Способ разработки угольных пластов Советский патент 1992 года по МПК E21C41/18 

СО

С

Использование: угольная промышленность для отработки мощных и средней мощности угольных пластов. Сущность изобретения: при отработке угольного пласта забой делят по высоте на две части в соотношении опережающего забоя к отстающему (1:1,3)-(1:2,2). В отстающем забое монтируют ограждающее устройство и после окончания цикла отделения угля от массива в опережающем забое возводят крепь, а в отстающем забое перемещают ограждающее устройство на длину шага заполнения выработанного пространства, при этом заполнение указанного пространства ведут закладкой с последующим ее уплотнением. 3 ил.

Изобретение относится к отрасли угольной промышленности, в частности к разработке мощных и средней мощности угольных пластов.

Известен способ разработки мощных наклонных пластов .угля наклонными слоями с мокрой закладкой и выемкой слоев в восходящем порядке. Сущность этого способа состоит в том, что выемочный участок угля разбивается на ряд блоков, имеющих длину по простиранию 65-70 м по восстанию на всю высоту этажа. Системой подготовленных выработок (штреки, печи) в блоке нарезаются слои. Пласт мощностью до 7,5 м вынимается в два слоя, а при большей мощности в три слоя.

Блок разбивается по восстанию на ряд подэтажей высотою 8 м, которые отрабатываются на печь, пройденную по середине поля блока. Выемка подэтажей производится от границы поля на одном крыле блока.

Затем выработанный подэтаж подготавливается к закладке, а на другом крыле блока начинается выемка.

Закладка подается по трубам, которые прокладываются по вентиляционному штреку и по печи висячего блока.

Недостатком этого способа является то. что все процессы по добыче угля не механизированы.

Известен также способ разработки мощных пластов с полной закладкой выработанного пространства и механизацией очистных работ.

Сущность способа состоит в том, что разработку мощных пластов осуществляют наклонными слоями с последующей гидравлической закладкой, механизированной выемкой угля и инвентарной металлической крепью.

Наиболее близким к предлагаемому является способ выемки мощного полого

ю со

Јь 00 00

ста сдвоенными по вертикали механизированными комплексами.

Недостатком этого способа является возведение крепи как в опережающем, так и в отстающем забое, а также невозмож- ность добычи угля этим способом из угольных пластов в целиках под охраняемыми объектами.

Цель изобретения - повышение производительности за счет осуществления креп- ления отстающего забоя по принципу крепь - закладка и возможность добычи угля из угольных пластов в целиках под охраняемыми объектами за счет уплотнения закладочного массива.

Указанная цель достигается тем, что в соответствии с известным способом подготовленный к отработке пласт по высоте делят на части, создают опережающий и отстающий забой, монтируют добычное оборудование, осуществляют выемку угля, крепят выработанное пространство и производят закладку.

В соответствии с предлагаемым техническим решением делят забой по высоте в соотношении опережающего забоя к отстающему от 1:1,3 до 1:2.2.

В отстающем забое монтируют ограждающее устройство. По окончании цикла в опережающем забое возводят крепь, а в отстающем забое перемещают ограждающее устройство на длину шага закладки и осуществляют крепление выработанного пространства путем возведения закладочного массива, который уплотняют.

Отличительными признаками являются: деление забоя на две части - в соответствии опережающего забоя к отстающему от 1:1,3 до 1:2,2; создание в опережающем забое бортовой крепи, усиленной анкерами, вы- полняющей роль основной крепи отстающего забоя на шаг закладки: основной крепью в отрабатываемом крыле является закладочный массив; уплотнение закладочного массива; применение передвижной закла- дочной перемычки, отделяющей очистное пространство забоя от закладочного массива.

На фиг. 1 изображена лава, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный раз- рез; на фиг, 3 - то же, вид сверху.

Опережающий забой 1 представляет собой арочную выработку, закрепленную арочной крепью с анкерами. Комплексы АП-2 включают проходческий комбайн 2 ти- па 4ПУ или ПК-3. В лаве имеется временная поддерживающая крепь 3, постоянная арочная крепь 4 с анкерами, ролики 5 для моно- рельса, вентиляционная скважина 6, очистной забой 7. комбайн 8 типа ГПК с

приемным лотком 9, перегружатель 10, размещающийся между гусеницами комбайна 8, анкерная крепь 11 очистного забоя 7, передвижная закладочная перемычка 12, монорельс 13, перемещающийся по роликам 5, тяги 14 для перемещения передвижного ограждения 12,закладочный массив 15, закладочный трубопровод 16, скважина 17 для угля , вибраторы 18.

Способ осуществляется следующим образом.

Выемочное поле размером по простиранию 400-500 м подготавливается так же, как при разработке угольных пластов системами: поперечно-наклонные слои или полосы по простиранию. В нижней части выемочного поля сооружается водосборник-осветлитель.

Полосы шириною до 6 м (включая опережающий забой) вынимаются механизированным способом с подвиганием очистного забоя по простиранию и общим подвиганием отработанных полос по восстанию.

