Способ гидромеханической выемки крутых угольных пластов столбами по падению и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК E21C41/04 E21C27/00 

Изобретение относится к горной промьтшенности и предназначено для гидромеханической кыемки крутых угольных пластов столбами по падению.

Цель изобретения - повышение эффективности вь1емки пласта за счет снижения энергозатрат на отбойку угля и упрощения технологии очистных работ путем исключения процессов по поддержанию и сохранению призабрйно- го рабочего пространства для размещения щитового.перекрытия и средств выемки угля, а также обеспечение самотечного транспортирования угля.

На фиг. 1 представлена схема безлюдной выемки пласта гидромеханическим щитом; на фиг. 2 - разрез на фиг. 1; на фиг, 3 - схема гидромеханического выемочного щита; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3.

Способ осуществляется следующим образом.

Гидромеханический углевыемочный пщт 1 состоит из ряда секций 2, которые соединены между собой шарнирными соединениями 3 и имеют возможность перемещаться одна относительно другой в вертикальной плоскости..Каждая секций щита состоит из двух боковых стенок 4, которые заканчиваются в верхней части перекрыт иями 5 и соединены между собой направляющими 6 типа ласточкин хвост. С нижней торцовой части боковые стенки 4 .заканчиваются многоструйными подмывными резаками 7 со струеформирующимй насадками 8. Резаки 7 в поперечном сечении имеют клинообразную форму, а насадки 8 размещены на боковых -поверхностях клина. Боковая стенка 4, обращенная к кровле пласта, в верхней части ниже перекрытия в подеречном сечении выполнена в форме прямоугольного клина, которьй своей вершиной обращен вниз.

Клин 9 вьшолняет функции разрушающего элемента. Противоцоложная боковая стенка 4 ниже уровня вершины клина 9 снабжена дополнительным расширительным резаком 7 и углеспускным желобом 10. Желоб 10 выполнен из эластичного материала, но достаточно гибкого, например из прорезиновых лент или полимерных материалов. Одной стороной желоб 10 крепится к боковой стенке 4 и размещается на полукруг- лых скобах, равномерно расположенных по ширине стенок 4. На той же стен124

10

44315 2

ке 4 под перекрытием 5 размещена гидромагистраль 11 с отводами 12, которая соединена ими с резаками 7. К перекрытиям 5 крепятся элементы раздви жности 13, взаимодействуюш е с боковыми стенками 4.

На нижнем и верхнем горизонтах проводят вентиляционньй 14 и транспортный 15 штреки, которыми оконтури- вают по простиранию выемочньй столб. Посредине столба проводят углеспуск- ную вьфаботку 16. Забой по всей очистной линии оснащают секциями щита, которыми перекрывают призабойную

15 часть пласта. В первый момент после монтажа секций щита положение его остается горизонтальным. От насосной установки 17 к щиту по центральной гидромагистрали 18 подают рабочую

20 жидкость. Струи жидкости, вырываясь из насадок, нарезают параллельно бо- , ковым породам щели, межщелевые целики при э том разрушают клиновидным корпусом резаков 7, в результате че25 го со стороны почвы и кровли образуются полости 18 и 19. Струеформирую- ш;ие насадки 8 резаков 7 соориентиро- ваны так, что полости образуются шире, чем поперечное сечение кЛина резаков 7. Дополнительным резаком 7 одновременно расширяют полость 18 со ст.ороны почвы пласта. Прогиб линии забоя формируют путем повышенной подачи жидкости и центральным секциям шзита и ограничения ее подачи к фланговым секциям. Прогиб формируют по величине, исходя из условий транспортирования отбитого угля и управления горным давлением. При образовании полостей происходит своего рода подмывание со стороны забоя каждой секции самой себя, в результате чего шрт 1 под весом своей тяжести и обрушенной породы, удерживаемой перекрытием щита, начинает скользить вниз по падению по мере размыва полостей, чем и осуществляют подачу его на забой.

