Способ разработки мощных крутых пластов и устройство для его осуществления Советский патент 1987 года по МПК E21C41/18 E21D23/00 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке мощных крутых угольных пластов.

Цель изобретения - сокращение потерь угля и повышение производительности очистного забоя.

На фиг.1 показан обй(ий порядок подготовки и отработки пласта предлагаемым способом; на фиг.2 --разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1; на фиг.З - разрез Г-Д-Е-Ж-3- И на фиг.1; на фиг.6 - очистной забой, общий вид; на фиг.7 - разрез вкрест простирания пласта; на фиг.8- разрез по простиранию, со схемой расположения шпуров для очередной отбойки угля в наклонно-поперечном слое; на фиг.9 и 10 - узлы сопряжений передвижных ограждающе-поддерживаюшрх крепей с гибким перекрытием у почвы и кровли пласта, соответственно; на фиг.11 и 12 - порядок возведения гибкого перекрытия и узел скрепления его частей; на фиг.13 и 14 - схемы размещения оборудования при доставке угля из-под гибкого перекры-, тия непосредственно в печи или с помощью скреперов; на фиг.15 - схема размещения оборудования при выемке угля в наклонно-поперечном слое с помощью шагающего конвейероструга; на фиг.16- принципиальная схема компоновки шагающего конвейероструга; на фиг.17-23 - схемы выемки угля в наклонно-поперечном слое кон- вейеростругом (17 - исходное положение, 18 - выемка угля на очередной шаг в прямом направлении, 19 - подтягивание стоек с верхняками, 20 и 21 - перевод в очередной слой, 22 - исходное положение перед выемкой угля в обратном направлении, 23 - выемка угля на очередной шаг в обратном направлении). I . Подготовка пласта к отработке

осуществляется проведением двух основных 1 и двух вентиляционных 2 штреков у почвы и кровли пласта. На границах выемочных столбов эти штреки соединяются ортами 3, на которых пробуриваются сбоечные скважины 4. По этим скважинам осуществляется сооружение разделяющих выемочные столбы полос 5 с одновременным сооружением печей 6 и сбоек 7. Печи сооружаются в угольном массиве на контак

816712

тах с разделительной полосой и крепятся тюбингами (например, из угль- пласта) .

Разработка мощных крутых пластов

5 предлагаемым способом может осуществляться и без сооружения искусственных разделяющих полос. В зтом случае подготовка столбов к выемке осуществляется проведением спаренных печей,

fO располагаемых у кровли и почвы пласта. Ниже почвы вентиляционных штреков у почвы и кровли пласта монтируются в два ряда оградительно-поддерживающие щитовые крепи 8. Крепи

15 передних рядов оснащены выемочно- доставочными машинами, например кон- вейеростругами 9. Причем крепь переднего ряда, расположенная у лежачего бока пласта на задних ограждениях,

20 несет, кроме того, конвейер 10, предназначенный для транспортировки угля, вынимаемого из средней части пласта. После монтажа крепей 8 вынимается горизонтальный слой (фиг.З), по-мере выемки которого на его почве возводится гибкое перекрытие 11, которое крепится к крепям заднего ряда.

25

Предусматривается в передних рядах использовать щитовые агрегаты типа 1АЩМ или 2АНЩ, а в задних рядах только механизированные крепи от этих агрегатов. Для силовой связи п .реднего и заднего рядов крепей

типа АЩМ предусмотрены гидроцилиндры 12, а в случае использования агрегатов типа АНЩ силовая связь заднего ряда крепей с передним может быть осуществлена через выдвиж1гые

вспомогательные секции.

В почве горизонтального слоя перед настилкой гибкого перекрытия через 6-8 м образуют поперечные прохоДы глубиной 1,5-2,0 м, в которые укладывают побудители 13 и соединяют их через гидроцилиндры 14 с крепью 8 у почвы пласта.

Гибкое перекрытие 11 состоит из

основания 15, сплетаемого из стальных лент 16 толщиной 3-4 мм, и покрытия 17, состоящего из стальных лент 18 толщиной 1-1,5 мм, сплетенных заблаговременно (фиг.12), и скатанных в рулоны 19. В процессе монтажа рулоны 19 раскатываются внахлестку и скрепляются между собой и с основанием путем прошивки поперечными канатами 20. Кроме того, основание

31

15, покрытие 17 и канаты 20 скрей- ляются между собой хомутами 21.

По мере монтажа гибкого перекрытия кровля горизонтального слоя об- рушается. В случае разработки особо мощных пластов дпя увеличения производительности очистного забоя выгрузка угля из наклонно-поперечного слоя как указано выше, может осуществляться непосредственно в печи или через продольную кгнаву с помощью скреперов (фиг.13 и 14). В последнем случае перед монтажем гибкого перекрытия напротив крайних секций крепей 8 заднего ряда на почве слоя укладываются балки 22, шарнирно скрепленные с секциями крепи, под балками проводятся выемки и на рамах 23 мон- тир ются лебедки 24, канаты которых приводят в действие скрепы 25. Для выпуска угля служат печи 26.

