Патент на изобретение №2235204

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2235204 (13) C1
(51) МПК 7
E21C41/16
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 18.02.2011 – прекратил действие

(21), (22) Заявка: 2003100204/03, 04.01.2003

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

04.01.2003

(45) Опубликовано: 27.08.2004

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
СЕМЧУК Я.М. и др. Отработка околоствольных целиков на калийных рудниках Прикарпатья, Шахтное строительство, 1990, №12, с. 22 и 23. SU 989071 А, 15.01.1983. SU 1760119 А1, 07.09.1992. SU 626208 А, 28.08.1978. RU 2118455 С1, 27.08.1998. RU 2124636 С1, 10.01.1999. RU 2014454 С1, 15.06.1994. RU 2110687 С1, 10.05.1998. RU 2168625 С1, 10.06.2001. SU 1535994 А1, 15.01.1990.

Адрес для переписки:

346428, Ростовская обл., г. Новочеркасск, ГСП-1, ул. Просвещения, 132, ЮРГТУ (НПИ), отдел интеллектуальной собственности

(72) Автор(ы):

Гаркушин П.К. (RU),
Иванов И.Ю. (RU),
Ткачев В.А. (RU),
Горбатовский К.А. (RU),
Блохин О.С. (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Южно-Российский государственный технический университет (НПИ) (RU)

(54) СПОСОБ ОТРАБОТКИ ОКОЛОСТВОЛЬНЫХ ЦЕЛИКОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при отработке запасов в околоствольных целиках. Задачей изобретения является обеспечение выбуривания полезного ископаемого в камерах скважинами при минимальном оседании налегающих пород и земной поверхности за счет оставления между камерными целиками необходимой жесткости и повышение длительности эксплуатационного режима вертикальных стволов. Способ включает проведение подготовительных выработок, отработку запасов полезного ископаемого камерами с оставлением междукамерных целиков необходимой жесткости. Отработка запасов околоствольного целика осуществляется камерно-скважинным методом путем выбуривания полезного ископаемого в камерах скважинами, причем конечная деформация земной поверхности не должна превышать величины, определяемой по математическому выражению. 2 ил.

Изобретение относится к области горного дела, в частности к отработке околоствольных целиков на маломощных залежах.

Существуют многочисленные способы отработки запасов в околоствольных целиках: сплошной системой разработки с возведением костровой или бутокостровой крепи с заполнением выработанного пространства обрушенными породами, закладочным материалом по АС №989071 (E 21 C 41/06, БИ 1983, №2). Однако применение этих способов ограничено ввиду высокой трудоемкости работ, стоимости закладочного материала.

Наиболее близким к предлагаемому является способ отработки запасов в околоствольных целиках камерной системой с оставлением жестких междукамерных целиков (Семчук Я.М, Гаркушин П.К. Отработка околоствольных целиков на калийных рудниках Прикарпатья. Шахтное строительство, 1990, №12, с.22-23).

Сущность этого способа состоит в том, что после проведения подготовительных выработок производится отработка запасов в околоствольном целике камерами с оставлением жестких междукамерных целиков, обеспечивающих длительную устойчивость налегающих пород и земной поверхности. Недостаток этого способа состоит в том, что выемка запасов в камерах буровзрывным способом на маломощных залежах является весьма трудоемкой и не исключает сейсмическое влияние взрывных работ на устойчивость ствола. Сплошная выемка запасов околоствольных целиков методом выбуривания (АС №1535994, E 21 C 1/16, БИ 1990, №2, патент РФ №2168625, E 21 C 27/22, 41/22, БИПМ 2001, №16) исключает сейсмическое влияние взрывных работ на приконтурный массив и крепь ствола, но не обеспечивает надежное поддержание налегающих пород и земной поверхности.

Целью настоящего изобретения являлось создание способа, обеспечивающего безвзрывную и эффективную выемку запасов маломощных залежей в околоствольных целиках при минимальном оседании налегающих пород и земной поверхности, сохранение длительного эксплуатационного режима вертикальных стволов.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе отработки околоствольных целиков, включающем проведение подготовительных выработок, отработку запасов полезного ископаемого камерами с оставлением междукамерных целиков необходимой жесткости, отработка запасов околоствольного целика осуществляется камерно-скважинным методом путем выбуривания полезного ископаемого в камерах скважинами, причем конечная деформация земной поверхности не должна превышать:

где m конечная деформация земной поверхности, м;

m мощность пласта, м;

А – ширина камеры, м;

а – ширина междукамерного целика, м;

j – количество скважин, выбуриваемых в одной камере, шт.;

d – диаметр скважин, м;

Кр – коэффициент разрыхления полезного ископаемого;

– коэффициент усадки разрушенного материала целика.