При движении щита вниз клин 9 заходит в полость 19 со стороны кровли и создает в ней распор, разрушая тем мещюлостевой целик 20. Разрушенный уголь целика тем же клином 9 сдвигают в полость со стороны почвы на желоб 10, а далее струями воды смывают с него в углеспускную вьгра- ботку 16.

Выемку пласта осуществляют оез

крепления.

30

35

40

45

50

55

1

Транспортирование отбитого угла от нарезки щелей и образования полостей осуществляют по тем же полостям самотеком в виде пульпы к выработке 16, а от разрушения межполос- тевого целика 20 уголь транспортируют по желобу 10. Выемку угля осуществляют в изолированном и непроветриваемом забое, что также снижает затраты энергии на разруйение угля. При выемке угля углеспускная выработка 16 всегда остается заполненной пульпой в результате чего создается гидро.зат- вор, препятствующий поступлению газа в выработку. При выемке высокогазо- носных пластов осуществляют принуди154

тельньй отвод газа в дегазационную систему шахты. Для этих целей в угольной выработке 16 монтируют став труб, перфорированных по поверхности, ко- торьй подключают к дегазационной системе.

После того, как щит своим прогибом дойдет до транспортного штрека 15, к центральным .Секциям щита подачу рабочей жидкости ограничивают, а к фланговым - увеличивают. В результате щит 1 выравнивают в горизонтальное положение и демонтируют. После- , дующий столб отрабатывают таким же образом.

-1 . Способ гидромеханической выемки крутых угольных пластов столбами по падению, включающий проведение углеспускной выработки, формирование очистной линии забоя, перекрытие при- забойной части пласта гидромеханическим щитом, нарезку параллельно породам почвы и кровли пласта щелей и расчленение ими призабойной части пласта с последующим механическим разрушением целиков угля при подаче щита на забой и транспортирование отбитого угля, отличающийся, тем, что, с целью повьшения эффективности выемки пласта за счет снижения энергозатрат на отбойку угля и упро- щен)1я технологии очистных работ путем исключения процессов пс поддержанию и сохранению призабойного рабочего пространства для размещения щитового перекрытия и средств выемки угля, щитовое перекрытие подмывают под его основанием, щели у кровли и почвы пласта нарезают с опережением очистного забоя, образуя опережаншще (ПОЛОСТИ, в полости по мере их размыва опускают щитовое перекрытие и накрывают им образованный межполостевой угольный целик, который разрушают щитовым перекрытием, начиная от кровли пласта, а отбитьй уголь транспортируют по полости, Образованной у почвы пласта. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что образование полостей и разрушение межполостевого угольного целика осуществляют одновременно по всей длине очистного забоя 3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и- чающийся тем, что, с целью обеспечения самотечного транспортирования угля, линию очистного забоя формируют с прогибом в сторону углеспускной выработки, а последнюю проводят посредине выемочного столба, при этом в полости со-стороны почвы .пласта размещают углеспускной желоб. 4.Устройство для гидромеханичес- кой выемки крутых угольных пластов столбами по падению, включающее щито- в(е перекрытие, снабженное гидравлическими резаками со струеформирующи- ми насадками, углеразрушающим элементом и углеспускным желобом, о т л и- чающе еся тем, что щитовое перекрытие выполнено в виде раздвижных П-образных секций, состоящих из погружных стенок, одна из которых выполнена в виде клина, а противоположная стенка, которая расположена ниже уровня вершины клина, снабжена дополнительным углеспускным желобом. 5.Устройство по п. 4, о т л и- чающееся тем, что секции соединены мелоду собой с возможностью перемещения их одна относительно другой. СО С

7S

фиг.1

19

18

.,

фиг.З

3J

8-- к

Редактор М.Товтин

Заказ 3791/34Тираж 470Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

,5

Составитель В.Пушкарский

Техред О.Сопко Корректор Л.Патай