При подготовке к разработке пласта с применением шагающего конвейеро струга, т.е. при механической выемке угля под гибким перекрытием вместо горизонтального слоя сразу проводят наклонно-поперечный слой, для чего вентиляционные штреки проводят соответственно на разных уровнях. Перед монтажем гибкого перекрытия на одной из границ проводят наклонную канаву и в ней монтируют шагакмций конвейе- роструг 27 (фиг.15), который состоит из направляющей балки 28, выполненной в виде рамы с гидравлическими опорами 29 и стоек 30 с верхняка- ми 31. Направляющая балка 28 связана со стойками 30 гидродомкратами 32. По направляющей балке с помощью бесконечной тяговой цепи 33 двигаются по кругу на роликах. 34 каретки 35, несущие резцы 36.

При буровзрывном способе разрушения угля под гибким перекрытием выемку подготовленного столба начинают с приведения гибкого перекрытия из горизонтального в наклонное положение, обеспечивающее самотек угля. Для этого после каждой очередной выемки угля конвейеростругом 9 у почвы пласта углубляют на необходимой длине поперечные проходы и взрывают целики угля между проходами. Эти операции повторяют до тех пор, пока гибкое перекрытие 11 полностью не займет наклонное положение. Уголь из-под гибкого перекрытия транспор- ;тируют к конвейеру 10, непосредстfO

f5

0

-5

5

0

5

венно в печи или к скреперам побудителями 13, которые наращивают по мере удпинения наклонной части забоя под гибким перекрытием.

После того как гибкое перекрытие 1I полностью займет наклонное положение, работы ведутся циклами в следующей последовательности. В каждом - очередном цикле вначале выемочно-дос- тавочными машинами (конвейероструга- ми) вынимают уголь на шаг с (например, 0 7 м) у почвы и кровли пласта и на эту же величину опускают крепи 8 переднего ряда, раздвигая гидроцилиндры 12 (фиг.9 и 10), затем в почве проходов, а при скреперной доставке и в почве канавы со скреперами 25 и целиках между проходами бурят и взрывают шпуры с таким расчетом, чтобы толщина отбираемого слоя угля также была равна и. Отбитый уголь самотеком, а при необходимости с помощью побудителей 13, доставляется по проходам к конвейеру 10, работающему у почвы пласта, или непосредственно в печи или к скреперам и, далее, в углеспускную печь 6 или 26. После взрывания шпуров основная часть гибкого перекрытия под действием налегающих пород опускается на целики угля между проходами, а краевые его части поддерживаются крепями 8 заднего ряда и после завершения выемки, опускаются передвижкой крепей 8 заднего ряда.

При механизированной выемке угля в наклонно-поперечном слое под гибким перекрытием, одновременно с выемкой угля конвейеростругами 9, работающими у почвы и кровли пласта, вступает в работу конвейероструг 27, который в начале цикла стойками 30 через верхняки 31 распирается между

почвой слоя и гибким перекрытием I1. Затем приводятся в движение каретки 35 и включаются гидродомкраты 32 по- дачи рамы 28. После вырубки угля на очередной шаг, рама 28 опорами 29

опирается на почву слоя, распор стоек 30 снимается и гидродомкратами 32 подаЧи производится подтягивание на очередной шаг стоек 30 с верхняка- ми 31. Далее цикл повторяется.

Отбитый уголь с помощью конвейеро- струга 27 и самотеком доставляется к конвейеру 10, работающему у почвы пласта. Рама конвейероструга для предотвращения сползания его имеет

опору на верхняки заднего ряда крепей 8, ширина этой опоры несколько больше, чем суммарная ширина двух верхняков секции крепей 8, с тем, чтобы при опускании верхняка крепи 8 для пропуска угля от конвейеро- струга 27 постоянно сохранялась опора на верхняк соседней секции.

По мере выемки угля конвейеро- стругом 27 секции заднего ряда крепей 8, после прохода его, подтягива- .ются к крепям переднего ряда. После выемки очередного слоя осуществляется перевод конвейероструга 27 в нижележащий слой, (фиг.20 и 21). При движущихся каретках 35 производится втягивание опор 29 и стоек 30 и кон- вейероструг под давлением налегающих пород опускается, зарубаясь в почву затем производится распор стоек и выемка угля с подвиганием рамы по простиранию в ту или другую сторону далее распор рамы и перетягивание стоек и верхняков и .т.д. пока кон- вейероструг не заглубится на,полную его высоту, после чего начинается выемка следующего слоя с движением струга в обратном направлении.

Для увеличения производительност очистного забоя под гибким перекрытием может быть применено несколько шагающих конвейеростругов.