На фиг.1 представлена технологическая схема подготовки к отработке запасов предохранительного целика у вертикального ствола, на фиг.2 -технологическая схема отработки запасов камерно-скважинным методом.

Осуществляется способ следующим образом: из откаточной (обгонной) выработки 1 околоствольного двора по падению (или восстанию) пластовой залежи проходят подготовительные выработки 2 – транспортные и параллельно им вентиляционные выработки через каждые 50 м. Для обеспечения запасного выхода концы транспортных и вентиляционных выработок сбивают ходовой выработкой 3. Затем производится раскройка выемочного участка на камеры 4 шириной А, м, и междукамерные целики 5 шириной а, м; полезное ископаемое в камерах выбуривают скважинами 6 диаметром d.

В промежутках между скважинами оставляют междускважинные целики 7 шириной а1, м

Добытое полезное ископаемое погружается на конвейер СП-202 в транспортной выработке 2, с помощью которого доставляется к откаточной выработке 1 и грузится в вагоны.

Пример осуществления. Пласт угля мощностью m=0,8 м, на глубине Н=300 м отрабатывается в околоствольном целике камерно-скважинным методом со следующими параметрами: ширина камер А=5 м, ширина междукамерных целиков а=5 м, диаметр скважин d=0,65 м, ширина междускважинных целиков а1=0,3 м, количество скважин в каждой камере j=5 шт.

Запас прочности междукамерных целиков составляет n=2,172, что позволяет отнести их к жестко-пластичным, обеспечивающим устойчивость геомеханической системы в течение 20 лет. Конечная деформация поверхности составит не более 0,115 м, что гораздо меньше допустимого значения для крепи и вмещающего массива вокруг стволов, которые относятся к объектам первой категории охраны.

Предложенный способ относится к безвзрывной и почти безлюдной технологии добычи, может быть использован для отработки целиков различного назначения: водоохранных в целиках вокруг геологоразведочных скважин, под водными объектами, под железными дорогами, промышленными объектами и т.п. Способ легко осуществим, поскольку не требует применения дорогостоящей техники: выбуривание полезного ископаемого возможно бурошнековыми установками БШК и БЗМ (Кабанов В.И., Пичко Р.Д., Редкозубов А.А. и др. Исследование технологических параметров бурошнековой выемки угля установками БШК и БЗМ. Уголь Украины, 1996, №10-11, с.40-42) или с использованием существующих буровых установок типа СБМ – 3у, БГА – 4, Стрела и др. Кроме того, выбуривание крепких пород возможно комбайном КД – 800Э с промывкой (Михайлов Ю.В., Давиденко В.И., Васильев А.Е. Технологические схемы выбуривания крепких маломощных руд. Горный журнал, 2000, №6, с.42-45).

Максимальная производительность бурошнековых установок достигает 120 т/сутки, ожидается до 200 т/сутки.

Технологические схемы добычи полезного ископаемого выбуриванием обеспечивают практически неограниченный в пространстве и во времени фронт очистных работ в условиях действующих шахт и рудников, относятся к безопасным и экологически чистым способам ведения горных работ.

Применение камерно-скважинного способа очистной выемки позволяет вовлечь в эксплуатацию маломощные залежи полезных ископаемых, запасы в которых составляют десятки миллиардов тонн, при минимальных капитальных затратах.

Формула изобретения

Способ отработки околоствольных целиков, включающий проведение подготовительных выработок, отработку запасов полезного ископаемого камерами с оставлением междукамерных целиков необходимой жесткости, отличающийся тем, что отработка запасов околоствольного целика осуществляется камерно-скважинным методом путем выбуривания полезного ископаемого в камерах скважинами, причем конечная деформация земной поверхности не должна превышать

где m – конечная деформация земной поверхности, м;

m – мощность пласта, м;

А – ширина камеры, м;

а – ширина междукамерного целика, м;

j – количество скважин, выбуриваемых в одной камере, шт.;

d – диаметр скважин, м;

Кр – коэффициент разрыхления полезного ископаемого;

– коэффициент усадки разрушенного материала целика.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2


MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 05.01.2005

Извещение опубликовано: 10.12.2006 БИ: 34/2006


Categories: BD_2235000-2235999