Обоснование параметров подэтажной механизированной отработки мощных крутых пластов с управляемым выпуском угля

• Автор: Опрук, Глеб Юрьевич
• Шифр специальности: 25.00.22
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 115 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ И ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОПЫТА ОТРАБОТКИ МОЩНЫХ КРУТЫХ ПЛАСТОВ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1 Краткая горно-геологическая характеристика месторождений
1.2 Анализ систем разработки мощных крутых пластов
1.3 Анализ зарубежного опыта отработки мощных крутых пластов
1.4 Подэтажная механизированная система разработки мощных
крутых пластов с выпуском угля (крепъ-штрек)
Цель, задачи и методы исследований
Выводы
ГЛАВА 2. ИННОВАЦИОНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОТРАБОТКИ МОЩНЫХ КРУТЫХ ПЛАСТОВ СИСТЕМАМИ С УПРАВЛЯЕМЫМ ВЫПУСКОМ
2.1. Системы блокового обрушения
2.2. Система разработки подэтажными штреками «крепъ-штрек» с новым типом крепи КПВ
2.3. Способы разупрочнения подэтажного целика
2.4. Схема проветривания тупикового забоя при подэтажной системе разработки
2.5. Комплекс оборудования для отработки пластов с углами падения менее 45 градусов
Выводы
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ СТЕНДОВЫХ ИСПЫТАНИЙ И АНАЛИТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВЫПУСКА
3.1. Влияние формы и способа перемещения питателя на показатели извлечения угля при выпуске
3.2. Обоснование порядка выпуска и оптимальных параметров технологии «крепъ-штрек»
3.3. Численное моделирование процесса выпуска угля в технологии подэтажного обрушения и оценка напряженно-деформированного
состояния угольного массива при выпуске
Выводы

ГЛАВА 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ОТ РЕАЛИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИИ «КРЕПЬ-ШТРЕК». РАСЧЕТ
ВЕНТИЛЯЦИИ ПРИ ОТРАБОТКЕ МОЩНОГО КРУТОГО
ПЛАСТА
4.1. Общие положения
4.2. Производственная мощность шахты и капитальные вложения
4.3 Анализ рынка сбыта, расчет затрат на производство, выручки
от реализации и прибыли
4.4. Коммерческая эффективность инвестиций
4.5. Обоснование необходимого количества воздуха для проветривания тупикового забоя подэтажного штрека при отработке мощного крутого пласта подэтажами с управляемым выпуском
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
В России мощные крутые пласты залегают в Кузнецком угольном бассейне и на Апсатском каменноугольном месторождение в Читинской области на территории Каларского района. В странах ближнего и дальнего зарубежья: месторождения Закавказья (Ткварчельское и Шаорское); Средней Азии (Шаргуньское), а также Польши, Китая, Болгарии, Индии, Турции. В Кузбассе сосредоточено промышленных запасов в мощных крутых пластах приблизительно 1 миллиард 184 миллиона тонн. Применение высокопроизводительных комплексов в Прокопьев-ско-Киселевском районе исторически сдерживалось сложностью залегания и на-рушенностью угольных пластов. Угли района уникальны по своему марочному составу, в основном представлены особо ценными марками, служат главной сырьевой базой для металлургической промышленности России.
Разнообразие условий залегания мощных угольных крутых пластов вызвала необходимость применения различных систем разработки, наиболее предпочтительными из которых являются системы, использующие гравитационный выпуск угля - технологии блочного или подэтажного обрушения. Поиски рациональных систем выпуска угля при отработке мощных крутопадающих пластов привели к созданию многочисленной группы комбинированных систем, в которых монтажный слой отрабатывается, как правило, наклонным слоем по простиранию у кровли пласта, а выемка угля под перекрытием производится системами подэтажных штреков, поперечно-наклонными слоями и другими.
Наряду с очевидными преимуществами технологии подэтажной разработки с выпуском угля, известны и трудности ее реализации. В первую очередь это относится к требованиям полноты выпуска угля, механизации работ, обеспечения безопасности и эффективности работы очистного забоя. Потери угля в обрушенном пространстве приводят к его самовозгоранию. Кроме того, при выпуске угля происходит перемешивание угля с обрушенными породами кровли, что повышает зольность. Решение проблемы тесно связано с оптимизацией параметров технологии и обоснованию режимов управляемого площадного выпуска угля по всей мощности пласта. В связи с этим, проведение исследований по обоснованию па-

типа растяжки до Зм, вследствие чего уголь и боковые породы в зонах нарушений сильно деформированы и ослаблены.
Комплекс ПКК испытывался во втором блоке пласта Горелого при погашении целика от основного до первого параллельного штрека наклонной высотой 7-10 м. Первые 25 м целика отрабатывались под гибким перекрытием, последующие 25 м без него. Подготовка участка к отработке при наличии основного и первого параллельного штреков заключались в пробуривании скважин диаметром 500мм между ними и проведении в 3-4 м над основным штреком подэтажного штрека (сбойки) сечением 2,2 м2.
Комплекс КПО испытывался в третьем блоке этого же пласта. Длина блока 100 м, наклонная высота 60 м. По высоте этаж был разделен на три подэтажа. Комплекс испытывался во всех трех подэтажах. В вер>хнем подэтаже на расстоянии 20 м от границы блока было смонтировано гибкое перекрытие в двух плоскостях, но в дальнейшем монтаж перекрытия был прекращен из-за труднообрушае-мости и нарушенности кровли. В среднем и нижнем подэтажах гибкое перекрытие было смонтировано в наклонно-поперечном слое (в одной плоскости) и заан-керовано к почве и кровле пласта. Таким образом, испытания комплекса КПО проводились под гибким перекрытием в двух плоскостях, в одной плоскости и без гибкого перекрытия. Подготовка участка заключалась в проведении следующих выработок:
1. Основного и вентиляционного штреков и блоковой ходовой печи;
2. Конвейерных штреков сечением 5,3 м2 и подэтажных штреков сечением 2,8-3,7 м2;
3. Промежуточных штреков сечением 3,7 м2у висячего и лежачего боков пласта для выемки поперечно-наклонного слоя;
4. Скважин диаметром 500 мм по лежачему боку пласта через 6 м по простиранию.
Выемочный участок пласта Мощного (рисунок 1.13), на котором производились испытания комплекса АПВ, имел длину по простиранию 180м, по падению 110 м. У северной границы участка пройден скат, с которого пройдены три про-