Устройство для гидромеханической выемки крутых угольных пластов Советский патент 1989 года по МПК E21C41/04 

1

Изобретение относится к горной i промьшшенности и предназначено для гидромеханической выемки крупных угольных пластов полосами по падению.

Целью изобретения является повышение эффективности выемки за счет снижения энергоемкости разрушения угля и затрат на проведение выработки и отделение нетранспортабельных фракций горной массы и их удаление из призабойного про.странства.

На фиг.1 показана схема устрой- ства при проведении нарезной выработки; на фиг.2 , - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.2; на фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.2.

Устройство (гидромеханический угле выемочный щит или щитовое перекрытие) состоит из соединенных между собой погружных стенок 1, которые в основании снабжены гидравлическими резаками 2 со струеформирующими насад- ками. Основание выполнено с центральным прогибом Б сторону забоя. Между погружными стенками 1 установлена промежуточная стенка 3, на которой установлены углевыемочные . лопастеобразные буровые органы 4с их податчиками-5. На погружные стенки 1 наклонно к установлено пирами- дообразное ог1эаждение вершине которого закреплен патрубок 7, посред- ством которого подщитовое пространство 8 соединено с транспортной магистралью 9,.которая может быть вьшолне- на, например, в виде трубопровода, размещенного в выработанном пространстве. Патрубок 7 своей хвостовой частью 10 с транспортной магистралью 9 соединен телескопически. Над ограждением 6 установлена эластичная оградительная крепь 11, которая может быть выполнена, например, в виде пневмобаллонов, установленных вокруг транспортной магистрали 9. и перекрывающих дополнительно над ограждением 6 призабойное пространст-г во 12 от выработанного пространства (от выработки). На ограждении 6 с внешней стороны щитового перекрытия, установлены транспортные сосуды 13, которые соединены с окнами 14, выполненными в патрубке.7. Окна 14 служат для отделения из отбитой горной массы Нетранспортабельных фракций, а сосуды 13 - для их транспортирования из забоя. К гидравлическим реза- кам 2 погружных стенок 1 и к угле- выемочным буровым органам 4 подведены высоконапорные рукава (не показаны) для .подачи к ним рабочей жидкости.

Устройство работает следующим об- разом.

Щитом перекрывают призабойную часть пласта и под ним впереди забоя путем гидробурения образуют котловые полости 15. При этом само щитовое перекрытие остается неподвижным. Рабочую жидкость подводят через податчики 5 к буровым органам 4. Последние выдвигаются из-под щитового перекрытия и пробуривают в целике угля полости 15. Буровой галам при бурении полостей выносится напором воды в подщитовое пространство 8, образованное ограждением 6, и далее через патрубок 7 и транспортную магистраль 9 к месту вьтуска угля.

После образования котловых полостей 15 на глубину вьщвижения буровых органов 4 бурение прекращают, а основную подачу рабочей жидкости переключают на гидрорезаки 2, которыми под основаниями погружных стенок .1 нарезают щели 16 по контуру выработки. По мере нарезки щелей 16 щитовое перекрытие за счет самопроизвольного погружения в них стенок 1 опускается на забой. При опускании щитовогоw перекрытия образующиеся межщелевые целики 17 разрушаются в под- щитовом пространстве В ограждением 6 Разрушенный уголь от целиков под собственным весом падает в котловые полости 15, где перемешивается лопастями рабочих органов 4 с водой, которую подают в полости через органы 4. При этом осуществляется их холостое вращение, за счет чего фор мируется гидрогазоугольная смесь в полостях, котирую напором восходящего потока подаваемой воды через патрубок 7 и магистраль 9 из-под . щитового перекрытия транспортируют к месту выпуска. После погружения щита на глубину котловой полости 15 вновь включают в работу буровые органы 4, и цикл повторяется.

При выемке пласта призабойное пространство над ограждением предварительно перекрывают оградительной крепью 11 и герметизируют. После каждого цикла выемки магистраль 9 опус- кают вслед за щитовьш перекрытием. Величина заходки за один цикл выемки щитом определяется ходом буровых органов 4 из-под щитового перекрытия соответственно ей выбирают длину те

лескопического соединения хвостовика 10 патрубка 7 с транспортной магистралью 9. На несущей погружной стенке 3 устанавливают дополнительные резаки 18, которыми в целике угля прорезают дополнительные щели 19, соединяющие котловые полости 15 между собой и с контурными щелями 16.Дополнительные щели 19 позволяют

образующийся при нарезк е контурных щелей 16 буровой пшам направлять в котловые полости 1 5 для формирования гид- рогазоугольной смеси. Дополнительное расчленение целика угля щелями 19 приводит к его существенному ослаблению, что снижает энергоемкость разрушения и увеличивает скорость выемки.

g Q

5

0

5

При выемке пласта, содержащего породные прослои, между ограждением 6 и оградительной крепью 11 в призабой- ном пространстве размещают транспортные сосуды 13, которые соединяют с окнами 14, выполненными в патрубке 7. Сосуды, помимо своего прямого назначения, способствуют погружению щита по мере нарезки щелей за счет силы тяжести. Предварительно прежде чем опустить транспортную магистраль вслед за щитовым перекрытием с пневмобаллонов снимают ,. распор, освобождают от них пролет для выдачи транспортных сосудов на горизонт под разгрузку или в выработанное пространство к месту закладки. Пневмо- баллоны по мере подвигания забоя опускают вместе с транспортной магистралью 9. Освободившееся пространство выработки по ее периметру закрепляют постоянной крепью 20, например, из твердеющего материала с помощью скользящей опалубки. Такая схема может использоваться при проведении, например, разре-зной выработки. В других случаях технология выемки может быть с одновременной закладкой выработанного пространства или с закладкой одновременно всей полосы после окончания ее выемки и извлечения щитового перекрытия и оборудования.

Формула изобретения

1. Устройство для гидромеханической выемки крутых угольных пластов по падению, включающее щитовое перекрытие в виде соединенных между со- ;бой погружных стенок с наклонным ограждением, гидравлические резаки со струеформирующими насадками и транспортную магистраль, отличающееся тем, что, с целью повьш1е- ния эффективности выемки за счет снижения энергоемкости разрушения угля и затрат на проведение выработок, устройство снабжено эластичной крепью.

которая установлена за наклонным ограждением вокруг транспортной магистрали, а щитовое перекрытие снабжено .буровым гидровыемочным механизмом, . выполненным в виде лопастеобразных рабочих органов с податчиками, которые установлены под наклонным ограждением между погружными стенками с возможностью фронтального вьщвижения из-под щитового перекрытия, при этом основание погружных стенок выполнено с центральным прогибом, наклонное огражение снабжено патрубком.

671856

I который телескопически соединен с транспортной магистралью.

2. Устройство по п.1, о т ли - чающееся тем, что, с целью отделения нетранспортабельных фракций горной массы и их удаления из призабойного пространства, оно снабжено транспортными сосудами, кото- 1Q рые установлены между наклонным ограждением и эластичной крепью, а в патрубке выполнены окна, посредетво« которых он сообщен с транспортными сосудами.

Изобретение относится к горной пром-сти. Цель изобретения - повышение эффективности выемки за счет снижения энергоемкости разрушения угля и затрат на проведение выработок, а также отделение нетранспортабельных фракций горной массы и их

(РМА

tt2.5