Способ добычи каменного угля Советский патент 1992 года по МПК E21C41/18 

Изобретение относится к добыче полезных ископаемых,

Известны способы подземной добычи каменного угля, заключающиеся в предварительном измельчении пласта с помощью комбайнов в шахте с дальнейшей транспортировкой его в измельченном состоянии на поверхность. Если добываемый сорт камен ного угля обладает высокой механической прочностью, пласт предварительно подготавливают буро-взрывным способом, создавая в нем сеть трещин, что облегчает разработку.,

Недостатком этих способов является необходимость проведения огромногообъ- ема работы с большой затратой энергии и времени на разрушение, измельчение пласта в стесненных габаритах подземного забоя и тяжелых для организма человека условиях: загрязненности воздуха угольной пылью, плохой освещенности и др.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому способу является способ добычи угля с применением исполнительного органа угольного комбайна, работающего с рамы конвейера, состоящего из кольцевого бара и лемеха, отличающийся тем, что, с целью улучшения сортности угля и увеличения производительности комбайна, в нем применено устройство, выполненное в виде каретки с отламывающим элементом (например, домкратом), расположенным на раме конвейера между кольце- вым баром и лемехом.

Недостатком этого способа является сложность создания надежно работающей конструкции кольцевого бара. Кроме того, даже при возможности создания такой конструкции будет иметься значительный обь- ем мелкодробленой фракции каменного угля и сохранится необходимость в применении конвейера для транспортировки ее.

СО

С

-vi о

-f CJ

Целью изобретения является устранение необходимости потерь энергии инструмента и рабочего времени на измельчение добываемого продукта в стесненных условиях подземного забоя, исключая загрязнение воздуха, облегчая транспортировку добытого продукта (приравнивая ее к условиям контейнерных перевозок) и обеспечивая возможность полной автоматизации процесса добычи с высвобождением человека из зоны тяжелых условий труда - безлюдной технологии.

Поставленная цель достигается тем, что вместо дробления угля на мелкие фракции в подземном забое и транспортировки их конвейером от пласта отделяются целико- вые блоки угля больших размеров, удобных для транспортировки с помощью тонких (порядка 0,01-1 мм) горизонтальных, вертикальных и тыльных надрезов, осуществляемых с помощью струи воды малого сечения и сверхвысокого давления или, как варианты, подобной же струи воды, но с добавкой тонкого абразивного порошка, или же струй жидких или газообразных горючих веществ (например, керосина и кислорода, кислорода и водорода и др.) под высокими или сверхвысокими давлениями, соединяющими термическое и механическое воздействия на разрезаемый материал.

На фиг. 1 изображен забой, поперечный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 (а-л) - схема последовательности проведения резов для отделения угольного блока от пласта; на фиг. 4 - робот-манипулятор и картина отделения угольного блока от пласта.

. Устройство для осуществления предложенного способа добычи угля располагается в забое 1.(фиг. 1 и 2) и состоит из передвижной гидравлической Крепи 2, робота-манипулятора 3, робота 4 для нарезки прорезей, самоходной тележки 5 для транспортировки отрезанных угольных блоков 6 и вспомогательного робота-манипулятора для погрузки нижних блоков 7 и 8 (фиг. 36 и д).

Робот-манипулятор 3 состоит из плиты 9, могущей перемещаться поперек рамы 10 по направляющим 11. Рама 10 снабжена четырьмя колесами 12 и может перемещаться вдоль забоя 1. Робот-манипулятор имеет две консольные лапы 13 для приема угольного блока 6, перемещающихся по направляющим колоннам 14 с помощью ходовых винтов 15 от привода 16. Для восприятия опрокидывающего момента от веса блока 6 робот-манипулятор снабжен противовесом, а для отрезки блока 6 от пласта - отрезным устройством 17, смонтированным на лапах

13, способным перемещаться в горизонтальном направлении с помощью механизма перемещения.

