Способ временного крепления пластовых подготовительных выработок в сложных горно-геологических условиях угольных шахт Российский патент 2024 года по МПК E21D19/04 E21D23/00 

Способ временного крепления подземной выработки при скоростном проведении пластовых подготовительных выработок большого сечения в сложных горно-геологических условиях угольных шахт относится к горному делу и может быть применен при горнопроходческих работах в сложных горно-геологических условиях на угольных шахтах при всех способах (комбайновый, буровзрывной, гидравлический, механо-гидравлический, и т.д.) проведения горизонтальных и наклонных выработок, при камерно-столбовой системе отработки угольных пластов, а также при проведении работ по ремонту и восстановлению горизонтальных и наклонных горных выработок.

Известен способ механизированного проведения и возведения анкерной крепи горизонтальных и наклонных горных выработок с устойчивой кровлей, допускающей кратковременное обнажение 15 - 20 кв.м, по углю и смешанному забою нарезным комбайновым комплексом КН-5Н "Кузбасс" (Петров А. И., Штумпф Г. Г., Егоров П. В., Архипов Г. Н. Механизация проведения подготовительных выработок. - М.: Недра, 1988. - 248 с.:). Недостатком этого способа является: невозможность применения комплекса КН-5Н "Кузбасс" при проведении выработки в сложных горногеологических условиях; ограниченная длина временной крепи; постоянное нахождение рабочих, управляющих временной крепью, в зоне передвижения комбайна.

Известен способ поддержания кровли подготовительных выработок при ведении горнопроходческих работ временной передвижной безразгрузочной крепью состоящей из связанных между собой гидроцилиндрами передвижения забойной, линейной и концевой секций. Каждая из секций имеет перекрытие, состоящее из верхней части и боковых нижних частей, установленных на гидростойках, соединенных с опорами. (RU 2087721 С1, 20.08.1997, МПК E21D 19/04, 23/00). Недостатком этого способа является ограниченность эффективного применения по длине выработки временной передвижной безразгрузочной крепи в связи с большой трудоемкостью при управлении более одного комплекта забойной, линейной и концевой секций.

Известен способ временного поддержания кровли механизированной проходческой крепью, включающей гидростойки, на которых закреплены верхняки с расположенными на них затяжными элементами, связанные между собой диагональными стяжками, содержащими пару телескопических элементов, корпуса которых посредством вертикальных шарниров шарнирно закреплены на верхнем конце одной и нижнем конце другой гидростойки, а их выдвижные части соединены между собой при помощи соединительного элемента (SU 1599557 15.10.1990, МПК E21D 19/00, E21D 19/04, E21D 23/14). Недостатком этого способа является невозможность эффективного поддержания боков и кровли проводимой выработки в сложных горно-геологических условиях, так как при передвижении механизированной проходческой крепи не обеспечивается постоянного активного подпора перекрытия секций крепи при их передвижении.

Наиболее близким к заявленному способу по технической сущности и совокупности существенных признаков является переставная штрековая крепь состоящая из раздвижных верхняков и гидростоек. Гидростойки крепи снабжены направляющими, на которых с возможностью передвижения вдоль выработки установлен крепеперестановщик. Его конвейер установлен в верхней части с передним и задним консольным вылетом на величину не менее шага установки крепи (секции) (RU 2012816 С1, 15.05.1994, МПК E21D 19/04, E21D 11/36). Недостатком этого способа является ограниченность эффективного применения по длине переставной штрековой крепи. Конструктивно на гидростойках крепи установлены направляющие для установки крепеперестановщика, выполненного с верхней полкой, на которой установлен конвейер. При увеличении комплектов переставной штрековой крепи, рам крепеперестановщика, длины конвейера, возникает необходимость поддержания конструктивно заданных параметров ширины и прямолинейности направляющих для передвижения крепеперестановщика, что связано с большой трудоемкостью при скоростном проведении выработки в сложных горно-геологических условиях.

Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением заключается в повышении безопасности работающего персонала в забое за счет: предотвращения обрушения неустойчивых пород кровли и поддержании их посредством своевременной перестановки временной крепи, увеличении коэффициента использования рабочего времени проходческого комбайна в сложных горно-геологических условиях, технического перевооружения работ по установке постоянной крепи за счет применения самоходных анкероустановщиков и крепеустановщиков.

Существующая техническая проблема решается тем, что в способе временного крепления подземной выработки при скоростном проведении пластовых подготовительных выработок большого сечения в сложных горногеологических условиях угольных шахт, включающем использование временной переставной крепи, имеющей секции, состоящие из раздвижных верхняков, связанных с гидростойками, согласно изобретению, на почве выработки за проходческим комбайном монтируют внутри секций временной переставной крепи передвигающиеся за комбайном жесткие металлические рамы, которые снабжены направляющими для подвижной каретки, с помощью которой осуществляют перемещение каждой секции временной крепи в забой проводимой подземной горной выработки на расстояние 30-50 м и более, после чего, за счет распора гидростоек, верхняк раздвигают на ширину выработки, поднимают его с рамы и прижимают к кровле.

