Способ безлюдной выемки угля и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК E21C41/04 

/ 3)

игг

50

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для безлюдной выемки угля.

Целью изобретения является снижение трудоемкости разработки путем использования давления метана в угольном пласте, уменьшение динамических нагрузок опорного давления на забой угля в лаве и повышение производительности выемки угля.

На фиг. 1 схематически показан вынимаемый столб угля; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - секция агрегата, аксонометрия; на фиг. 4 - агрегат, вид сверху; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 - нижняя

10

Бурение камер на глубину, равную 0,8-0,95 расстояния максимального опорного давления, обусловлено тем, что забури- вание в зону максимума или за него может привести к зажатию головки бура-инжектора к трудностям срабатывания обратных клапанов.

Диаметр камер в диапаз оне 1/2-1/3 мош,ности пласта обусловлен тем, что при диаметре менее 1/3 мощности пласта, как показали исследования., затрудняется отделение угля у почвы и обработка нахо- ДЯШ1ИХСЯ здесь целиков. При диаметре камер более 1/2 мощности пласта происходит явление, аналогичное забуриванию в зоветвь кольцевого бара с пневмоуглепро- 5 ну максимума опорного давления, т. е. водом поперечный разрез; на фиг. 7 -происходит зажатие головки бура-инжекнаправляющая бара; на фиг. 8 - бур-инжектор и шнеко-бур; на фиг. 9 - секция агрегата со стороны выработанного пространства; на фиг. 10-12 - три положения

20

по передвижке агрегата.

Устройство включает агрегат 1 камеры 2 и целики 3 бар-грузчик 4, привод 5 шнеко- бура 6 и бур-инжектора 7, заднюю опору привода 8, задние 9 и 10 и передние 11 и 12

тора.

Частично уголь вынимается кольцевым буром, производящим кроме основной функции погрузки небольшую подрезку пласта у почвы и кровли.

Отбитый уголь в пространстве между ветвями бара падает на грузовую площадку 30 пневмоуглепровода и далее через погрузочную щель 31 попадает с помошью

гидростойки, верхняя опора 13, основание 14, 25 фигурных скребков во внутреннюю часть верхние 15 и 16 и нижние 17 и 18 домкраты передвижки агрегата и пневмоугле- провод 19.

Ветвь бара-грузчика имеет верхнюю 20 и нижнюю 21 направляющие фигурных скребков 22 и 23, направляющую 24, резцы 25 подрубки.

Устройство для выбуривания камер включает головку 26 бура-инжектора с обратными клапанами 27, резцы телескопического шнеко-бура 28 и герметизатор 29.

пневмоуглепровода. Щель имеет жалюзи 32, открытие которых регулируется в зависимости от места работы бура-инжектора с целью поддержания необходимого для транспорта разряжения воздуха в пневмо- 30 углепроводе. В конце лавы установлена разгрузочная камера 33, где давление падает и уголь оказывается на штрековом конвейере 34.

В оконтуривающих выработках, откаточной 35 и вентиляционной 36 установ45

Способ осуществляют следующим обра- 35 лепы нижний 37 и верхний 38 приводы

кольцевого бара.

Передвижка секций агрегата осуществляется по традиционной схеме. Производится она одновре.менно по всей длине лавы, так как это является непременным условием для пневмоуглепровода. При распоре гидростоек и подачи давления эмульсии под поршни цилиндров домкратов на забой двигается бар, пневмоуглепровод и привод буров. Проиходит это из-за того, что верхние домкраты передвижки щтоковыми концами 39 и 40 соединены непосредственно с баром, а нижние - с задней поверхностью пневмоуглепровода. На передней повехности пневмоуглепровода имеются щтыри 41. передающие движение нижней ветви бара, к которым они подсоединены передними концами 42. Расстояние между штырями равно ширине секции агрегата.

Нормальной передвижке привода шнека- бура на забой способствуют захваты 43 на его корпусе и задние опоры 8.

При снятии распора с тидростоек, опускании верхней опоры и подачи давления эмульсии в надпорщневое пространстзом.

