СПОСОБ РАЗРАБОТКИ КРУТОГО УГОЛЬНОГО ПЛАСТА Российский патент 2003 года по МПК E21C41/18 E21C27/00 

Предполагаемое изобретение относится к горному делу, в частности к способам разработки крутопадающих угольных пластов по системе разработки длинными столбами по простиранию.

Известен способ разработки крутого угольного пласта с полной механизацией добычи угля при помощи агрегатов типа АК-3 [1]. Недостатками способа являются: повышенная металлоемкость добычи, повышенные трудовые и материальные затраты для удержания оборудования от сползания по падению пласта; повышенная чувствительность к изменениям длины очистного забоя, вызванным непараллельностью подготовительных выработок.

В качестве прототипа выбран способ, включающий проведение выработок для транспорта угля и проветривания забоя; проведение монтажной камеры под углом 75^o к линии простирания столба в сторону предполагаемой отработки; монтаж очистного комбайна с подвеской его на тяговом и предохранительном канатах; выемку угля при движении комбайна снизу вверх; самотечный транспорт отбитого угля вдоль забоя и его погрузку в транспортное средство на сопряжении лавы с транспортным штреком; поддержание рабочего пространства механизированными гидравлическими крепями [2]. Недостатки прототипа:
- повышенные металлоемкость забоя и добычи, связанные с применением секционных механизированных крепей;
- повышенные трудозатраты, связанные с удержанием секций механизированной крепи от сползания по падению пласта;
- ограниченная длина очистного забоя по фактору проветривания, обусловленная загроможденностью рабочего пространства оборудованием, в частности секциями механизированной крепи;
- повышенная чувствительность оборудования к появлению "земника", обусловливающая необходимость дополнительных трудозатрат на более качественную зачистку комбайновой дорожки.

Эти недостатки резко снижают эффективность разработки крутых угольных пластов.

Целью изобретения является повышение эффективности разработки крутого угольного пласта за счет снижения металлоемкости очистного забоя и добычи, снижения вероятности сползания очистного оборудования по падению пласта и повышения интенсивности отработки.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем проведение выработок для транспорта угля, проветривания забоя, наклоненного на угол 75^o к линии простирания столба в сторону предполагаемой отработки и монтажа оборудования; монтаж очистного комбайна с подвеской его на тяговом и предохранительном канатах; выемку угля при движении комбайна снизу вверх; самотечный транспорт отбитого угля вдоль забоя и его погрузку в транспортное средство на сопряжении лавы с транспортным штреком; поддержание рабочего пространства гидравлической крепью, по границам пласта с породами кровли и почвы бурят скважины в сторону предполагаемой отработки столба, равномерно располагая их по всей длине лавы, устья скважин располагают на нормалях к напластованию, в каждую скважину вставляют одним концом опорную балку, снабженную буровым снарядом, другой конец балки посредством гидравлической стойки и телескопического ограждения связывают с одноименным концом противоположной балки данной нормали, выемку угля комбайном ведут в пространстве между рядами опорных балок, причем комбайн готовит себе дорожку на уровне чуть выше ряда опорных балок у почвы пласта и обеспечивает энергией приводные системы буровых снарядов и гидростоек ближайших опорных балок.

На фиг.1. показана схема подготовки выемочного столба; на фиг.2. - очистной забой (вид со стороны отработанного пространства); на фиг.3. - поперечное сечение очистной выработки.

Способ может быть реализован следующим образом. Выемочный столб подготавливают проведением конвейерного 1 и вентиляционного 2 штреков. По дальней границе столба эти выработки сбивают монтажной камерой 3, проведенной под углом 75^o к линии простирания столба в сторону предполагаемого подвигания очистного забоя. Из монтажной камеры в сторону предполагаемой отработки столба в толще пласта бурят два ряда скважин: скважины 4 - у границы массива с кровлей пласта, скважины 5 - с почвой. При этом устья каждой пары скважин 4 и 5 располагают на нормали к напластованию. В каждую скважину вводят опорную балку 6, снабженную буровым снарядом. Завальный конец балки гидродомкратом 7 связывают с одноименным концом балки из противоположного ряда. Рабочее пространство перекрывают телескопическим ограждением 8. В конвейерном штреке 1 монтируют телескопический ленточный конвейер 9, а на сопряжении штрека с монтажной камерой - приемное устройство 10. При отделении угля от массива используют типовой очистной комбайн 11 для крутых пластов, например, типа "Темп", снабженный лыжей 12, подвешенный на тяговом и предохранительном канатах двухбарабанной лебедки 13, например ЛГКН, и отклоняющие ролики.

