СПОСОБ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ УГЛЯ В ШАХТЕ Российский патент 2002 года по МПК E21F13/08 

Предлагаемое изобретение относится к горному делу и касается способов транспортировки угля по горным выработкам от комбайна до поверхности (вплоть до потребителя).

Известен способ транспортирования угля из очистного забоя самоходными вагонетками (Бурчаков А. С. и др. Технология, механизация и автоматизация производственных процессов подземных разработок. М.: Недра, 1968. С.328), при котором уголь, отбитый в очистном забое, грузят в самоходные вагонетки и затем транспортируют до ствола или до поверхности.

Основными недостатками известного способа являются пылеобразование и газовыделение в процессе погрузки-выгрузки угля и транспортировки по горным выработкам, а в связи с этим - сохранение опасности взрыва пыли и газа.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ (Бурчаков А.С. и др. Технология, механизация и автоматизация производственных процессов подземных разработок. М.: Недра, 1968. С. 182, рис.89), согласно которому уголь, отбитый комбайном, грузят россыпью на конвейер, транспортируют до следующего конвейера, перегружают на него путем свободного пересыпания и т.д. до поверхности.

В известном решении высокая безопасность не может быть достигнута вследствие транспортирования угля россыпью в непосредственном контакте со струей свежего воздуха, поступающего в очистной забой вместе с газом, выделяющимся из отбитого угля при его транспортировке, и угольной пылью, образующейся при каждой перегрузке. Кроме того, при транспортировке угля на ленточных конвейерах происходят просыпание угля и заштыбовка конвейеров, что является причиной возгорания конвейерных лент и, как следствие, гибели людей.

Целью технического решения является обеспечение безопасности ведения работ на шахтах, опасных по газу и пыли.

Поставленная цель достигается тем, что уголь, поступающий с лавного конвейера, загружают в мягкую цилиндрическую оболочку, свернутую в виде спирального тора, наружный конец которой герметично закрыт, заполняют ее на 80-90% от объема, герметично закрывают второй конец мягкой цилиндрической оболочки и транспортируют до поверхности. Объем мягкой цилиндрической оболочки приравнивают к объему угля, добываемого в одной стружке, для чего размеры мягкой цилиндрической оболочки выбирают из условия
0,8•3,14•R²•L=k•m•b•l,
где 0,8 - коэффициент заполнения мягкой цилиндрической оболочки углем;
R - радиус мягкой цилиндрической оболочки, м;
L - длина мягкой цилиндрической оболочки, м;
k - коэффициент разрыхления угля;
m - мощность пласта, м;
b - ширина захвата комбайна, м;
l - длина лавы, м.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежом, где показана схема, поясняющая способ транспортировки угля.

Способ осуществляют следующим образом.

Уголь, отбитый комбайном, грузят россыпью на лавный конвейер 1 и транспортируют его до следующего транспортного средства (например, конвейера) 2. С лавного конвейера 1 путем свободного пересыпания через воронку 3 уголь загружают в мягкую цилиндрическую оболочку 4, свернутую в виде спирального тора, наружный конец которой герметично закрыт. Под действием веса угля мягкая цилиндрическая оболочка 4 раскручивается и ложится на следующее транспортное средство (например, конвейер) 2, по мере перемещения которого она заполняется на 80-90% своего объема, что соответствует объему угля в одной стружке. После этого свободный конец мягкой цилиндрической оболочки герметично закрывают и транспортируют уголь до поверхности. Конкретная величина коэффициента заполнения мягкой цилиндрической оболочки уточняется экспериментально в процессе эксплуатации.

Скорость транспортного средства 2 (соответствует скорости перемещения мягкой цилиндрической оболочки) согласуют с производительностью комбайна по следующей зависимости:
Q=0,8•3,14•R²•V•Y,
где Q - производительность комбайна, т /мин;
V- скорость транспортного средства (скорость перемещения мягкой цилиндрической оболочки), м/мин;
Y - объемный вес угля, т /м;
0,8 - коэффициент заполнения мягкой цилиндрической оболочки углем;
R - радиус мягкой цилиндрической оболочки, м.

При этом размеры мягкой цилиндрической оболочки выбирают из условия
0,8•3,14•R²•L=k•m•b•l,
где 0,8 - коэффициент заполнения мягкой цилиндрической оболочки углем;
R - радиус мягкой цилиндрической оболочки, м;
L - длина мягкой цилиндрической оболочки, м;
k - коэффициент разрыхления угля;
m - мощность пласта, м;
b - ширина захвата комбайна, м;
l - длина лавы, м.