Отделение угля ндет комплексно: из камер 2 бурами, из целиков 3 с помощью опорного давления, давления метана и давления сжатого воздуха. Выходящий из бура- инжектора сжатый воздух создает в нище давление, достаточное для совместного его участия в разрушении угля вместе с опорным и метановым давлением. Этому способствует герметизация ниш у устья. Расстояние между нишами может быть увеличено, если зона действия сжатого воздуха является достаточно большой.

Камеры располагаются в местах концентрации трещин, т. е. разгрузки пород. В этом случае целики между камерами будут нагружены интенсивнее, что будет способствовать разрушению их с помощью опорного и метанового давления. В процессе разрушения участвует и давление сжатого воздуха (или жидкости). Формирование камер может осуществляться и от середины к границам лавы с учетов использования перераспределения опорного давления вдоль лавы.

50

55

Бурение камер на глубину, равную 0,8-0,95 расстояния максимального опорного давления, обусловлено тем, что забури- вание в зону максимума или за него может привести к зажатию головки бура-инжектора к трудностям срабатывания обратных клапанов.

Диаметр камер в диапаз оне 1/2-1/3 мош,ности пласта обусловлен тем, что при диаметре менее 1/3 мощности пласта, как показали исследования., затрудняется отделение угля у почвы и обработка нахо- ДЯШ1ИХСЯ здесь целиков. При диаметре камер более 1/2 мощности пласта происходит явление, аналогичное забуриванию в зотора.

Частично уголь вынимается кольцевым буром, производящим кроме основной функции погрузки небольшую подрезку пласта у почвы и кровли.

Отбитый уголь в пространстве между ветвями бара падает на грузовую площадку 30 пневмоуглепровода и далее через погрузочную щель 31 попадает с помошью

фигурных скребков во внутреннюю часть

пневмоуглепровода. Щель имеет жалюзи 32, открытие которых регулируется в зависимости от места работы бура-инжектора с целью поддержания необходимого для транспорта разряжения воздуха в пневмо- углепроводе. В конце лавы установлена разгрузочная камера 33, где давление падает и уголь оказывается на штрековом конвейере 34.

В оконтуривающих выработках, откаточной 35 и вентиляционной 36 установво цилиндров домкратов на забой передвигаются (подтягиваются к бару) секции вместе с опорой шнеко-бура. Подтягивание секции может осуществляться одновременно или последовательно. При опускании верхней опоры штоковые концы верхних домкратов скользят по гнездам 44. При распоре они возвращаются на место.

Фигурная форма скребков и их соответствующее подсоединение позволяют обходить на верхней ветви домкраты, а на нижней - щтыри. Скребки и проходимые между ними штыри способствуют хорошему дроблению крупных кусков угля.

Передвижение приводов буров вдоль забоя осуществляется с помощью верхней 45 и нижней 46 специальных цепей, которые также передвигаются по кольцевой траектории. Для этого имеются две щестер- ни, сидящие на одной оси с шестернями кольцевого бура. Если привод буров необходимо передвинуть в направлении движения одной из цепей, то в отверстии привода буров 47 или 48 включается зажим, соединяющий привод с цепью, что означает включение в движение приводов буров.

С помощью корпуса шнеко-бура может производиться зачистка лавы, для чего под ним в передней части установлен лемех 49.

Управление кровлей производится с помощью баллонов-регуляторов 50, обеспечивающих опускание пород без значительных динамических нагрузок, более равномерно, что способствует и равномерному распределению опорного давления, необходимого для эффективного отделения угля относительно выдержанной крупности.

Баллоны-регуляторы устанавливаются через окно 51 в ограждении 52 секции. Их установка легко подвергается автоматизации.

Проветривание лавы производится эффективно по возвратноточной схеме через столб угля. Нормальному содержанию метана на исходящей струе, а также отсутствию условий для возможного формирования внезапных выбросов, способствует предлагаемое использование в технологии метанового давления и сжатого воздуха, вводимого в массив.

