СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НАКЛОННЫХ И КРУТОНАКЛОННЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ Российский патент 2008 года по МПК E21C41/18 B65G15/26 

Изобретение относится к горному делу, в частности к способам разработки наклонных и крутонаклонных пластов при выемке угля по системе разработки «Длинные столбы по простиранию».

Известен способ разработки крутых и крутонаклонных угольных пластов средней мощности с использованием агрегата, содержащего различные элементы, обеспечивающие крепление кровли, подачу выемочной машины на забой, отделение угля от массива, фронтальную передвижку секций крепи [1]. Недостатками этого способа являются повышенные чувствительность к изменению длины забоя вследствие отклонения в параллельности подготовительных выработок, металлоемкость добычи, загроможденность рабочего пространства забоя элементами агрегата, которые обеспечивают снижение скорости при самотечном транспорте отбитого угля в нижнюю часть лавы, а при нарушении самотечности, наоборот, обеспечивают транспортировку отбитого угля вдоль очистного забоя по почве пласта.

За прототип принят способ разработки крутонаклонного угольного пласта, включающий подготовку выемочного столба, проведением подготовительных выработок, выемку угля очистным комбайном, поддержание рабочего пространства секциями механизированной крепи, самотечный транспорт отбитого угля и гашение его скорости специальными устройствами [2].

Недостатками прототипа являются:

- область применения способа определена пластами с углом залегания 45 и более градусов. На пластах, залегающих более полого, самотечность транспорта отбитого угля вдоль очистного забоя будет нарушена, а устройства гашения скорости - бесполезны;

- повышенная запыленность рабочего пространства, связанная с использованием средств гашения скорости самотечного транспорта угля;

- повышенная опасность нахождения людей в рабочем пространстве из-за подвижности металлических конструкций, в частности гасителей скорости.

Эти недостатки, по нашему мнению, резко снижают эффективность разработки наклонных и крутонаклонных угольных пластов.

Цель предлагаемого изобретения - повышение эффективности разработки наклонных и крутонаклонных угольных пластов за счет организации принудительного транспорта отбитого угля вдоль забоя средствами механизации.

Поставленная цель достигается тем, что в способе разработки наклонных и крутонаклонных угольных пластов, включающем подготовку выемочного столба проведением конвейерного и вентиляционного штреков, монтажной камеры и монтажом средств комплексной механизации, выемку угля в очистном забое очистным комбайном, поддержание очистного забоя секциями механизированной крепи, организацию транспорта вдоль очистного забоя по почве пласта, ограничение скорости самотечного транспорта отбитого угля гасителями скорости и транспорт угля по конвейерному штреку, в конвейерном штреке устанавливают телескопический ленточный конвейер с узлом отклонения ленты и запасом ленты в телескопической части, равным не менее двукратной длины очистного забоя, к очистному комбайну со стороны, противоположной креплению тягового органа, шарнирно, с возможностью поворота в плоскости пласта, присоединяют отклоняющий ролик, посредством которого вытягивают ленту из телескопической части, стороной ленты, снабженной косыми ребрами, ограничивают скорость транспортирования отбитого угля вдоль забоя при организации самотечного транспорта или осуществляют принудительное транспортирование в случаях нарушения самотечности, транспортирование угля по конвейерному штреку организуют на противоположной стороне ленты и нижней ветви ленты конвейера, а выемку угля осуществляют по челноковой схеме.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 показана схема подготовки выемочного столба (вид в плане); на фиг.2 - схема запасовки ленты конвейера; на фиг.3 - то же (аксонометрическая проекция).

Выемочный столб подготавливают проведением конвейерного 1 и вентиляционного 2 штреков, монтажной камеры 3 и монтажом в ней секций механизированной крепи 4 и очистного комбайна 5, подвешиваемого на тяговом и предохранительном канатах 6 лебедки 7, установленной на вентиляционном штреке 2. В конвейерном штреке монтируют ленточный конвейер 8 с запасом ленты, равным не менее двукратной длины очистного забоя, и соответствующим ходом тележки телескопической части. На сопряжении монтажной камеры 3 (очистного забоя) с конвейерным штреком устанавливают узел отклонения ленты 9, а к хвостовой части комбайна 5 на некоторой высоте от почвы пласта прикрепляют шарнирно, с возможностью поворота в плоскости пласта, обводной ролик 10.

Для конвейера 8 используют резинотканевую ленту, рабочая сторона которой снабжена косыми ребрами. Запасовывают ленту с ребрами таким образом, чтобы ее рабочая сторона входила в пространство очистного забоя ребрами в сторону кровли, а выходила из него - ребрами в сторону почвы пласта.

В качестве очистного комбайна 5 может быть использован узкозахватный комбайн для выемки угля из крутонаклонных пластов, связанный с направляющей балкой [3]. При использовании комбайна такой компоновки его работа может быть организована следующим образом.

