Способ выемки угля в очистном забое Советский патент 1993 года по МПК E21C41/18 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при очистной выемке угольных пластов.

Известен способ выемки угольных пластов с применением двухшнекового комбай- на,конвейера и механизированной крепи, включающей выемку ; вначале верхнюю пачку пласта при прямом ходе комбайна, а , затем нижнюю - при обратном ходе с одно- временной зачисткой задним шнеком (уступная выемка). В конце лавы, после окончания движения комбайна - обратным ходом или вслед за комбайном осуществляется передвижка конвейера и крепи на ширину вынутой полосы угля. При движении комбайна в обоих направлениях постепенно увеличивается свежеобнаженная площадь пласта, а значит и количество выделяющегося из нее газа. Длина участка забойного конвейера с отбитым углем постепенно сокращается при совпадении направлений движения комбайна по выемке и забойного конвейера и, наоборот, удлиняется при противоположных направлениях движения комбайна и конвейера. Соответственно этим случаям уменьшается или увеличивается газовыделение в лаве из отбитого угля на конвейере (табл.1). При этом способе достигается меньшая и примерно равномерная концентрация метана в исходящей струе лавы при прямом и обратном ходах комбайна. Однако интенсивность выемки и эффективность использования мощности комбайна в обоих направлениях значительно ниже максимально возможного. За два прохода вынимается только одна полоса угля.

Известен исключающий этот недостаток способ выемки угольных пластов с применением двухшнекового комбайна, работающего с рамы изгибающегося конвейера и механизированной крепи. Выемка угля осуществляется шнеками комбайна на вынимаемую мощность пласта, шириной, равной ширине захвата шнеков при движении комбайна прямым и обратным ходом (челноковая схема выемки). После остановки комбайна в конце лавы или вслед за комбайном производится передвижка секций механизированной крепи к груди забоя на

СО

с

vj 00 Ю ON 00

ю

ширину вынутой полосы угля (на ширину захвата шнеков). При выемке угля комбайном на полную мощность пласта в обоих направлениях постепенно, но уже в большей степени увеличивается свежеобнаженная площадь пласта, а значит и количество выделяющегося из нее газа. Длина участка забойного конвейера с отбитым углем также постепенно сокращается при совпадении направлений движения комбайна по выемке и забойного конвейера и, наоборот, удлиняется при противоположных направлениях движения комбайна и конвейера. Соответственно этим случаям уменьшается или увеличивается газовыделение из отбитого угля (см.табл.1). Этот способ характеризуется наибольшей интенсивностью выемки угля при обоих направлениях движения комбайна, т.е. за два прохода комбайна вынимается две полосы угля. Однако при обратном движении комбайна суммарное газовыделение из обнаженного пласта и отбитого угля.может превысить максимально допустимое значение, что приводит к простою комбайна по условию техники безопасности.

Указанный недостаток устраняется в наиболее близком к предложенному способе выемки угольного пласта с применением двухшнекового комбайна, забойного конвейера и механизированной крепи, включающем выемку угольного пласта на вынимаемую мощность при движении комбайна в прямом направлении, зачистку лавы задним шнеком при обратном ходе и погрузку угля шнеками на движущийся в постоянном направлении конвейер при прямом и обратном ходах комбайна. В конце лавы после окончания движения комбайна в обратном направлении или вслед за комбайном производится передвижка конвейера и секций, крепи на ширину вынутой полосы угля. При этом способе выемки уменьшается газовыделение при обратном ходе комбайна, что способствует уменьшению газовыделения из лавы в целом, однако этот способ характеризуется недостаточной интенсивностью и эффективностью использования по мощности из- за наличия холостого хода при обратном движении комбайна (табл. 1). За два прохода комбайна вынимается только одна полоса угля и существует существенная разница в величине газовыделения при прямом и обратном ходах комбайна.

Цель изобретения - увеличение равномерности газовыделения при указанных ходах и добычи угля в лаве газоносного пласта.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе выемки угля в очистном забое, включающем отбойку полосы угля на

вынимаемую мощность пласта толщиной, равной ширине захвата шнеков, работающим с рамы изгибающегося конвейера комбайном при его движении прямым ходом, зачистку лавы при движении комбайна обратным ходом и погрузку угля шнеками на движущийся в постоянном направлении конвейер при прямом и обратном ходах комбайна, движение комбайна прямым ходом

осуществляют в одном направлении с движением конвейера, а при обратном ходе комбайна дополнительно производят отбойку полосы угля толщиной, равной половине ширины захвата шнеков.