Т. е. объем мягкой цилиндрической оболочки соответствует объему угля в одной стружке. Радиус мягкой цилиндрической оболочки принимают исходя из технических параметров транспортного устройства, например, ширины конвейерной ленты, т. е. рассчитывается только один параметр - длина мягкой цилиндрической оболочки.

Рассмотрим пример расчета длины мягкой цилиндрической оболочки в конкретных условиях. Исходные данные примем следующие: k=1,4; m=2 м; R=0,5 м; b= 0,7 м; 1=20 м, отсюда L=63 м, радиус 0,5 м принят исходя из условия ширины конвейерной ленты, которую принимаем равной 1 м. Коэффициент заполнения мягкой цилиндрической оболочки углем, равный 0,8, принимается с целью избежания перегрузки оболочки углем и ее разрушения при транспортировке.

Дополнительные исходные данные для расчета скорости перемещения мягкой цилиндрической оболочки: Q=3 т/мин; Y=1,35 т/м², отсюда V=3,5 м/мин.

После окончания снятия стружки свободный конец мягкой цилиндрической оболочки герметично закрывают и устанавливают следующую мягкую цилиндрическую оболочку, предварительно свернутую в виде спирального тора.

Предложенное техническое решение имеет следующие преимущества:
связанные с безопасностью ведения работ в очистном забое и шахте:
- полностью ликвидируется опасность взрыва угольной пыли и метана в выработках, по которым транспортируется уголь;
- уменьшается на 40% суммарное количество метана в шахте за счет изоляции отбитого угля от внешней среды;
- снижается пожароопасность, связанная с уменьшением потерь угля при транспортировке (возгорание конвейерных лент при заштыбовке);
связанные с технологией:
- возможность временного складирования добытого угля в шахте (бункеризация);
- снижение влажности и зольности угля;
- полная ликвидация потерь угля при его транспортировке по выработкам (и до потребителя);
- возможность раздельной выдачи угля по пластам с разными марками угля (первичная сортировка по качеству);
- увеличение производительности конвейерного транспорта за счет заключения отбитого угля в оболочку;
технико-экономические:
- ликвидация затрат, связанных с уменьшением сечения выработок от потерь при транспортировке угля;
- уменьшение износа деталей транспортного оборудования,
- уменьшение площадных потерь угля;
- ликвидация потерь угля, устранение явления смерзания угольной массы в таре, упрощение процесса разгрузки при его транспортировке на поверхности;
социально-экономические:
- уменьшение опасности профзаболеваний (антракоз);
- создание более комфортных условий труда;
- уменьшение степени психотропного воздействия на человека условий работы под землей, связанное с вышеперечисленными опасностями для жизни и здоровья.

Изобретение относится к горному делу, а именно к разработке полезных ископаемых подземным способом, и касается способов транспортировки угля по горным выработкам от комбайна до поверхности. Способ транспортирования угля в шахте включает погрузку угля на лавный конвейер и транспортирования его до следующего транспортного средства. Уголь, поступающий с лавного конвейера, загружают в мягкую цилиндрическую оболочку, свернутую в виде спирального тора, наружный конец которой герметично закрыт, заполняют ее на 80-90% от объема, герметично закрывают свободный конец мягкой цилиндрической оболочки и транспортируют до поверхности. Объем мягкой цилиндрической оболочки приравнивают к объему угля, добываемого в одной стружке. Обеспечивается безопасность ведения работ на шахтах, опасных по газу и пыли. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ транспортирования угля в шахте, включающий погрузку отбитого угля на лавный конвейер и транспортирование его до следующего транспортного средства, отличающийся тем, что уголь, поступающий с лавного конвейера, загружают в мягкую цилиндрическую оболочку, свернутую в виде спирального тора, наружный конец которой герметично закрыт, заполняют ее на 80-90% от объема, герметично закрывают свободный конец мягкой цилиндрической оболочки и транспортируют до поверхности. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что объем мягкой цилиндрической оболочки приравнивают к объему угля добываемого в одной стружке, для чего размеры мягкой цилиндрической оболочки выбирают из условия
0,8•3,14•R²•L=k•m•b•l,
где 0,8 - коэффициент заполнения мягкой цилиндрической оболочки углем;
R - радиус мягкой цилиндрической оболочки, м;
L - длина мягкой цилиндрической оболочки, м;
k - коэффициент разрыхления угля;
m - мощность пласта, м;
b - ширина захвата комбайна, м;
l - длина лавы, м.