Очистной комбайн 5 посредством тягового каната 6 движется от конвейерного штрека 1 к вентиляционному 2 и осуществляет отбойку угля от массива, а посредством ролика 10 - вытягивает конвейерную ленту из телескопической части конвейера 8. Отбитый уголь частично попадает под нижнюю ветвь ленты, которая провисает и по почве пласта волочит его в сторону конвейерного штрека 1. При этом косые ребра на рабочей поверхности конвейерной ленты повышают эффективность транспортирования. После выхода комбайна на вентиляционный штрек забойная часть ленты конвейера будет полностью вытянута вдоль очистного забоя на величину L_з. Очистной комбайн 5 зарубают в массив, а узел отклонения ленты 9 передвигают по раме конвейера на расстояние, равное ширине захвата комбайна, в ту же сторону. При движении комбайна 5 вниз, т.е. от вентиляционного штрека к конвейерному, рабочая ветвь ленты накроет другую часть ранее отбитого угля и будет волочить его по почве вниз. При этом телескопическая часть конвейера 8, с величиной хода тележки телескопической части L_т, будет автоматически выбирать слабину ленты, образующуюся в очистном забое за счет обратного хода комбайна. Уголь, отбитый при обратном ходе комбайна, за счет слабого наклона очистного забоя на массив практически весь попадает под движущуюся ленту и транспортируется ею по почве пласта.

На сопряжении очистного забоя с конвейерным штреком 1 отбитый уголь поступает на нижнюю ветвь ленточного конвейера 8, на противоположную сторону, которой и транспортируется за пределы выемочного участка.

Таким образом, за счет использования ленты телескопического конвейера для организации принудительного транспорта угля вдоль очистного забоя по почве пласта достигается поставленная цель, а именно - повышение эффективности разработки угольных пластов, залегающих под углом 30-40 градусов к горизонту, т.е. пластов, относящихся к верхней границе диапазона наклонных пластов и нижней - крутонаклонных. Кроме того, движущаяся лента конвейера в рабочем пространстве очистного забоя будет ограничивать скорость движения потока отбитого угля собственной скоростью, т.е. будет выполнено условие Правил безопасности, предписывающих установку средств гашения скорости транспортирования угля вдоль забоя.

Источники информации

1. Жигалов М.Л. Технология, механизация и организация подземных горных работ: Учеб. для вузов / М.Л.Жигалов, С.А.Ярунин. - М.: Недра, 1990, с.291, рис.3.16.

2. Секция крепи для поддержания очистного забоя крутонаклонного угольного пласта / Патент РФ №2231647, опубл. 27.06.2004, Бюл. №18 (прототип).

3. Узкозахватный комбайн для выемки угля из крутонаклонных пластов / Патент РФ №2235202, опубл. 27.08.2004, Бюл.24.

Способ предназначен для использования в горном деле при добыче угля и других полезных ископаемых из наклонных и крутонаклонных пластов. Очистной комбайн, двигаясь вдоль очистного забоя посредством тягового каната, вытягивает из телескопической части ленточного конвейера ленту, используя для этого обводной ролик, шарнирно связанный с хвостовой частью комбайна. Конвейерная лента, рабочая сторона которой снабжена ребрами, выходя из телескопической части, узлом отклонения направляется в пространство очистного забоя рабочей стороной в сторону кровли пласта. Обводным роликом у хвостовой части комбайна лента переворачивается рабочей стороной к почве пласта и направляется в сторону конвейерного штрека. Отбитый очистным комбайном уголь самотеком попадает под рабочую ветвь ленты и накрытый ею волочится по почве пласта к конвейерному штреку. Если угол залегания пласта обеспечивает самотечность транспорта угля вдоль забоя, то рабочая ветвь ленты конвейера гасит скорость его движения; если нет - наоборот, волочит по почве пласта. При этом отбитый уголь, накрытый конвейерной лентой, меньше подвержен уносу вентиляционной струей и соответственно меньше образует пыли в рабочем пространстве. Изобретение позволяет повысить эффективность отработки за счет организации принудительной транспорта отбитого угля вдоль забоя средствами механизации. 3 ил.

Способ разработки наклонных и крутонаклонных угольных пластов, включающий подготовку выемочного столба проведением конвейерного и вентиляционного штреков, монтажной камеры и монтажом средств комплексной механизации, выемку угля в очистном забое очистным комбайном, поддержание очистного забоя секциями механизированной крепи, организацию транспорта вдоль очистного забоя по почве пласта, ограничение скорости самотечного транспорта отбитого угля гасителями скорости и транспорт угля по конвейерному штреку, отличающийся тем, что в конвейерном штреке устанавливают телескопический ленточный конвейер с узлом отклонения ленты и запасом ленты в телескопической части, равным не менее двукратной длины очистного забоя, к очистному комбайну со стороны, противоположной креплению тягового органа, шарнирно, с возможностью поворота в плоскости пласта присоединяют отклоняющий ролик, посредством которого вытягивают ленту из телескопической части, стороной ленты, снабженной косыми ребрами, ограничивают скорость транспортирования отбитого угля вдоль забоя при организации самотечного транспорта или осуществляют принудительное транспортирование в случаях нарушения самотечности, транспортирование угля по конвейерному штреку организуют на противоположной стороне ленты и нижней ветви ленты конвейера, а выемку угля осуществляют по челноковой схеме.