Способ контроля формы очистного забоя Советский патент 1989 года по МПК E21C39/00 E21C41/04 

1

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано 1фи отработке пластовых месторождений полезных ископаемых.

Цель изобретения - повьшение оперативности и снижение трудоеьжости .работ по контролю за формой очистно- го забоя.

Способ осуществляется следующим образом.

По длине прямолинейного забоя устанавливают репера. После этого на первых циклах выемки при движении выемочного механизма вдоль линии очистного забоя и работе по угля гопределяют одновременно координату

1454987

местонахождения выемочного механизма X, его скорость v. , где i - индекс

цикла выемки, и потребляемую мощность N

ч.

По значениям величин скорости движения выемочного механизма и потребляемой мощности определяют величину удельного импульса сил сопротивления горного массива в каждом цикле выемки

NU-NO

Vfx

и

.X

где п - г k - k ЦР.,

где N - потребляемая комбайном мощность на холостом ходу.

По истечении не менее трех часов после окончания последнего цикла выемки определяют по всей длине забоя прдвигание его координат l. относительно линии установленных реперов

Устанавливают зависимость величины подвигания координат забоя от величины удельного импульса сил сопротивления горного массива в каждом цикле выемки

.. - iii. t ..х )

i

количество циклов выемки; ширина захвата комбайна, м; коэффициент пропорциональности, зависящий от координаты X,

При отработке пласта непрерьюно контролируют скорость движения выемочного механизма и потребляемую им мощность, определяют по ним величину удельного импульса сил сопротивления горного массива и по установленной заЕ1исимости определяют лодви гание координат забоя 1„.

После каждого цикла выемки определяют величины отклонения линии забоя от прямолинейной формы по формуле

А 1 -1 -1 - .L -П.С

п.х п.о L

n.L

п,о

где 1„, - подвигание конечной координаты забоя, м,- - подвигание начальной координаты забоя, м; L - длина забоя, м; X - координата забоя, м. По ним определяют максимальную величину отклонения координат забоя от забоя прямолинейной формы.

При непревышении величиной -максимального отклонения ширины захвата выемочного комбайна выемку угля

5

0

в следующем цикле ведут по всей длине забоя.

При превышении величиной макси- мального отклонения ширины захвата комбайна выемку угля в следующем цикле производят только в той части забоя, где вьшолняется условие

М 4 MXM

- максимальная величина

отклонения координат забоя в сторону отставания от забоя прямолинейной формы, м. Способ реализуется при прямолинейной форме забоя-, технология способа ориентирована на поддержание - в каждом цикле выемки исходной формы забоя (если исходная форма забоя непрямолинейна, то в каждом хщкле выемки она сохраняется, что нежелательно как по условиям надежности 5 работы оборудования в забое, так и по условиям безопасности).

Установку реперов в забое производят по почве вплотную к линии забоя, забивая их вровень с почвой таким образом, чтобы они остались между секциями крепи при подвигании забоя. Количество циклов выемки при определении устанавливаемой зависимости выбирают исходя из того, чтобы общее подвигание координат забоя было соизмеримо с размером секций крепи либо кратно им. Используют трубчатые репера , так как в н их при определении 1 можно установить столбики. На столбики натягивают бечевку и относительно нее производят измерение общего подвигания всех координат забоя за первые циклы выемки.После окончания последнего из них делают выдержку времени не менее 3ч, так как в этот период идет формирование зоны разгрузки впереди забоя, которое сопровождается отжимом угля.

Зависимость величины подвигания координат очистного забоя от вели- чины удельного (на t м очистного забоя) импульса сил сопротивления горного массива, а не от какой-либо другой величины, например сил сопротивления горного массива или работы его разрушения, устанавливают потому, что отход работающего комбайна от горного массива реализуется за счет действия закона сохранения им0