Формула изобретения

1. Способ разработки мощных крутых пластов, включающий выемку угля столбами по падению, проведение откаточных и вентиляционных штреков, механическую выемку угля у кровли и почвы пласта под защитой секций меха- низированньтх крепей, механическую выемку средней части пласта под за- . гибкого перекрытия и транспортировку угля из забоев, отличающийся тем, что, с целью сокращения потерь угля и првьшения производительности очистного забоя, в забоях у кровли и почвы пласта устанавливают спаренные секции механизированных крепей, выемку угля под гибким перекрытием осуществляют слоями после каждой передвижки переднего ряда крепи на шаг передвижки заднего ряда крепи, при этом выемку и транспортировку угля под гибким перекрытием осуществляют выемочно-доставоч- ными средствами, которые располагают по падению слоя, с разработкой слоя

1

5

0

по простиранию во взаимно противоположных направлениях.

2.Способ по п.1, -о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что выемку угля под гибким перекрытием осуществляют буровзрывными работами, при этом в забое слоя формируют поперечные проходы и скреперную канаву, а бурение и взрывание шпуров осуществляют в почве проходов, канавы и целиках между проходами.

3.Механизированный комплекс для разработки мощных крутых пластов, включающий расположенные по краям очистные агрегаты с конвейерами и конвейеростругами, закрепленными на передних секциях щитовых механизированных крепей, гибкое перекрытие, расположенное с завальной стороны агрегатов перпендикулярно их основаниям и перекрытиям, установленное на перекрытия,,имеющие гидростойки и рас5 положенный под гибким перекрытием между агрегатами дополнительный выемочный орган, направляющая балка которого параллельна направляющим конвейеростругов, отличающий0 с я тем, что каждый агрегат снабжен задним рядом секций механизированньгх крепей, прикрепленным к гибкому перекрытию и связанным с передним рядом посредством гидроцилиндров с ходом, кратным шагу конвейеростругов агрегата, при этом дополнительный выемочный орган выполнен в виде конвейероструга, его направляющая балка выполнена в виде рамы, имеющей гидроопоры двухстороннего действия, а гидростойки установлены внутри рамы и связаны с рамой посредством гидродомкратов с возможностью взаимного перемещения рамы и гидростоек.

4.Механизированный комплекс по п.З, отличающийся тем, что гибкое перекрытие выполнено в виде верхнего слоя, состоящего из сплетенных всплошную лент, который скреплен с основанием перекрытия посредством канатов и хомутоз, причем последние образуют на нижней поверхности перекрытия шиповкдные выступы дня сцепления с угольным массивом.

5.Механизированный кo iплeкc по п.З, отличающийся тем, что он снабжен механическими побудителями, выполненными в виде става с

5

0

45

50

55

712816718

консольными наклонньши упругими гидроцилиндров с секциями крепи зад- скребками, связанными посредством него ряда.

/4-/I

6-Б

//

Фиг. 2

Г-Д- -Ж З-и

////// /// /// /// ///

ттпт

ШЛ.1

1Ш

//////

г

оP d

.О

фиг.5

1г

Фиг. 8

/

/гФиг. Ю

/7

г/

го

fff

Фиг. ff

Изобретение относится к горнодобывающей промьшшенности и предназначено для использования при разработке мощных крутых пластов. Целью является сокращение потерь угля и по- вьшение производительности очистного забоя. Для этого в забоях у кровли и почвы пласта устанавливают спаренные секции механизированных крепей. Выемку угля под гибким перекрытием осуществляют слоями после каждой передвижки переднего ряда крепи на шаг передвижки заднего рядя крепи. Выемку угля и транспортировку осуществляют выемочно-доставочными средствами или буровзрывным способом. Выемочно- доставочные машины располагают во взаимно перпендикулярных направлениях о Выемочно-доставочные машины и средство для транспортировки угля под гибким перекрытием располагают на передних рядах крепи. Задние ряды крепи соединены с гибким перекрытием. Оба ряда крепи связаны гидроцилиндрами. В забое слоя формируют поперечные проходы и скреперную канаву,, а бурение и взрывание шпуров осуществляют в почве проходов, канавы и целиках между проходами. Выемочное средство .под гибким перекрытием выполнено в виде конвейероструга, а его направляющая балка выполнена в виде рамы, имеющей гидроопоры двухстороннего действия. Гидростойки установлены внутри рамы и связаны с ней посредством гидродомкратов. Представлено вьтолнение гибкого перекрытия. 2 с.п. и 3 з.п. ф-лы, 23 ил. с SS ю 00 О5 vj

Фаг. /4

.

3S33 гз 3029

Iput 16

гч

fPuz. 17

иг. f8

(иг. 13

Фиг. 20

Фиг. 2}

Фиг. 22

Редактор Г.Волкова

Состав|1тель В.Пономарев Техред М.Ходанич

Заказ 7232/25

Тираж 455Подписное

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

Фиг. 23

Корректор Л.Патай