СПОСОБ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ УГОЛЬНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
METHOD FOR COMPLEX DEVELOPMENT OF COAL DEPOSIT

Предполагаемое изобретение относится к горному делу, в частности к комплексному освоению угольного месторождения, включающего свиту пластов разной мощности с содержанием ценных химических элементов, и открыто-подземной разработке крутых и крутонаклонных пластов с уступа борта угольного разреза средствами гидромеханизации.
Известен способ ведения открытых горных работ, при котором разработка породы, ее транспортирование и укладка в отвал производится путем использования энергии движущейся воды [1]. Недостатком способа является то, что он предусматривает гидромеханизацию разработки вскрышных пород и не касается разработки собственно угольного пласта, т.е. использование средств гидромеханизации только при подготовке угольного пласта к выемке.
Известен способ открытой добычи угля, включающий ведение вскрышных и очистных горных работ, последующее проведение вскрывающей выработки со дна разреза, монтаж гидромонитора со ставом труб, разрушение угля вокруг выработки гидромониторной струей в обратном порядке и откачивание пульпы на поверхность [2]. Недостатками прототипа являются:
- обрушение пород кровли у дальней границы выработки приводит к разубоживанию пульпы, вследствие чего допускаются повышенные потери угля в недрах;
- повышенные затраты энергии и материалов на откачивание пульпы до уровня дна разреза, так как требуется две трубы: для подачи воды и откачивания пульпы;
- повышенные материальные и трудовые затраты на монтаж-демонтаж крепления выработки вследствие необходимости проведения большого количества таких выработок;
- отсутствие комплексности освоения месторождения, так как тонкие и весьма тонкие угольные пласты, даже с относительно высоким содержанием ценных химических элементов, не могут быть отработаны таким способом, так как проведение вскрывающих выработок по таким пластам требует повышенных затрат труда, материалов и времени
Перечисленные недостатки снижают эффективность комплексного освоения угольного месторождения.
Цель изобретения - повышение эффективности комплексного освоения угольного месторождения за счет вовлечения в отработку угольных пластов с промышленным содержанием ценных химических элементов, залегающих в приконтурной зоне разреза, путем открыто-подземной их разработки гидравлическим способом.
Поставленная цель достигается тем, что в способе комплексного освоения угольного месторождения, включающем ведение вскрышных и очистных горных работ открытым способом, последующее проведение вскрывающей выработки со дна разреза, монтаж гидромонитора со ставом труб, разрушение угля вокруг выработки гидромониторной струей в обратном порядке и откачивание пульпы на поверхность, при ведении открытых горных работ на уступах формируют рабочие площадки с выходом пластов, составляющих запасы приконтурной зоны разреза, в качестве вскрывающей выработки используют квершлаг, который проводят под небольшим углом вверх для организации самотечного гидротранспорта угля и которым вскрывают все пласты свиты, залегающие в приконтурной зоне, по пластам, намеченным к последующей разработке, от квершлага в обе стороны под небольшим углом вверх проводят штреки, на почве квершлага и штреков укладывают желоба, с рабочей площадки уступа по падению пласта бурят скважину до штрека, гидромонитор и став труб монтируют в скважине, гидроотбойку угля из скважины одновременно ведут двумя и более гидромониторами в разных пластах с разными составами угольного вещества, отбитый уголь транспортируют по желобам квершлага до дна разреза, где аккумулируют его в двух и более емкостях без смешивания.
Изобретение поясняется схемами. На фиг.1 показана схема вскрытия приконтурных запасов разреза; на фиг.2 - то же, вид в плане; на фиг.3 - узел Б, отмеченный на фиг.1; на фиг.4, 5, 6, 7, 8 - поперечное сечение квершлага с различным количеством и порядком установки желобов.