5 При уменьшении ширины вынимаемой полосы .угля уменьшается и газовыделение с обнаженной поверхности пласта из-за изменения1 газоносности. В предложенном способе по мере прохода комбайна в пря0 мом направлении по выемке на полную мощность пласта увеличивается площадь свежеобнаженного пласта, что способствует росту объема газовыделения из пласта (табл.1). Одновременно по мере движения

5 комбайна сокращается длина конвейерного участка с транспортируемым отбитым углем, а значит и газовыделение из отбитого угля (табл.1), поскольку движение комбайна осуществляют в одном направлении с дви0 жением забойного конвейера. После прохода комбайна производится передвижка гидродомкратами изгибающегося конвейера к груди забоя на половину ширины захвата шнеков, а непогруженный угол-ь

5 собирается между передвинутым конвейером и грудью забоя. После самозарубки комбайн, двигаясь в обратном направлении по раме передвинутого на половину ширины захвата шнеков, производит выемку поло0 сы угля обоими шнеками на половину ширины захвата и одновременно осуществляет зачистку почвы лавы задним шнеком от оставшегося угля. При этом по мере увеличения площади свежеобнаженного пласта газовы5 деление из пласта растет. Однако из-за уменьшения газоносности угля за счет уменьшения ширины вынимаемой полосы на половину, объем газовыделения пласта будет меньше в 2 раза по сравнению с пря0 мым ходом комбайна (табл.1). Газовыделение из отбитого угля на конвейере постепенно растет из-за увеличения длины участка конвейера с отбитым углем, поскольку при обратном ходе движение ком5 байна не совпадает с движением забойного конвейера. Однако по объему газовыделение из отбитого угля уменьшится примерно в 2 раза по сравнению с прямым ходом комбайна за счет сокращения ширины вы- нимаемой полосы угля в 2 раза (табл.1).

Сравнивая характер изменения и объем общего газовыделения в лаву при известном и предлагаемом способе выемки видно, что более равномерное газовыделение достигается в предлагаемом способе(табл.1),Таким образом предлагаемый способ устраняет холостой ход комбайна при обратном его движении, повышает интенсивность выемки, обеспечивает более полное использование комбайна по мощности и увеличивает равномерность гэзовыделения из лавы, что в свою очередь уменьшает возможные остановки комбайна из-за превышения газовыделения допустимой величины/

На фиг. 1, 2 показан предложенный способ выемки угольного пласта при прямом ходе комбайна; на фиг.З, 4 - при обратном..

Выемку угля из лавы, оборудованной механизированной крепью 1, осуществляет комбайн 2, снабженный двумя шнеками 3 и одинаковой ширины захвата и работающий с рамы изгибающегося конвейера 5, передвигаемый с помощью гидродомкратов б. После прохода комбайна в прямом направлении в лаве остается непогруженный уголь 7.

Предложенный способ выемки осуществляется следующим образом.

При прямом ходе комбайна 2 передний шнек 3 вынимает верхнюю часть угольного пласта, а задний шнек 4 - нижнюю чэсть на всю ширину захвата шнеков (фиг.1). При этом свежеобнаженная поверхность пласта постепенно увеличивается по мере прохода комбайна, а длина участка забойного конвейера с отбитым углем сокращается, поскольку движение комбайна осуществляется в одном направлении с движением конвейера. Это приводит к постепенному росту газо- выделения с поверхности пласта и постепенному уменьшению газовыделения из отбитого угля, а в целом - примерно равномерному общему газовыделению из лавы (табл.1). После окончания выемки полосы угля или вслед за комбайном передвигают конвейер 5, секции крепи 1 к груди забоя на половину ширины захвата шнеков, задвигая при этом к груди забоя оставшийся после прохода комбайна уголь 7. При обратном ходе комбайн производит выемку следующей полосы и осуществляет зачистку лавы задним шнеком от непогруженного угля (фиг.З). При этом газовыделение из свежеобнаженной поверхности пласта будет меньше по сравнению с объемом газовыделения при прямом ходе комбайна за счет уменьшения ширины вынимаемой полосы. Газовыделение из отбитого угля постоянно увеличивается, поскольку растет длина участка конвейера с отбитым углем из-за несовпадения направлений движения комбайна и забойного конвейера. Однако по обьему га- зовыделенне будет меньше примерно в 2

