскуголь» 2,7 млн. рублей (в зависимости от состава смеси), для условий пяти шахт ОАО УК «Прокопьевскуголь» и ОАО УК «Киселевск-уголь», работающих в черте г.г. Прокопьевска и Киселевска, соответственно 10,3÷12,6 млн. руб.