Способ подземной разработки тонких крутых пластов полезных ископаемых и гидравлический агрегат для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК E21C41/18 E21C45/00 

Изобретение относится к гидравлическим методам подземной добычи полезных ископаемых и может найти применение в угольной и других отраслях горнодобывающей промышленности.

Целью изобретения является интенсификация ведения подземных горных работ и ослабление вредного влияния горного производства на окружающую его природную среду.

На чертеже изображена схема осуществления предлагаемого способа. На чертеже показаны: 1 - транспортная выработка, 2 - скважина, 3 - гидравлический агрегат, состоящий из полой балки 4, внутри которой проложены каналы для раздельной подачи рабочей жидкости к насадкам 5 и гребным винтам 6, установленным с завальной его стороны и выполненным в виде лопастей 7 с проточенными внутри каждой из них Г-об- разными канавками 8, попарно образующих, таким образом, сегнеровы колеса; 9 - высоконапорный рукав, 10 - з/мпф, 11 - погружной насос, 12 - вертик&чьный трубопровод, заполненный несмешивающимся с используемой для гидравлической добычи жидкостью сжиженным газом 13 с превосходящей ее плотностью, 14 - полая напорная емкость, оснащенная змеевико- вым подогревателем, 15 - разгрузочный механизм, 16 - бункер со шлюзовым затвором 17, 18 - компрессор; 19 - конденсатор, 20 - резервуар.

Способ осуществляется следующим образом.

После вскрытия месторождения и проведения транспортной выработки 1, на фланге шахтного поля (или какого-либо его участка), с нее вниз по пласту бурят скважину 2, после чего в нее спускают (одновременно с его монтажом) гидравлический агрегат 3, к которому по рукаву 9 подводят рабочую жидкость из резервуара 20. Затопив скважину 2 и транспортную выработку 1 рабочей жидкостью, далее ведут очистную выемку полезного ископаемого по всему фронту такого длинного забоя. Отбиваемые струями рабочей жидкости от массива куски полез|сл

С

vi о

00 VJ СЛ

сл

ного ископаемого всплывают затем в транспортную выработку 1, по которой они сплавляются в зумпф 10. При этом куски породы, будучи материалом с большей, нежели у рабочей жидкости, плотностью, тонут в такой среде, не разубоживая таким образом собой полезное ископаемое. Подача гидравлического агрегата на забой осуществляется гребными винтами 6, приводимыми во вращение за счет истечения части рабочей жидкости из сопел сегнеро- вых колес, образованных резвернутыми в разные стороны Г-образными канавками 8, расточенными в каждой паре из лопастей 7. Собирающееся в виде находящейся на плаву рыхлой шапки в зумпфе 10 полезное ископаемое забирают из рабочей жидкости погружным насосом 11, нагнетающим такую гидросмесь в столб заключенного в трубопровод 12 сжиженного газа 13. Благодаря более высокой плотности такой среды по сравнению с рабочей жидкостью и несопоставимо более низким поверхностным натяжением сжиженного газа относительно растворов минеральных солей в воде, в трубопроводе 12 происходит необратимое вытеснение водной среды с поверхности доставляемого таким образом на поверхность полезного ископаемого с образованием следующей картины расслоения по

вертикали: осветленная от твердой фазы рабочая жидкость собирается на самом верху, в полой напорной емкости 14, в виде прозрачного слоя, экранирующего столб сжиженного газа, и предотвращающего, тем самым, его от самопроизвольного вскипания в трубопроводе 12. Под слоем рабочей жидкости собирается полезное ископаемое, но суспендированное уже не в растворе минеральной соли в воде, а в среде сжиженного газа. Во избежание же всплытия полезного ископаемого из сжиженного газа в слой рабочей жидкости последняя поддерживается в полой напорной емкости 14 в несколько подогретом по сравнению с ее температурой в резервуаре 20 состоянии, т.е. при меньшей относительно полезного ископаемого плотности.

Выгружаемое посредством разгрузочного механизма 15 полезное ископаемое освобождается при этом от выносимых с ним остатков жидкой фазы автоматическим вскипанием сжиженного газа с понижением над ним давления до атмосферного. В результате полезное ископаемое выводится из такой системы в сухом виде и накапливается в бункере 16 со шлюзовым затвором 17, с последующей его отправкой потребителям.

Отошедшие от него пары сжимают в компрессоре 18, и после их ожижения в

конденсаторе 19, регенерированную таким образом неводную тяжелую среду вновь возвращают в трубопровод. 12.

Осветленную же от полезного ископае5 мого рабочую жидкость из полой напорной емкости 14 переливают в резервуар 20, остывая в котором, она вновь приобретает свою первоначальную плотность, после чего ее опять подают на отбойку полезного иско0 лаемого в гидравлический агрегат 3.

В качестве рабочей жидкости с промежуточной между полезным ископаемым и пустой породой плотностью при добыче угля могут быть использованы водные раство5 ры хлористого кальция, поташа, хлористого цинка, кальциевой селитры и растворы других минеральных солей в воде.

В качестве сжижанного газа, несмешивающегося с рабочей жидкостью и вытесня0 юшего ее с поверхности полезного ископаемого при его доставке на поверхность, может быть использован октафтор- циклобуган (температура кипения -5°С, плотность 1,5 г/см ), перфторциклопентан и

5 другие низкокипящие неводные вещества с заданным комплексом реологических, термодинамических и санитарно-гигиенических свойств.

По окончании отработки очередного

0 участка тонкого крутого пласта рабочую жидкость из образовавшегося на месте его залегания водоема перекачивают в резервуар 20 для последующего ее использования. Формула изобретения

51. Способ подземной разработки тонких крутых пластов полезных ископаемых, включающий проведение вскрывающих и подготовительных выработок с последующей отбойкой полезного ископаемого от

0 очистного забоя струями жидкости, отличающийся тем, что, с целью интенсификации ведения подземных горных работ и ослабления вредного влияния горного производства на окружающую его природ5 ную среду, отбойку полезного ископаемого ведут по всему фронту очистного забоя жидкостью с промежуточной между полезным ископаемым и пустыми породами плотностью в затопленном ею очистном простран0 стве.

2. Гидравлический агрегат для подземной разработки тонких крутых пластов полезных ископаемых, включающий гидромониторный орган с подведенным к

5 нему высоконапорным рукавом и механизм перемещения, отличающийся тем, что гидромониторный орган выполнен в виде полой балки, с забойной стороны которой равномерно распределены по всей ее длине сопла, а механизм перемещения представ

Использование: горнодобывающая промышленность, добыча угля. Сущность изобретения: отбойку полезного ископаемого ведут одновременно по всему фронту очистного забоя струями рабочей жидкости. Ее плотность выбирают промежуточной между плотностью полезного ископаемого и пустой породы. Гидравлический агрегат содер- жит полую балку, внутри которой проложены каналы для раздельной подачи рабочей жидкости к насадкам и гребным винтам. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 1 ил.