Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для механизированного проведения горных выработок проходческими комбайнами в угольных шахтах, опасных по газу.
Проведение горных выработок комбайнами сопровождается искрениями, что обусловливает снижение скорости вращения резцовой коронки и разработку быстродействующей защиты с выбросом порошковых пламегасителей при регистрации приборами возникновения пламени.
Кроме вероятности воспламенения метана, интенсивность работы комбайнов ограничивается и по газовому фактору, особенно при проведении газообильных выработок.
Цель изобретения - создание условий, исключающих аварию при интенсивном режиме работы оборудования, что позволит решить проблему безопасного и ускоренного проведения горных выработок.
Поставленная цель достигается созданием инертной среды в зоне механического разрушения и в призабойном пространстве.
Известен способ создания инертной среды в тупиковой выработке, заключающийся в изоляции призабойного пространства путем сооружения перемычки с лабиринтом, перекрывающей поперечное сечение выработки, установке в последней, считая от забоя, секции лабиринта контрольно-измерительной аппаратуры, производящей анализ газового состава, вытеснении рудничной атмосферы из изолированного пространства инертным агентом и осуществлении контроля за процессом инертизации призабойного пространства посредством контрольно-измерительной аппаратуры.
Предназначенный для буровзрывного проведения горных выработок, известный способ применим для механизированного проведения горных выработок проходческими комбайнами.
Дополнительные действия над материальными объектами сводятся к следующему: перемычку с лабиринтом устанавливают на 1/3-1/2 ее высоты, формируя элементы перемычки по сторонам проходческого комбайна, и при интенсивной вентиляции заперемыченного пространства снимают поверхностный слой угля при пониженной скорости резания, после создания свежеобразованной поверхности комбайн останавливают, прекращают поступление в заперемыченную зону свежей струи, завершают сооружение перемычки до свода выработки, полностью изолируя зону разрушения от вентиляционных потоков, выжидают выделения газа из свежеобразованной поверхности забоя и отбитого угля до создания в заперемыченном пространстве атмосферы, неспособной к горению и взрыву, исключает комбайн в работу с переходом на высокие скорости резания в режиме максимально допустимой нагрузки на комбайн, удаляют газ из перемыченной зоны по газопроводам, пропускают через аппараты улавливания пыли и удаляют из шахты.
Известно устройство для проведения горных выработок, включающее проходческий комбайн со стрелковидным рабочим органом и регулятором автоматического изменения скорости резания по заданной программе, скребковый конвейер и предохранительный щит.
Устройство для выполнения предлагаемого способа проведения горных выработок отличается тем, что герметизирующая перемычка выполнена из гофрированного материала, закрепленного в центре, - вокруг основания стрелы комбайна, и пластин из эластичных материалов с закрепленными на них упругими пластинами, при этом одни концы пластин из эластичных материалов связаны с рамой и расположены по периметру последней, а другие установлены с возможностью контакта с поверхностью свода, стенок и почвы выработки.
Контакты перемычки и лабиринта с почвой выработки и нижней поверхностью погрузочного стола комбайна, а также с низом комбайна между гусеницами герметизированы прижатыми элементами из эластичного материала - пенопласта или пенорезины.
Скребковый конвейер на всем протяжении окружен коробом со свисающими внутри короба шнурами из синтетического материала (например капрона), периодически орошаемыми водой, над шнурами размещен перфорированный трубопровод, связанный с механизмом подачи воды в импульсно-пульсирующем режиме, короб со скребковым конвейером за пределами перемычки заканчивается аспирационным устройством для отсоса газа и пыли в систему циклонов и других аппаратов пылеулавливания, откуда газ поступает в трубопровод, отводящий через лабиринт основную часть газа из заперемыченного пространства.
Рама с эластичными и упругими пластинами, прижатыми к своду и стенкам выработки, удерживается телескопическими упорами, закрепленными на комбайне.
Схема способа и устройства представлена на фиг. 1-6, на которых приняты следующие обозначения: 1 - комбайн, 2 - стреловидный исполнительный орган, 3 - погрузочный стол, 4 - лабиринт, 5 - перемычка из гофрированного материала, 6 - рама, 7 - телескопические упоры для крепления рамы, 8 - пластины из эластичных материалов, 9 - скребковый конвейер, 10 - короб, 11 - шнуры из синтетического материала, 12 - перфорированная пластина, на которой закреплены шнуры с отверстиями для подачи на них воды, 13 - перфорированная трубка с продольными прорезями для подачи воды, 14 - аспирационное укрытие, 15 - ленточный конвейер, 16 - упругие пластины из стеклопластика (см. фиг. 5), 17 и 18 - газопроводы, 19 - аппараты очистки газов от пыли.
Пластины 8 и 16 (см. фиг. 5), размещенные по периметру перемычки, позволяют сохранить герметичность при вибрации и колебаниях всей конструкции, неизбежных при работе комбайна, благодаря деформации пластин 8 и способности к продольному изгибу пластин 16.
Конструкция перемычки позволяет телескопическими упорами опускать перемычку со сверткой гофрированной центральной части и укладкой верхней части рамы на комбайн, освобождая пространство от середины до свода выработки для вентиляции.