Формула изобретения

1. Способ -безлюдной выемки угля, включающий оконтуривание выемочного столба откаточной и вентиляционной выработками, нарезку выемочных ниш в груди забоя и формирование целиков угля, отработку пласта длинным очистным забоем с отбойкой уг.тя в лаве и использованием энергии опорного давления для отделения угля, его транспортирование вдоль забоя на откаточный штрек и управление кровлей в выработанном пространстве, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости разработки путем использова0 ВИЯ давления метана в угольном пласте, выемочные ниши нарезают в местах наибольшей концентрации трещин в породах кровли на глубину, равную 0,8-0,95 расстояния до зоны максимального опорного

5 давления, затем устья выемочных ниш герметизируют, подают в них рабочее тело под давлением и разрушают целики угля, после чего производят подрезку угля в л аве у кровли и почвы пласта.

2.Способ по п. 1, отличающийся 0 тем, что выемочные ниши нарезают, начиная от середины лавы к ее границам.

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения динамических нагрузок опорного давления на забой

5 угля в лаве, опускание пород кровли в выработанном пространстве регулируют.

4.Устройство для безлюдной выемки угля, включающее фронтальный выемочный агрегат, отбойный орган, выполненный в виде кольцевого бара-грузчика, и механи0 зированную крепь с гидродомкратами подачи, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности, фронтальный выемочный агрегат снабжен подвижными телескопическими шнекобурами с бур-инжекторами, при этом корпус шнекобура имеет

5 направляющие сквозные отверстия с возможностью перемещения в них тяговых органов и жестко закрепленный погрузочный лемех, а механизированная крепь снабжена подвижным пневмоуглепроводом, который установлен на нижнем основании механизированной крепи и шарнирно соединен с гидродомкратами подачи с возможностью перемещения пневмоуглепровода на забой посредством гидродомкратов подачи, при этом телескопические шнекобуры установлес ны с возможностью перемещения вдоль забоя по пневмоуглепроводу посредством тяговых органов фронтального выемочного агрегата.

5.Устройство по п. 4, отличающееся тем, что бур-инжектор выполнен телескопическим,

0 установлен во внутреннем пространстве корпуса инжектора и снабжен обратными клапанами для рабочего тела.

0

37

50

фиг.1

Изобретение относится к горной промети. Цель изобретения - снижение трудоемкости разработки за счет использования давления метана в угольном пласте, уменьшение динамических нагрузок опорного давления на забой угля в лаве. Устр-во для осуществления способа включает фронтальный выемочный агрегат, имеющий телескопические шнекобуры (ШБ) 6 с буринжекторами 7, кольцевой бар-грузчик 4, механизированную крепь с гидродомкратами подачи (ГДП) 15, 17. В нижней части основания 14 крепи установлен подвижный пневмоуглепровод (ПУИ) 19, шарнирно соединенный с ГДП 15, 17с возможностью перемещения ПУП 19 на забой посредством ГДП 15, 17. При этом ШБ 6 установлены с возможностью перемещения вдоль забоя ho ПУП 19 посредством тяговых органов агрегатов. Корпус ШБ 6 имеет сквозные отверстия для перемещения в них тяговых органов и жестко закрепленный погрузочный лемех. Оконтуривают выемочный столб откаточной и вентиляционной выработками. В груди забоя в местах наибольщей концентрации трещин посредством агрегата производят нарезку выемочных ниш на глубину, равную 0,8-0,95 расстояния от зоны максимального опорного давления, и формируют целики угля. Затем устья ниш герметизируют, подают в них рабочее тело под давлением и разрушают целики угля. При этом выходящий из бура-инжектора 7 сжатый воздух создает в нише давление, достаточное для разрушения угля вместе с опорным и метановым давлением. Затем производят подрезку угля в лаве у кровли и почвы пласта длинным очистным забоем,транспортировку его вдоль забоя на откаточный штрек и управление кровлей в выработанном пространстве. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 12 ил. S ел 4 05 О) QD СП

/4

ff

/7

CfJUff.J

14

срагЛ

/

39

00

-и

0/

50

/

/

39

00

оо

( г

6

/ О

Зл.

Е5

74

/

5Р

в

сриг.7

27

27

Т7 I I

cpue. 10

сриг.8

/J52

51

.З

f

иг. г 2