Забой делят в вышеуказанном соотношении потому, что при делении более чем 1:1.3, т.е. 1:1,2; 1:1,1 и т.д., экономический эффект будет значительно меньше. Это произойдет вследствие того, что уменьшается объем выработанного пространства в отстающем забое, который не надо крепить, т.е. меньше экономия на крепи в отстающем забое

Деление в пределах меньше 1:2,2, т.е. 1:2,3; 1:2,4 и т.д., нельзя осуществлять, так как это может привести к тому, что крепление в опережающем забое будет недостаточно, чтобы удержать отстающий забой без крепления..А это в свою очередь не позволит создать надежные условия работы по технике безопасности.

В соответствии с предлагаемым решением оптимальным является соотношение 1:1,8,

Очистная выемка полосы осуществляется с опережением верхнего забоя по отношению нижнего на 10-12 м.

Верхний забой, в дальнейшем называемый опережающим забоем, представляет собой арочную-выработку, закрепленную арочной крепью с анкерами,

Опережающий забой через каждые 6-8 м соединяется при помощи скважины ft 500 мм с конвейерным штреком.

Выемка угля в опережающем забое и возведение арочной крепи с анкерами производятся с применением комплекса АП-2 позволяющего подвигать выработку со скоростью 40-60 м в сутки.

Арочная двухзвеньевая крепь 4 с элементами податливости опирается на стойки,

прикрепленные к кровле и почве анкерами. Каждое звено арочной крепи также прикрепляется к кровле и почве анкерами. Бурение шпуров и установка анкеров производятся специальными бурильными установками, прикрепленными к механизму подхвата верхняка. В целом крепь опережающего забоя создает надежное перекрытие краевой части пласта для основного очистного забоя, позволяющее производить выемку угля в нем без крепления.

Вынимаемый в опережающем забое уголь при помощи перегружателя подается к второй от забоя скважине, через которую поступает на конвейерный штрек.

Ближайшая к забою скважина б предназначается для проветривания. Выемка угля в отстающем (основном) забое 7 производится комбайном 8 типа ГПК. Отбиваемый выемочным органом уголь падает на приемный лоток 9, с которого попадает на перегружатель 10, размещающийся между гусеницами комбайна.

При достаточно устойчивой кровле закрепление ее не производится. Пролет по падению между заанкерованными участками кровли имеет величину всего 4 м. При скорости подвигания очистного забоя 15-20 м в сутки выработанное пространство будет находиться незаложенным не более суток. При необходимости и кровлю, и почву легко закрепить анкерами 11,пробуривание скважины производится с платформы комбайна. Кроме того, ослабленные участки кровли поддерживаются закладочным массивом, который может возводиться через каждые 4 м, т.е. практически через каждую смену.

После выемки установочного отхода очистного забоя от ранее возведенного закладочного массива (шаг закладки) производитсязаполнение выработанного пространства закладочным материалом.

Между закладочным массивом и выработанным пространством размещается передвижная закладочная перемычка (щит), состоящая из металлической основы, переплетенной металлическими полосами 12. Верхняя часть щита покоится на передвижном монорельсе 13, покоящемся на роликах 5, прикрепленных к стойкам крепи анкерами. Нижняя часть щита имеет по его краям проушины, к которым крючьями прикрепляются тяги 14, присоединенные к комбайну 8.

Для перемещения щита к нему подводят комбайн, прикрепляют тяги, при движении комбайна щит начинает перемещаться. При этом верхняя его часть перемещается вместе с монорельсами 13 по роликам 5.

Одновременно с перемещением щита (при пневматической закладке) и после размещения щита при гидравлической закладке начинается заполнение огражденного

пространства закладочным материалом.

При производительности закладочной установки 80-100 м /ч огражденное пространство заполняется при максимальном шаге закладки 20 м за смену и при минимальном шаге 5 м за 1-1,5 ч.

Предлагаемый способ позволяет вести непрерывную выемку угля двумя комбайнами в одном очистном забое с производительностью до 20 тыс. т в месяц, а

существующая производительность при разработке мощных крутых пластов с закладкой не превышает 5 тыс. т; осуществление поддержания кровли в отстающем очистном забое.при помощи закладочного

массива позволяет не возводить в отстающем забое какой-либо другой крепи, за счет чего снижается трудоемкость технологического процесса в этом забое; предварительное надежное крепление в опережающем

забое позволяет избегать аварийных ситуаций при встрече геологических нарушений; при установленном шаге закладки 8-12 м и искусственном уплотнении закладки массива конвергенция боковых пород в период

выемки угля сводится в минимуму, что создает благоприятные условия для поддержания очистного забоя и штрека, оставляемого в закладке; возможность ведения горных работ под охраняемыми объектами И и III

категории за счет отсутствия крепи и уплотнения закладочного массива.

Формула изобретения

Способ разработки угольных пластов, включающий разделение общего забоя по высоте на две части и формирование опережающего и отстающего забоев, монтаж добычного оборудования, крепление очистных

забоев, циклическое отделение угля от массива и заполнение выработанного пространства, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности очистных работ, общий забой по высоте делят

в соотношении опережающего забоя к отстающему (1:1,3)-(1:2,2), в отстающем забое монтируют ограждающее устройство и после окончания цикла отделения угля от массива в опережающем забое возводят крепь,

а в отстающем забое перемещают ограждающее устройство на длину шага заполнения выработанного пространства, при этом заполнение указанного пространства ведут закладкой с последующим уплотнением ее.

88Ь8Ш

15

/// /// / ///////// у// /// хх ..ч.а ш г

° :iV;--tf:-:---a/V ,#

//F

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

Фца.З