35

40

45

55

пульса. Величина импульса сил, веденная к 1 м забоя, равна

78-20

2.70

7,38

кВт-мин м

Изобретение относится к горному делу, м.б. использовано при отработке пластовых месторождений полезных ископаемых и позволяет повысить оперативность и снизить трудоемкость работ по контролю за формой очистного забоя. На первых 1Ц1клах выемки движении выемочного механизма (ВМ) вдоль линии очистного забоя и работе по выемке угля определяют одновременно координату местонахождения ВМ и по значениям скорости движения ВМ и потребляемой мощности - величину удельного импульса Р сил сопротивления горного массива на выемку угля в i-M цикле. Устанавливают зави- . симость величины продвигания координат забоя от величины удельного импульса сил сопротивления горного массива в каждом цикле выемки nr-k 21Р; , где 1 - продвигание коорди наты X забоя за п циклов выем- ки; п - количество циклов выемки; г - ширина захвата комбайна; k - коэф. пропорциональности, зависящий от координаты забоя. После, каждого цикла выемки угля определяют величину максим, отклонения координат забоя от его прямолинейной формы. При непрев1лпении указанным отклонением ширины захвата ВМ выемку угля в следующем цикле ведут по всей длине забоя, при превышении - выемку угля в следующем цикле ведут избирательно в тех частях забоя, где соблюдается условие д 1 ,, где Л1х и Л1,м - соответственно отклонение и максим. отклонение координат забоя от еГо прямоугольной формы. (Л 4 сл 4: СО 00

Р

Ft

Т

сила сопротивления горного

массива, кН; время действия этой силы на

комбайн, с; размер участка, на котором

действует импульс сил, м,

V

NX-No

Пример. Угольный пласт сложного строения мощностью 0,9 м состоит из двух пачек угля, разделенных прослоем глинистого сланца. Уголь обеих пачек блестящий, средней крепости, сложный, хрупкий, разбит чётко выраженными трещинами с включением мелких линз серного колчедана. Непосредственная кровля плас та представлена песчаным сланцем, темно-серым,трещиноватым, с прослойками блестящего угля толщиной 1-2 см через 0,1-0,7 м, не имеющим на контактах связи. Сланец разбит трещина- ми кливажа, склонен к обрушению, не вьщержан по мощности (0,2-0,9 м), его крепость f 4-6.

По почве прямолинейной лавы через каждые 10 м вплотную к эабою проби- вают репера заподлицо с уровнем почвы. При работе комбайна 1К101 непрерывно измеряют его координату,потребляемую мощность и скорость движения. Замер мощности производят самопишу- щим киловаттметром, который подключается в магнитном пускателе к линии питания комбайна через трансформатор тока. Скорость движения комбайна и координату его местонахождения вдоль линии очистного забоя определяют с помощью средств АСУ ТП шахты. По мощности комбайна и скорости его движения находят величину удельного импульса сил сопротивления горного мае- gQ мощность. По ним определяют величисива. Так, при х цикле выемки N, 3 м/мин, N,70

Р,

70

70 м в первом 20 кВт, 85 кВт. Поэтому

7 94 кВт-мин

/ Jл

м

55

ну удельного импульса сил сопротивления горного массива и затем по установленным зависимостям определяют подвигание всех координат забоя. Так, например, после восьмого цикла выемки угля подвигание координаты X 70 м относительно установленного репера определяют по формуле

Во втором цикле выемки в этой же точке забоя v 2,8 M/hOiH, N,70 78 кВт,

в третьем - шестом циклах выемки величины удельного импульса сил сопротивления горного массива на работу комбайна равны:

5ЛО

5,10

7,43 7,35 7,30 7,42

кВт-мин

м

кВт-мин м

кВт- мин

М2

кВт.мин м

в ремонтную смену по истечении 3 ч после ее начала определяют подвига- ние координаты забоя х 70 м эа 6 циклов выемки, для этого измеряют удаление кромки забоя относительно ранее установленного репера 3,39 м. Ширина захвата комбайна г 0,6 м. Определяют коэффициент пропорциональности

6;0,6 - 3,39

,25-«-7,38+7,43-1-7,35+7,30+7,42

0,49.10

,-2

кВт-МИН

70 м исДля координаты забоя х комая зависимость имеет вид

.6п-0,49..