Выемку угля ведут очистным комбайном 11 по односторонней схеме при его движении снизу вверх. При этом машинисты комбайна и крепи могут находиться на специальной площадке комбайна под защитным козырьком. Комбайн 11 своей лыжей 12 скользит по нижним балкам, установленным в скважинах у почвы пласта, а исполнительным органом разрушает среднюю часть толщи пласта, расположенную между верхним и нижним рядами балок 4 и 5, и готовит себе дорожку на уровне чуть выше нижних опорных балок. При проходе комбайна гидростойки 7, находящейся в распертом состоянии, осуществляют бурение данной пары скважин, для чего используют комбайн в качестве источника энергии для привода бурильных установок. Отбитый уголь из средней пачки самотеком поступает в нижнюю часть лавы и посредством приемного устройства 10 попадает на несущее полотно ленточного конвейера 9.

После выхода комбайна на вентиляционный штрек 2 все скважины будут пробурены. Начинают спуск комбайна по комбайновой дорожке в нижнюю часть лавы. При этом по мере продвижения комбайна вниз осуществляют задвигание опорных балок в пробуренные скважины, используя для этого гидросистему комбайна.

Во время задвигания опорных балок межбалочные целики угля на границе с кровлей пласта обрушаются, а целики угля на границе с почвой пласта, раздавленные массой комбайна, частично нагребаются ограждением на комбайновую дорожку и далее самотеком поступают на ленточный конвейер.

После выхода комбайна на конвейерный штрек осуществляют передвижку приемного устройства 10, блоков и комбайна для выемки следующей полосы угля.

В настоящее время нет надежного датчика "уголь-порода", но существуют датчики, фиксирующие приближение исполнительного органа к металлу. Наличие опорных балок по верхней и нижней границам толщи пласта позволяет рассчитывать на то, что операция по отделению угля от массива может быть автоматизирована.

Таким образом, за счет применения скважин и опорных балок резко снижается вероятность сползания оборудования по падению пласта, за счет ликвидации секций механизированной крепи снижается металлоемкость очистного забоя и добычи, резко снижается загроможденность рабочего пространства лавы и улучшаются условия проветривания забоя. Кроме того, за счет опережающего бурения скважин по границам с кровлей и почвой пласта достигается разгрузка пласта от горного давления в зоне выемки и частичная его дегазация, что говорит о повышении безопасности отработки и возможности отработки выбросоопасных пластов. Все это, по нашему мнению, повышает интенсивность очистных работ и способствует повышению эффективности разработки крутых угольных пластов.

Источники информации
1. Жигалов М.Л. Технология, механизация и организация подземных горных работ/ М.Л. Жигалов, С.А.Ярунин// Учеб. для вузов.- 1990.-С.291, (рис.3.16);
2. Там же, с.284, (рис.3.14)(прототип).

Изобретение используется в горном деле при добыче угля и других полезных ископаемых из крутых пластов. Способ включает проведение выработок для транспорта угля и вентиляции забоя, нарезку лавы под углом 75^o к линии простирания столба в сторону предполагаемой отработки лавы, монтаж очистного комбайна с подвеской его на тяговом и предохранительном канатах, выемку угля комбайном при его движении снизу вверх, самотечный транспорт отбитого угля вдоль лавы и его погрузку в транспортное средство на сопряжении лавы с транспортным штреком, поддержание кровли гидравлическими крепями. По границам пласта с породами кровли и почвы бурят скважины в сторону предполагаемой отработки столба, равномерно располагая их по всей длине лавы. Устья скважин располагают на нормалях к напластованию, в каждую скважину вставляют одним концом опорную балку, снабженную буровым снарядом, другой конец балки посредством гидравлической стойки и телескопического ограждения связывают с одноименным концом противоположной балки. Выемку угля комбайном ведут в пространстве между рядами опорных балок. Комбайн готовит себе дорожку на уровне чуть выше ряда опорных балок у почвы пласта и обеспечивает энергией приводные системы буровых снарядов и гидростоек ближайших опорных балок. Изобретение позволяет повысить эффективность разработки крутого угольного пласта. 3 ил.

Способ разработки крутого угольного пласта, включающий проведение выработок для транспорта угля и вентиляции забоя, нарезку лавы под углом 75^o к линии простирания столба в сторону предполагаемой отработки лавы, монтаж очистного комбайна с подвеской его на тяговом и предохранительном канатах, выемку угля комбайном при его движении снизу вверх, самотечный транспорт отбитого угля вдоль лавы и его погрузку в транспортное средство на сопряжении лавы с транспортным штреком, поддержание кровли гидравлическими крепями, отличающийся тем, что по границам пласта с породами кровли и почвы бурят скважины в сторону предполагаемой отработки столба, равномерно располагая их по всей длине лавы, устья скважин располагают на нормалях к напластованию, в каждую скважину вставляют одним концом опорную балку, снабженную буровым снарядом, другой конец балки посредством гидравлической стойки и телескопического ограждения связывают с одноименным концом противоположной балки, выемку угля комбайном ведут в пространстве между рядами опорных балок, причем комбайн готовит себе дорожку на уровне чуть выше ряда опорных балок у почвы пласта и обеспечивает энергией приводные системы буровых снарядов и гидростоек ближайших опорных балок.