5 раза из-за сокращения наполовину ширины захвата вынимаемой полосы. В целом, при обратном ходе комбайна объем газовыделения растет, однако не превышает по максимальному значению величину газовыделения

0 при прямом ходе комбайна (табл,1),

Пример. Предложенный способ выемки угля был применен в лаве шахты им. Костенко Карагандинского бассейна. Выемка угля осуществлялась двухшнековым ком5 байном ГШ-68 из лавы длиной 170 м и вынимаемой мощностью 1,8 м, оборудованной механизированной крепью М-87 и изгибающимся конвейером СП-87П. Характер изменения гаэовыделения из лавы, при раз0 личных схемах выемки, полученный по нашим замерам, показал, что если при челноковой смехе уменьшение максимального газовыделения при обратном ходе можно достигнуть сокращением ширины

5 вынимаемой полосы в 2 раза, то при односторонней схеме, также при обратном ходе, имеется возможность повысить добычу угля по газовому фактору путем частичной выемки на половину ширины захвата комбайна,

0 Именно такая схема и предложена в нашем способе выемки угля. При движении комбайна прямым ходом выемка полосы угля осуществлялась шнеками на вынимаемую мощность пласта.и шириной, равной полной

5 ширине захвата шнеков при совпадении направлений движения комбайна и конвейера. Вслед за движением комбайна производилась передвижка конвейера и секции крепи на половину ширины захвата

0 шнеков, задвигая при этом оставшийся после прохода комбайна непогруженный уголь к груди забоя. После самозарубки комбайн двигался в обратном направлении и производил выемку угля на половину шири5 ны захвата шнеков и одновременно задним шнеком зачищал лаву от оставшегося угля. Вслед за комбайном производилась передвижка конвейера и секций крепи на полную ширину захвата шнеков. После

0 самозарубки в конце лавы комбайн готов к выполнению следующего технологического цикла по выемке угольного пласта. Показатели работы одной и той же лавы при выемке угля известным и предложенным способами

5 приведены в табл.2.

Как видно из табл,2, разница в концентрации метана уменьшилась с 0,45% при известном способе до 0,1% в предлагаемом за счет увеличения сменной добычи при этом на 300 т или 37,5%.

Использование предлагаемого способа выемки угля обеспечивает по сравнению с ..звестными способами более равномерное газовыделение из лавы, не изменяя существующую угледобывающую технику. Форму л а изо бретен и я Способ выемки угля в очистном забое, включающий отбойку полосы угля на вынимаемую мощность пласта толщиной, равной ширине захвата шнеков, работающим с рамы изгибающегося конвейера комбайном при его движении прямым ходом, зачистку лавы при движении комбайна обратным хо0

дом и погрузку угля шнеками на движущийся в постоянном направлении конвейер при прямом и обратном ходах комбайна, отличающийся тем, что, с целью увеличения равномерности газовыделения при указанных ходах и добычи угля в лаве газоносного пласта, движение комбайна прямым ходом осуществляют в одном направлении с движением конвейера, а при обратном ходе комбайна дополнительно производят отбойку полосы угля толщиной, равной половине ширины захвата шнеков.

Изобретение относится к горному делу и используется для увеличения равномерности газовыделения при прямом и обратном ходе комбайна и добычи угля в лаве газоносного пласта. Сущность изобретения: при прямом ходе комбайна производят отбойку полосы угля толщиной, равной ширине захвата шнеков. Направление движения конвейера при этом совпадает с направлением движения комбайна. Во время обратного хода комбайна производят зачистку лавы, погрузку угля на движущийся в постоянном направлении конвейер и отбойку полосы угля толщиной, равной половине ширины захвата шнеков. 2 табл., 4 ил.

Таблица I

Таблица 2