(

Аналогичным образом устанавливают вид зависимости для всех координат забоя. Для X О м, например, оказалось

п

2

„.0 0.60-0,31. Р;

а для конца лавы х L 180

.-2

М

И

1мво 0.6п-0,23-10- 2:Р;.,бо При дальнейшей отработке пласта непрерывно контролируют скорость движения комбайна и потребляемую им

5

ну удельного импульса сил сопротивления горного массива и затем по установленным зависимостям определяют подвигание всех координат забоя. Так, например, после восьмого цикла выемки угля подвигание координаты X 70 м относительно установленного репера определяют по формуле

х.то

0,6-0,49 10(7,25+7,38+

+7,43+7,35+7,30+7,42+7,40+7,44) 4,52 м.

7,4 7,44

кВтмин

М2..

кВт мин

л

м

Значения величин подвигания других координат после восьмого цикла выемки угля определяют аналогичным образом. В частности,оказалось, что Л,о ,60. м, а 1в,1во 4,65 м.

Определяют величину отклонения координаты X 70 м от забоя прямолинейной формы

Д 4,52- 24,60 - 0,1 м.

,4,65-4,60 180

. Аналогичным образом в этом цикле выемки определяют величины отклонения других координат забоя. Из них наибольшее отставание от прямолинейной формы забоя имеет координата х - 108 м, для которой ul,oe г 0,13 м. Отставание других координат забоя от забоя прямолинейной формы изменяется от О до минус 0,13 м. Так как вели- чина максимального отклонения координат забоя после данного цикла выемки не превышает ширины захвата комбайна, то форма очистного забоя считается прямолинейной и девятьй цикл выемки угля проводят по всей длине забоя.

После 32-го цикла выемки угля по предлагаемой технологии было установлено, что координата очистного забоя X 127 м отстает от забоя прямолинейной формы на 0,63 м. Так как величина максимального отклонения превышает ширину захвата комбайна, то из условия ul -0,63-+0,60 определяют значение координат забоя, где в слбщующем .53-м цикле выемки следует выемку угля. Оказалось, что условию ,03 м отвечают координаты очистного забоя с 30 по 163 м. Поэтому 53-й цикл выемки угля производится только в этой части лавы.

При дальнейшей отработке пласта в одном из циклов выемки с помощью предлагаемой технологии установ

4549878

лено, что величина отклонения координаты очистного забоя к 47 м принимает значение Д +0,61 м. Так как максимальное значение отклонения координат забоя превышает ширину захвата комбайна, то следующий цикл выемки является избирательным. Поскольку величина макси- Q мального отставания координаты забоя X 111 м составляет -0,24 м, то значение координат забоя, в которых произвели выемку, определяют из условия ,24+ 15 +0,6. Этому условию соответствуют координаты забоя с О по 29 м и с 157 по 180 м, где величины отклонений меньше 0,36 м.

20

Формула изобретения

Способ контроля формы очистного забоя, включающий непрерывное определение по длине забоя при выемке

25 угля координаты местонахождения выемочного механизма и величины ее поДвигания в сторону забоя за каждый цикл выемки, установление показатег лей и их критических значений для .

3Q контроля формы очистного забоя, о т- личающийся тем, что, с целью повьш1ени я оперативности и снижения трудоемкости работ по контролю за формой очистного забоя, при движении выемочного механизма в каждой координате его местонахождения определяют величину удельного импульса сил сопротивления горного массива на выемку угля и устанавливают зависимость от него величины подвигания координат забоя из соотношения

35

40

5 Д Ч.Х

ln,. 1

X )

п г

р.

0

5

подвигание координаты х забоя за п циклов выемки,- количество циклов выемки; ширина захвата комбайна; величина удельного импу;.ь- са сил сопротивления горного массива на выемку угля в i-M цикле; коэффициент пропорциональности, зависящий от координаты забоя,

причем после каждого цикла выемки угля определяют величину максималь ного отклонения коорДинат забоя от его прямолинейной формы и при не-

t, X

k. 9 1454987

превышении указанным отклонением + г, ширины захвата выемочного механизма выемку угля в следующем цикле

ведут по всей длине забоя, а при где Д - величина отклонения коорпревышении величины максимальногодинат забоя от его пряотклонения координат забоя от ширинымолинейной формы;

захвата выемочного механизма выем-1 1 fj - максимальная величина

ку угля в следующем цикле ведут из-отклонения (отставания)

бирательио в тех частях забоя, гдекоординат забо от его

соблюдается условиепрямолинейной формы.