Технический результат при использовании изобретения заключается в обеспечении безопасности работающего персонала при обрушении пород кровли в забое и (или) проявлении горно-динамических явлений в процессе проведения подземных выработок большого сечения в сложных горногеологических условиях за счет установки передвигающихся жестких металлических рам внутри секций временной переставной крепи, имеющих в верхней части направляющие с установленной подвижной кареткой, которая осуществляет перемещение каждой секции временной переставной крепи на 30 -50 метров и более от места установки постоянной крепи в забой проводимой подземной горной выработки, а также совмещение процессов выемки и погрузки горной массы комбайном с работами по возведению временной и постоянной крепи, сокращение численности персонала в забое за счет механизации доставки каждой секции временной крепи в забой.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется схемой, где: на фиг.1 показана проводимая выработка в разрезе с расположением оборудования, местом установки постоянной и временной крепи; на фиг.2 показано сечение выработки с расположением временной переставной крепи в рабочем и транспортируемом положении.

На схеме изображена временная переставная крепь 1, в транспортируемом положении, временная переставная крепь 2 в установленном положении, подвижная каретка 3 с выдвижной стрелой, проходческий комбайн 4, направляющие 5 для подвижной каретки 3, ленточный конвейер 6, жесткие металлические рамы 7, постоянная крепь 8, балка монорельса 9, ленточный перегружатель 10, вентиляционный став 11. Временная переставная крепь 1 имеет раздвижной верхняк 12 с гидростойками 13, а временная переставная крепь 2 - раздвижной верхняк 14 с гидростойками 15. Крепь 1, 2 имеет ограждающее перекрытие 16. На схеме обозначено: L - расстояние (участок) применения временной переставной крепи; В - участок возведения постоянной крепи.

Работа устройства включает выемку, погрузку, транспортировку горной массы из забоя, проветривание, установку временной переставной крепи в забое, возведение постоянной крепи в выработке.

Первоначально для монтажа технологии скоростного проведения подземных горных выработок от устья проходческим комбайном проводится 150-200 метров подземной выработки с погрузкой горной массы на скребковые конвейеры (самоходные вагоны). На всем протяжении выработки для выполнения работ в забое по возведению постоянной крепи используется переносная предохранительная временная крепь, устанавливаемая рабочими вручную. После окончания работ за комбайном 4 вместо скребковых конвейеров монтируется стационарный ленточный конвейер 6 и передвижной ленточный перегружатель 10, передвигающийся по балке монорельса 9. Переносная предохранительная временная крепь заменяется на временную переставную крепь 2, имеющую секции, состоящие из раздвижных верхняков, связанных с гидростойками. Для этого за проходческим комбайном 4 монтируют внутри секций временной переставной крепи 2 передвигающиеся за комбайном при помощи домкратов (волоком за счет соединения цепью с комбайном) жесткие металлические рамы 7, на которых в верхней части смонтированы направляющие 5 для подвижной каретки 3. С помощью подвижной каретки 3 с выдвижной стрелой осуществляется перемещение каждой секции временной переставной крепи 1 в зоне L на расстояние 30-50 метров и более.

Порядок установки временной переставной крепи.

В 30-50 метрах от забоя (зона В) устанавливается постоянная крепь 8 на расстоянии 0,5 метра от оси установки временной крепи. После окончания работ по установке постоянной крепи 8, проходчик за счет сокращения гидростоек опускает временную крепь 1 на подвижную каретку 3, сокращает домкратами по длине верхняк и перемещает ее по направляющим 5 в забой проводимой выработки. В забое, при работающем комбайне 4, за счет распора домкратов и гидростоек верхняк временной крепи 1 раздвигается на ширину выработки, поднимается с подвижной каретки 3 и прижимается к кровле. Снятие, перемещение и установку временной крепи проходчик выполняет дистанционно.

Предлагаемое изобретение обеспечивает улучшение технико-экономических показателей шахты за счет увеличения производительности комбайна и снижения травматизма при ведении горнопроходческих работ.

Изобретение относится к горному делу и может быть применено при горнопроходческих работах в сложных горно-геологических условиях на угольных шахтах. Способ временного крепления пластовых подготовительных выработок при проходке проходческим комбайном включает использование временной переставной крепи, имеющей секции, состоящие из раздвижных верхняков, связанных с гидростойками. На почве выработки за проходческим комбайном монтируют внутри секций временной переставной крепи передвигающиеся за проходческим комбайном при помощи домкратов жесткие металлические рамы, которые снабжены в верхней части направляющими для подвижной каретки, с помощью которой перемещают каждую секцию временной переставной крепи на расстояние 30-50 м в забой проводимой пластовой подготовительной выработки. Затем за счет распора гидростоек верхняк раздвигают на ширину пластовой подготовительной выработки, поднимают его с рамы и прижимают к кровле. Техническим результатом является обеспечение безопасности работающего персонала при обрушении пород кровли в забое и (или) проявлении горно-динамических явлений в процессе проведения подземных выработок. 2 ил.

Способ временного крепления при скоростном проведении проходческим комбайном пластовых подготовительных выработок большого сечения в сложных горно-геологических условиях угольных шахт, включающий использование временной переставной крепи, имеющей секции, состоящие из раздвижных верхняков, связанных с гидростойками, отличающийся тем, что на почве выработки за проходческим комбайном монтируют внутри секций временной переставной крепи передвигающиеся за проходческим комбайном при помощи домкратов жесткие металлические рамы, которые снабжены в верхней части направляющими для подвижной каретки, с помощью которой перемещают каждую секцию временной переставной крепи на расстояние 30-50 м в забой проводимой пластовой подготовительной выработки, после чего за счет распора гидростоек верхняк раздвигают на ширину пластовой подготовительной выработки, поднимают его с рамы и прижимают к кровле.