СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МОЩНОГО ПОЛОГОГО УГОЛЬНОГО ПЛАСТА Российский патент 1998 года по МПК E21C41/18 

Изобретение относится к горному делу, в частности к способам добычи полезных ископаемых из пластовых месторождений по системе разработки длинными столбами по простиранию.

Известен способ разработки пологих пластов длинными столбами по простиранию, включающий проведение конвейерного и вентиляционного штреков, нарезку и монтаж в ней механизированного комплекса и последующую отработку выемочного столба по простиранию пласта обратным ходом. При этом отбитый уголь транспортируется вдоль лавы и по штреку контейнерами [1].

Недостатками этого способа являются: ограничение мощности пласта. При использовании современных высокопроизводительных комплексов типа УКП ограничение составляет 5 м; для выемки пласта 4,5 - 5,0 м используют очень металлоемкий комплекс, доставка и монтаж которого занимают много времени и требуют больших трудозатрат; при отсутствии такого комплекса необходимо делить пласт на два слоя, использовать менее металлоемкий комплекс, но тогда вдвое возрастает объем проведения подготовительных выработок и увеличиваются трудозатраты на монтаж-демонтаж оборудования.

Известен другой способ, выбранный в качестве прототипа, при котором проводят подготовительные выработки у почвы пласта, толщу пласта вынимают в два слоя, используя при этом каждую подготовительную выработку дважды: один раз как транспортную, другой - как вентиляционную [2].

Недостатками этого способа являются: сложность проветривания очистного забоя при отработке верхнего слоя; очень высокая вероятность разубоживания угля породами кровли при выемки нижнего слоя; необходимость двойного монтажа-демонтажа очистного оборудования.

Эти недостатки снижают эффективность применения способа при разработке мощного пологого угольного пласта.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности разработки мощного пологого угольного пласта по системе разработки длинными столбами по простиранию за счет резкого снижения трудозатрат на монтаж-демонтаж очистного оборудования.

Технический результат достигается тем, что в известном способе разработки мощного пологого угольного пласта, включающем проведение конвейерного и вентиляционного штреков, нарезку лавы, выемку в ней угля при движении комбайна от конвейерного штрека к вентиляционному и обратно, транспортирование угля вдоль лавы и по конвейерному штреку и управление горным давлением полным обрушением крови, конвейерный штрек сооружают длиннее вентиляционного не менее чем на длину лавы; в конвейерном штреке устанавливают телескопический ленточный конвейер; на сопряжении лавы с конвейерным штреком сооружают узел отклонения ленты, в котором изменяют направление движения верхней ветви ленты конвейера, направляя ее из штрека в лаву и обратно, и осуществляют пересып угля с одной стороны ленты на другую; изменение длины лавной части конвейера осуществляют комбайном; направление движения комбайна при выемке угля контролируют относительно угла отклонения ленты; сначала вынимают нижнюю пачку угля и при этом крепят потолочину анкерами, затем вынимают верхнюю пачку угля и при этом разрушают анкера; при управлении горным давлением бурят шпуры в породы кровли и заряжают их взрывчатыми веществами, потом сооружают обрезной ряд крепи путем переноса стоек завального ряда в промежутки между стойками крепи забойного ряда, затем взрывают ВВ.

На фиг. 1 показана схема подготовки очистного забоя (вид в плане); на фиг. 2 - схема наращивания длины лавной части конвейера; на фиг.3 - схема запасовки верхней ветви ленты конвейера в узел отклонения ленты (вид в плане); на фиг.4 - схема установки стоек крепи (вид в плане); на фиг.5 - то же, после задвижки комбайна в нишу; на фиг.6 - схема бурения шпуров.

Длинный столб подготавливают конвейерным 1 и вентиляционным 2 штреками, проводимыми у почвы пласта. При этом конвейерный штрек делают длиннее вентиляционного примерно на длину подготавливаемой лавы. Вынимают нишу 3, в которой монтируют очистной комбайн 4 фронтального действия. Рабочее пространство поддерживают анкерным креплением 5 потолочины ниши 3. В конвейерном штреке 1 монтируют ленточный конвейер 6, телескопичность которого примерно равна длине лавы (расстоянию между конвейерным и вентиляционным штреками). На сопряжении ниши 3 с конвейерным штреком 1 монтируют устройство 7 для отклонения верхней ленты конвейера 6 и пересыпа транспортируемого угля, а ленту 8 конвейера монтируют аналогично линии Мебиуса, т.е. с поворотом вокруг продольной оси на 180 град. К хвостовой части комбайна 4 прицепляют отклоняющий ролик 9 конвейера 6. После этого включают в работу комбайн 4 и приступают к выемке нижней части стружки. При этом комбайн двигается в строго заданном направлении, вытягивая при помощи ролика 9 ленту конвейера 6 и осуществляя разрушение полезного ископаемого и его погрузку на ленту конвейера 6. Вслед за комбайном при необходимости осуществляют анкерное крепление потолочины. При этом используют анкера из материала с большим сопротивлением на растяжение и малым - на срез, например, полимерные.

По мере продвижения комбайна вперед увеличивается длина ленточного конвейера в проводимой выработке. Для исключения просыпания полезного ископаемого с ленты устанавливают промежуточные временные опоры 10 под несущую часть ленты, которые придают последней желобчатую форму. Временные опоры 10 устраивают передвижными, на лыжах, связанные между собой и с комбайном 4 гибкой связью 11. За счет гибких связей 11 монтаж временных опор 10 осуществляют на сопряжении лавы со штреком.

