СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ПОЛОГОГО УГОЛЬНОГО ПЛАСТА Российский патент 2021 года по МПК E21C41/18 E21D21/00 E21D23/00 

Изобретение относится к горному делу, в частности к механизированной выемке угля из пологих пластов, и может быть использовано при разработке ограниченных запасов угольного пласта, оставленных, например, в краевых зонах выемочного поля или охранных целиках.

Наиболее близким аналогом, принятым в качестве прототипа, является способ разработки пологого угольного пласта, включающий проведение пластовых выработок, крепление их анкерной крепью, возведение поддерживающей крепи в монтажной камере, отработку столба в обратном порядке диагональными заходками ориентированными под углом 120-150 градусов к слоевой выработке, управление горным давлением обрушением пород кровли и транспорт отбитого угля самоходными вагонами [RU 2273733 C1, 10.04.2006, бюл. №10].

Недостатками прототипа является повышенный объем работ по проведению подготовительных выработок, осуществляемый до начала ведения очистных работ, как следствие:

- требующий повышенного количества проходческой техники;

- повышенные трудоемкость и материалоемкость возведения анкерной крепи;

- повышенная площадь кровли, удерживаемая от обрушения анкерной крепью.

Эти недостатки снижают не только эффективность отработки запасов пологого угольного пласта и безопасность ведения очистных работ, но и область применения способа, ограничивая ее пластами с относительно устойчивыми породами кровли.

Целью изобретения является повышение эффективности и безопасности разработки пологого угольного пласта за счет сокращения объема проведения подготовительных выработок и использования комплектов крепи шагающего типа.

Поставленная цель достигается тем, что в способе разработки пологого угольного пласта, включающем проведение пластовых выработок, подготавливающих выемочный столб, крепление их анкерной крепью, возведение поддерживающей крепи в монтажной камере, отработку столба в обратном порядке диагональными заходками ориентированными под углом 120-150 градусов к слоевой выработке, управление горным давлением обрушением кровли и транспорт отбитого угля по подготовительным выработкам самоходным вагоном, в соответствии с техническим решением при подготовке выемочного столба временное крепление потолочины выработки осуществляют комплектом шагающей крепи с опорными балками, установленными параллельно оси проводимой выработки, возведение анкерной крепи осуществляют в пространстве между опорными балками и тем самым намечают траекторию обратного хода комплекта шагающей крепи; при отработке столба обратным ходом комплект шагающей крепи передвигают по намеченной траектории, а в выработанном пространстве диагональной заходки осуществляют временное крепление потолочины дополнительным комплектом шагающей крепи.

Сущность изобретения поясняется схемами. На фиг. 1 показана схема проведения выемочной камеры; на фиг. 2 - компоновка передовой секции комплекта шагающей крепи, на фиг. 3 - компоновка отстающей секции того же комплекта; на фиг. 4 - общий вид комплекта шагающей крепи в сборе; на фиг. 5 - расстановка оборудования перед началом ведения очистных работ; на фиг. 6 - выемка заходки с одной стороны выемочной камеры; на фиг. 7 - то же с другой стороны.

Способ может быть реализован, например, при выемке запасов, сосредоточенных в охранном целике, оставленном при комплексно-механизированной выемке пологого угольного пласта. Проходческим комбайном 1 с режущим органом избирательного действия или фронтального действия, совместно с самоходным вагоном 2 и комплектом шагающей крепи 3, проводят выемочную камеру 4, кровлю которой крепят анкерами 5.

Комплект шагающей крепи 3 содержит две секции - передовую 6 и отстающую 7. Секция 6 включает опорные балки 8 и 9, которые закреплены на траверсах 10 и 11 через проставки 12. Траверса 10 по краям жестко связана с нормально ориентированными к ней распорными гидравлическими стойками 13 и 14. Траверса 11 аналогичным образом связана с распорными гидравлическими стойками 15 и 16. Поршневые полости гидравлических стоек 13, 14,15, и 16 снабжены гидрозамками (не показаны).

Секция 7 включает опорные балки 17 и 18, которые также через проставки 12 закреплены на траверсах 19 и 20. К траверсе 19 жестко по нормали к ней присоединены распорные гидравлические стойки 21, 22. К траверсе 20 аналогичным образом присоединены распорные гидравлические стойки 23, 24. Поршневые полости гидравлических стоек 21, 22, 23 и 24 снабжены гидрозамками (не показаны).

На гидравлических стойках 13, 14 и 15, 16 секции 6 закреплены направляющие 25 и 26, соответственно, образуя с гидравлическими стойками относительно жесткие рамы в плоскости борта выработки. Аналогичным образом гидравлические стойки 21, 22, 23 и 24 секции 7 связаны направляющими 27, 28, соответственно.