Робот 4 для нарезки горизонтальных 18,

вертикальных 19, наклонных 20 и тыльных 21, 22 прорезей состоит из платформы 23, снабженной четырьмя колесами 24. На платформе 23 смонтирована колонна 25, по которой перемещается каретка 26 с закреп0 ленным на ней режущим устройством 27, которое может поворачиваться в вертикальной плоскости вокруг горизонтальной цапфы 28, расположенной на каретке 26. Платформа 23 может передвигаться вдоль

5 забоя 1.

Самоходная тележка 5 (фиг. 2) для транспортировки отрезанных угольных блоков 6 состоит из рамы 29 и четырех колес 30 и снабжена приводом для перемещения. На

0 раме 29 уложены в поперечном направлении брусы 31 для облегчения высвобождения лап 13 робота-манипулятора 3 из-под . уложенного на тележку 5, отрезанного угольного блока 6.

5Способ добычи угля производится следующим образом.

Робот 4 производит сначала (фиг. 2 и 3) вертикальных прорезей 19 с шагом L, равным длине угольного блока, на глубину,

0 равную ширине угольного блока В, затем горизонтальных 18с шагом Н, равным высоте блока,на глубину, равную половине ширины В блоками на глубину, несколько превышающую ширину В блока (фиг. За).

5 Затем проводятся одна за другой следующие операции: резка наклонной прорези 20 до пересечения с прорезью 32 (фиг. 36), погрузка полученного клинового блока 7 на тележку 5 (фиг. Зв) с помощью вспомогатель0 ного робота-манипулятора, резка тыльной . прорези 21 на высоту h клинового блока 8 (фиг. Зг и д), дорезка горизонтальной прорези 18 до полной ширины В блока для отделения клинового блока 8 (фиг. З д), погрузка

5 клинового блока 8 на тележку 5 вспомогательным роботом-манипулятором (фиг. Зе), резка тыльной прорези на высоту Н блока 6 (фиг. Зж), подведение лап 13 робота-манипулятора 3 под блок 6 до соприкосновения с

0 ним (фиг. 3 и 4), отделение блока 6 от пласта дорезкой прорези 18 до полной ширины В блока (фиг. Зк) с помощью режущего устройства 17 и погрузка его на тележку 5. После опускания блока 6 на брусы 31 тележки 5

5 робот-манипулятор 3 выводит лапы 13 из- под блока 6 перемещением их в поперечном направлении с плитой 9, тележка 5 отвозит блок к откаточному штреку, где блок перегружается на вагонетку и возвращается обратно.

Технико-экономическая эффективность.

Предлагаемый способ добычи угля исключает необходимость дробления угля на мелкие фракции в сложных условиях подземного забоя с неэффективной растратой энергии и загрязнением воздуха. Перевозка угля в виде крупных блоков удобна и экономична, обладает всеми достоинствами контейнерных перевозок: удобством погрузки, перегрузки, хранения, отсутствием потерь от выдувания мелких частиц и др. Кроме того, способ позволяет осуществлять безлюдную технологию добычи ynyi.

0

5

Формула изобретения

1.Способ добычи каменного угля, включающий формирование в пласте прорезей, отделение блоков от массива пласта и последующую транспортировку, отличающийся тем, что, с целью улучшения условий труда, формирование прорезей для отделения блоков угля ведут тонкой струей воды диаметром 0,01-1,0 мм высокого или сверхвысокого давления.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что формирование прорезей ведут тонкой струей воды с добавлением абразивного порошка.

Изобретение относится к горному делу и позволяет улучшить условия труда при добыче каменного угля. От разрабатываемого угольного пласта отделяют целиковые угольные блоки (УБ) больших размеров. Горизонтальные, вертикальные и тыльные прорези формируют тонкой струей воды диаметром 0,01-1,0 мм высокого и сверхвысокого давления. Последующую транспортировку УБ от забоя ведут самоходными тележками. Грузят УБ на самоходные тележки специальными устройствами - роботами- манипуляторами. Для повышения скорости формирования прорезей в тонкую струю воды добавляют абразивный порошок. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Я-Яй % /V/////,

/////// ///////////ЛУ//

.г

32 20

Л/Х(ХХЛ J 31 5 29 30

t

SNj j