После выхода комбайна 4 на штрек 2 его останавливают, поднимают исполнительный орган комбайна к кровле пласта и включают в работу при движении в обратном направлении. При этом комбайн 4 осуществляет разрушение полезного ископаемого, его погрузку на ленточный конвейер 6 в его лавной части и разрушение полимерных анкеров 5, установленных при движении комбайна прямым ходом. В это время на сопряжении лавы со штреком 1 осуществляют подтягивание временных опор 10 со скоростью движения комбайна 4 и демонтаж освободившихся опор. По мере обратного продвижения комбайна осуществляют крепление рабочего пространства индивидуальной крепью 12, например, типа ГС. При этом кран 13 (например, K 1000, но выполненный на гусеничном ходу), двигаясь по комбайновой дороге от вентиляционного штрека 2 к контейнерному штреку 1, устанавливает стойки 12 по обеим сторонам выработанного пространства на равном расстоянии друг от друга.

Во время выемки стружки угля комбайном 4 на сопряжении лавы с конвейерным штреком 1 производят нарезку ниши 3, подготавливая тем самым фронт работы по выемке.

Транспорт отбитого угля осуществляют ленточным конвейером 6 вдоль лавы и по конвейерному штреку 1. При этом на сопряжении лавы со штреком плужковым сбрасывателем 14 уголь сбрасывается с ленты, выходящей из лавы, в сторону лотка 15, по которому поступает на ленту, движущуюся по конвейерному штреку, т.е. происходит пересып угля с одной стороны ленты на другую.

По выходе очистного комбайна на штрек 1 его останавливают, исполнительный орган опускают к почве пласта, от хвостовой части комбайна отсоединяют отклоняющий ролик 9 ленточного конвейера 6. Комбайн 4 задвигают в подготовленную нишу 3, передвигают устройство 7 отклонения несущей ленты конвейера 6, подсоединяют отклоняющий ролик 9 и начинают выемку следующей стружки угля.

Во время выемки второй стружки угля в выработанном пространстве первой стружки ведут работы по управлению горным давлением. Для этого механизированно, например при помощи буровой установки 16 (типа БУАЗС), равномерно по всей длине бурят шпуры в кровлю пласта в пространстве между двумя рядами индивидуальных стоек 12. Шпуры заряжают зарядами ВВ. Затем осуществляют передвижку завального ряда стоек 12 в сторону движения лавы. При этом передвигаемые стойки крепи устанавливают в пространстве между стойками забойного ряда через одну, образуя тем самым обрезной ряд. Предусматривается, что к этому времени комбайн 4 вернется на штрек 1 и будет задвинут в подготовленную для него нишу 3. Производят взрывание зарядов ВВ, т.е. принудительное обрушение кровли. Далее - как описано выше.

Сооружение конвейерного штрека длиннее вентиляционного позволяет разместить в разнице их длин телескопическую часть конвейера с запасом ленты, достаточным для удлинения лавной части конвейера.

Отработка пласта в один слой резко снижает объем монтажных работ, улучшает проветривание очистного забоя, исключает разубоживание угля породой, а применение индивидуальных стоек вместо традиционных секций механизированной крепи и телескопического ленточного конвейера в очистном забое вместо скребкового резко сокращают металлоемкость добычи и также снижает затраты труда на доставке и монтаже оборудования. Все это позволяет сделать вывод о повышении эффективности разработки мощного пологого угольного пласта.

Способ предназначен для добычи полезных ископаемых из пластовых месторождений по системе разработки длинными столбами по простиранию. Способ разработки мощного пологого угольного пласта, при котором выемочное поле подготавливают длинными столбами по простиранию, при этом конвейерный штрек сооружают длиннее вентиляционного на длину лавы. В конвейерном штреке монтируют ленточный конвейер, телескопическую часть которого располагают за узлом сопряжения лавы со штреком. Выемку угля осуществляют очистным комбайном фронтального действия, который двигаясь к вентиляционному штреку, вынимает нижнюю пачку угля и вытягивает конвейерную ленту из телескопической части через узел отклонения ленты, расположенный на сопряжении лавы со штреком, при этом осуществляют крепление потолочины анкерами, двигаясь в обратном направлении-вынимает пачку угля, верхнюю, и разрушает анкера. Управление горным давлением осуществляют полным обрушением кровли с помощью механизированной установки и переноски стоек крепи и механизированного бурения шпуров. Изобретение позволит повысить разработку мощного пологого угольного пласта по системе разработки длинными столбами по простиранию за счет резкого снижения трудозатрат на монтаж-демонтаж очистного оборудования. 6 ил.

Способ разработки мощного пологого угольного пласта, включающий проведение конвейерного и вентиляционного штреков, нарезку лавы, выемку в ней угля при движении комбайна от конвейерного штрека к вентиляционному и обратно, транспортирование угля вдоль лавы и по конвейерному штреку и управление горным давлением полным обрушением кровли, отличающийся тем, что конвейерный штрек сооружают длиннее вентиляционного не менее чем на длину лавы и в нем устанавливают телескопический ленточный конвейер, на сопряжении лавы с конвейерным штреком сооружают узел отклонения ленты, в котором изменяют направление движения верхней ветви ленты конвейера, направляя ее из штрека в лаву и обратно, и осуществляют пересып угля с одной стороны ленты на другую, изменение длины лавной части конвейера осуществляют комбайном, направление движения комбайна при выемке контролируют относительно узла отклонения ленты, сначала вынимают нижнюю пачку угля и при этом осуществляют крепление потолочины анкерами, затем вынимают верхнюю пачку угля и при этом разрушают анкера, при управлении кровлей бурят шпуры в породы кровли и заряжают их ВВ, потом сооружают обрезной ряд крепи путем переноса стоек завального ряда в промежутки между стойками крепи забойного ряда, затем взрывают ВВ.