На месте монтажа комплекта крепи 3 траверсы 10, 11, 19 и 20 вместе с гидравлическими стойками устанавливают в рассечку, т.е. в пространстве между траверсами 10 и 11 устанавливают траверсу 19, а в пространстве между траверсами 19 и 20 - траверсу 11. Траверсу 11 посредством гидродомкратов передвижки 29 (не менее двух) связывают с траверсой 19. При этом траверсу 19 устанавливают с отставанием от траверсы 10 не менее чем на величину хода домкрата передвижки 29. Поверх траверс устанавливают опорные балки через проставки 12. Далее опорные балки жестко прикрепляют к траверсам: балки 8, 9 - к траверсам 10 и 11, балки 17, 18 - к траверсам 19, 20. При этом расстояние между соседними опорными балками принимают не менее диаметра прижимной шайбы, используемой при анкерном креплении потолочины выработки

При анкерном креплении потолочины выработки анкерные болты устанавливают в пространстве между опорными балками шагающей крепи.

У дальней границы охранного целика комбайном 1 вырубают монтажную камеру 30, в которой затем справа и слева от крепи 3 монтируют дополнительные комплекты шагающей крепи 31 и 32, ориентируя их параллельно оси проведенной выемочной камеры 4 и устанавливая под углом в сторону последующей отработки. При этом рабочее пространство монтажной камеры 30, т.е. поддерживаемое пространство, объединяют удалением направляющих со стороны смежных комплектов шагающей крепи. При устойчивых породах кровли возможна установка двух дополнительных комплектов шагающей крепи, как справа, так и слева.

Выемку угля ведут в заходках, ориентированных под углом 120-150 градусов к оси выемочной камеры 4. При этом комбайн 1 из выемочной камеры 4 зарубают в ее борт, например правый, формируя заходку 33; отбитый уголь комбайн грузит в самоходный вагон 2, который транспортирует его до транспортной выработки.

В зависимости от мощности вынимаемого пласта через 5-10 ходок самоходного вагона выемку угля в заходке 33, глубиной примерно равной длине комбайна, прекращают; комбайн 1 выводят из заходки 33 в выемочную камеру 4. По выходе комбайна 1из заходки 33 сразу же передвигают комплект шагающей крепи 31. Передвижку выполняют за несколько шагов, подхватывая обнаженную кровлю заходки 33.

Одновременно с передвижкой комплекта крепи 31 осуществляют зарубку комбайна 1 в левый борт выемочной камеры, начиная тем самым выемку угля в заходке 34, которую ведут аналогичным образом. По окончании выемки угля в заходке 34 комбайн 1 выводят в выемочную камеру 4 и осуществляют одновременную передвижку комплектов шагающей крепи 3 и 32. При этом комплект шагающей крепи 3 перемещается в обратную сторону по намеченной траектории, а его опорные балки распираются в кровлю в пространстве между рядами ранее установленных анкеров.

Таким образом, за счет использования комплектов шагающей крепи появилась возможность: снижения объема проведения подготовительных выработок более чем в два раза, временного крепления забойной части диагональных заходок, снижения трудозатрат и материалов на крепление кровли. Все перечисленное свидетельствует о повышении эффективности и безопасности разработки пологого угольного пласта, т.е. о достижении цели изобретения.

Изобретение относится к горному делу, в частности к механизированной выемке угля из пологих пластов, и может быть использовано при разработке ограниченных запасов угольного пласта, оставленных, например, в краевых зонах выемочного поля или охранных целиках. Способ разработки пологого угольного пласта включает операции: проведение пластовых выработок, подготавливающих выемочный столб, крепление их анкерной крепью, отработку столба в обратном порядке диагональными заходками, управление горным давлением обрушением кровли и транспорт отбитого угля по подготовительным выработкам самоходным вагоном. При подготовке выемочного столба временное крепление потолочины выработки осуществляют комплектом шагающей крепи с опорными балками, установленными параллельно оси проводимой выработки, и направляющими, установленными на его стойках. Возведение анкерной крепи осуществляют в пространстве между опорными балками и тем самым намечают траекторию обратного хода комплекта шагающей крепи. При отработке столба обратным ходом комплект шагающей крепи передвигают по намеченной траектории, в выработанном пространстве диагональной заходки, осуществляют временное крепление потолочины дополнительным комплектом шагающей крепи, а рабочие пространства комплектов шагающей крепи объединяют удалением соответствующих направляющих смежных комплектов. Техническим результатом является повышение эффективности и безопасности разработки пологого угольного пласта за счет сокращения объема проведения подготовительных выработок и использования комплектов крепи шагающего типа. 7 ил.

Способ разработки пологого угольного пласта, включающий проведение пластовых выработок, подготавливающих выемочный столб, крепление их анкерной крепью, отработку столба в обратном порядке диагональными заходками, управление горным давлением обрушением кровли и транспорт отбитого угля по подготовительным выработкам самоходным вагоном, отличающийся тем, что при подготовке выемочного столба временное крепление потолочины выработки осуществляют комплектом шагающей крепи с опорными балками, установленными параллельно оси проводимой выработки, и направляющими, установленными на его стойках, возведение анкерной крепи осуществляют в пространстве между опорными балками и тем самым намечают траекторию обратного хода комплекта шагающей крепи; при отработке столба обратным ходом комплект шагающей крепи передвигают по намеченной траектории, в выработанном пространстве диагональной заходки осуществляют временное крепление потолочины дополнительным комплектом шагающей крепи, а рабочие пространства комплектов шагающей крепи объединяют удалением соответствующих направляющих смежных комплектов.