Способ реализуется следующим образом. При ведении вскрышных и очистных горных работ в пределах горного отвода разреза формируют рабочие площадки на уступах таким образом, чтобы пласты, в угольном веществе которых выявлены промышленные содержания ценных химических элементов и залегающие в приконтурной зоне разреза, выходили бы на рабочую площадку. По достижении разрезом границы горного отвода по глубине разработки примерно в средней его части со дна разреза проводят квершлаг 1 под небольшим углом вверх (для организации самотечного гидротранспорта), пересекая все пласты разрабатываемой свиты. По пластам, составляющим приконтурные запасы разреза и намеченным к дальнейшей разработке из-за промышленного содержания в них ценных химических элементов-примесей, проводят штреки 2, 3, 4, 5 в разные стороны от квершлага под небольшим углом вверх для организации самотечного гидротранспорта пульпы. На почве каждого штрека укладывают желоб 6, обеспечивающий самотечный гидротранспорт пульпы к квершлагу 1. На почве квершлага 1 также укладывают средства самотечного гидротранспорта пульпы в виде желоба, но не один, а минимум два 7 и 8 (можно установить 3, 4, 5 и более желобов в зависимости от количества одновременно разрабатываемых гидроспособом угольных пластов). Желоб 6, установленный в штреке 3, угловым звеном 9 соединяют с желобом 7, установленным в квершлаге 1, а желоб 6, установленный в штреке 4 - с желобом 8 аналогичным образом, организуя тем самым две транспортные цепочки в одной выработке - квершлаге 1. На дне разреза путем извлечения угля из нижнего пласта свиты формируют пульпосборник 10, аккумулирующий пульпу, поступающую по желобу 7, и аналогичный пульпосборник 11, аккумулирующий пульпу, поступающую по желобу 8. Между пульпосборниками сохраняют гидроплотную перегородку 12.
Добычу угля из пластов, составляющих приконтурные запасы разреза, осуществляют гидроспособом. При этом разрабатывают сразу два пласта (можно и больше), содержащих угли с разными ценными химическими элементами. С рабочей площадки уступа по линии падения пласта бурят скважину до штрека. В скважине монтируют став высоконапорных труб с гидромонитором. С подачей высоконапорной воды начинают вести гидроотбойку угля вблизи штрека в дистанционном режиме управления гидромонитором. По мере вымывания камеры на эффективную дальность гидромониторной струи став труб сокращают, удаляя лишние звенья, тем самым поднимают гидромонитор вверх по скважине. Формируемые в очистном забое каждого пласта потоки пульпы по желобам самотеком достигают своих пульпосборников, нигде не перемешиваясь. Из пульпосборника пульпу насосом откачивают на поверхность для последующего извлечения ценных химических элементов.
Формирование на дне двух (и более) аккумулирующих пульпосборников. и транспортирование самотеком двух (и более) потоков позволяет одновременно разрабатывать два (и более) пласта с различными содержаниями ценных химических элементов как по количеству, так и по качеству. Это позволяет в течение летнего периода года использовать энергию воды для разработки угольных пластов.
Таким образом, при разработке угольного месторождения будут вынуты запасы, обычно не разрабатываемые разрезом, как сырье для получения ценных химических элементов, содержащихся в угольных пластах, составляющих приконтурные запасы разреза; будет использовано выработанное пространство дна разреза для аккумулирования пульп различного состава. Перечисленное свидетельствует о комплексности освоения угольного месторождения. Применение гидравлического способа добычи угля позволяет организовать практически безлюдную выемку, поскольку во время гидроотбойки угля и его транспортирования по желобам не требуется присутствия обслуживающего персонала ни в очистном забое, ни в транспортных выработках. Деление придонной части разреза на несколько аккумулирующих пульпосборников в совокупности с организацией нескольких самотечных транспортных потоков, обеспечивающих возможность одновременной отработки угольных пластов различного качества, свидетельствует о повышении эффективности освоения месторождения, а это и есть цель изобретения.
Источники информации
1. Бокий Б.В. Горное дело, Москва, Углетехиздат, 1953, с.560-563 (аналог);
2. Мучник В.С., Голланд Э.Б., Маркус М.Н. Подземная гидравлическая добыча угля. / М.: Недра, 1986, с.78, рис.3.11 (прототип).