Пример применения способа. Комбайн с частично собранной герметизирующей перемычкой (не снимают герметизирующие пластины, прижатые к почве выработки и ее стенкам до высоты 0,5-0,8 м), опущенной верхней частью перемычки со сверткой гофрированного материала готовят к работе.
В забой подводят воздуховод приточной вентиляции, используя известный "аккумулятор" вентиляционных труб - металлотканевую трубу, способную сжиматься в 10 раз. При интенсивной приточной вентиляции и с подачей каскада струй и капель воды в зону разрушения включают комбайн в работу, равномерно снимая с груди забоя небольшой слой угля и породы.
После образования свежеобнаженной поверхности убирают трубу приточной вентиляции, размещая ее торец за пределами перемычки, телескопическими упорами поднимают верхнюю часть перемычки, расплавляя центральную часть гофрированного материала перемычки и прижимая ряды эластичных пластин к поверхности стенок и свода выработки, и дожидаются создания инертной среды в заперемыченном пространстве, контролируя выходящий из лабиринта поток газа датчиком на кислород или метан.
Для условий Кузбасса при выделении метана 1,5-2,0 м3/мин (данные относятся к комбайновой проходке по смешанному забою) в объеме заперемыченной зоны 50 м3 безопасная концентрация кислорода 12 об.% будет достигнута через 13-18 мин, а через 40 мин будет создана 100%-ная метановая атмосфера, не содержащая кислорода.
После создания неспособной к горению и взрыву среды включают комбайн, продолжая работу при максимально допустимой нагрузке на оборудование. В форсированном режиме осуществляют работу комбайна на все время проведения выработки.
Выходящий из лабиринта газ отсасывают через систему аппаратов пылеулавливания с последующим выводом обеспыленного газа за пределы шахты (при возможности используется подключение к системе дегазации).
Капроновые шнуры, свисающие в коробе над скребковым конвейером, экранируют пространство, свободное от транспортируемой горной массы, создавая сопротивление для выхода газа из заперемыченного пространства.
Выделяющаяся из короба над скребковым конвейером часть газа отсасывается аспирационным укрытием с подачей в газопровод и циклоны. Для исключения подсоса воздуха в заперемыченное пространство в последнем поддерживают небольшое (до 50 мм вод. ст.) избыточное давление.
Для замены зубков резцовой коронки и профилактического осмотра оборудования проход рабочих возможен по стремянке при опущенном телескопическими опорами верхней части перемычки - после полного удаления метана вентиляцией. Период повторного создания инертной среды не является продолжительным.
При суфлярном выделении метана возможна работа комбайна без предварительного образования свежеобнаженной поверхности - ожиданием создания инертной среды после полной герметизации рабочей зоны.
Основные преимущества способа и устройства: повышение техники безопасности с одновременным увеличением скорости проведения выработок. Наряду с исключением воспламенений газа от искрения, изолированный отвод метана облегчает проведение газообильных выработок без ограничения темпов проходки по газовому фактору. Кроме того, в забое перед перемычкой практически полностью отсутствует пыль благодаря изолированному отводу запыленного воздуха из заперемыченного пространства в аппараты пылеулавливания и далее из шахты.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ВЕДЕНИЯ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ В ШАХТАХ, ОПАСНЫХ ПО ГАЗУ | 1996 |
|
RU2114389C1 |
СПОСОБ ВЕДЕНИЯ БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ В ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ | 1997 |
|
RU2115088C1 |
СПОСОБ СОЗДАНИЯ ИНЕРТНОЙ СРЕДЫ | 1998 |
|
RU2147686C1 |
Способ проведения горных выработок в шахтах и рудниках, опасных по газу и пыли | 1986 |
|
SU1432327A1 |
Способ создания инертной среды в тупиковых выработках | 1975 |
|
SU608002A1 |
СПОСОБ ГАШЕНИЯ ВОЗДУШНЫХ УДАРНЫХ ВОЛН | 1995 |
|
RU2095577C1 |
ВОДЯНОЙ ЗАСЛОН | 1991 |
|
RU2010980C1 |
Способ создания инертной средыВ ТупиКОВОй ВыРАбОТКЕ | 1979 |
|
SU796461A1 |
ВЗРЫВНОЙ ЗАРЯД УДАРНОГО ИНИЦИИРОВАНИЯ | 1992 |
|
RU2005989C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ИНИЦИИРОВАНИЯ | 1998 |
|
RU2146802C1 |
Использование: проведение горных выработок проходческими комбайнами в шахтах, опасных по газу и пыли. Сущность изобретения: проходческий комбайн осуществляет проведение выработки в инертной газовой среде. Последняя создается газонепроницаемой перемычкой с лабиринтом, закрепленными на комбайне. Газ, выделяющийся из лабиринта, пропускается через аппараты улавливания пыли и отводится из шахты. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 6 ил.
СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.
Евсеев В.С., Архипов Г.Н | |||
и Розанцев Е.С | |||
Применение проходческих комбайнов на шахтах | |||
М.: Недра, 1981, с.41-46. |
Авторы
Даты
1995-03-27—Публикация
1992-06-03—Подача