Щитовая система разработки мощных крутопадающих угольных пластов Советский патент 1952 года по МПК E21C41/18 

Как известно, в практике широкое распространение получила так называемая щитовая система разработки мощных крутонадающих пластов угля. Согласно этой системе поле по простиранию разделяется на выемочные участки, которые в свою очередь разрабатываются отдельными столбами. Между столбами оставляются целики угля; в каждом столбе на всю высоту этажа проводятся печи; в «рассечке (горизонтальный слой на всю мощность пласта) на вентиляционном горизонте монтируется щит, под защитой которого производится выемка угля (при помощи взрывных работ), опускаемого самотеком по печам на горизонт основного щтрека. Щит опускается вслед за перемещением забоя под влиянием собственного веса н давления вышележащих обрушивающихся пород.

Однако описанная щитовая система разработки обладает крупным недостатком - оставляемые между столбами угольные целики дают высокие потери угля н представляют больщую опасность в пожарном отнощении. Поэтому весьма целесообразно осуществление щитовой системы разработки без оставления угольных целиков между ст{ лбами.

Настоящим изобретением эта цель достигается тем, что разработку ведут не с обрущением выщележащих пород, а с закладкой выработанного пространства над щитовым перекрытием. При этом применен щит, конструкция которого обеспечивает предохранение прнзабойного пространства от прорыва закладки со стороны забученного выработанного пространства.

На (Ьиг. поясняется оби1ая схема предлагаемо системы разработки; на фиг. 2 дан разрез по Л.4; на фиг. 3 - разрез по ББ; на фиг. 4 - разрез по ВВ; на фиг. 5 - разрез по ГГ; на фиг. 6 - разрез по ДД; на фиг. 7 - разрез по ЕЕ; на фиг. 8, 9 и 10 показано устройство предлагаемого щита.

Основной щтрек / двухпутевого сечения проходится спаренно с первым параллельным щтреком 2. Эти щтреки сбиваются между собой печами 3. Для обеспечения проветривания участка по оси участкового квершлага 4 с первого параллельного щтрека буросбоечной машиной пробуривается вентиляционная скважина, которая расширяется и оборудуется как центральная ходовая и вентиляционная печь 5. Ниже уровня верхнего, отработанного горизонта проходятся спаренно два штрека 6 и 7, из которых верхний 6 -- обрезной окоптуривающий верхнюю границу выемочного участка, а нижний 7 - монтажный, предназначенный для монтажа щнта.

Нарезные работы по участку производятся путем бурения скважин печей 6 на всю высоту этажа, от основного штрека / до обрезного штрека 6, с поел еду раснп рением скважин /to сечения углеспускных и вентиляционно-ходовых печей.

Для проветривания очистного забоя между четвертой и пятой печами, считая от границы участка, проходятся сбойки 9. Такие же сбойки но мере проведения нарезных выработок П130ХОДЯТСЯ между соседними печами, через каждые три печи.

Для обеспечения подачи в выработаниое пространство закладочного материала в породах лежачего бока ИоТаста на уровне основных п 1треков верхнего горизонта проходится нолевой гитрек 0 параллельно п.. Полевой штрек 10 служит для установки в нем .теиточиого транспо|)тера, подающего закладку.

Еели в почве разрабатываемого пласта на расстояпип до 8 м залегает маломощньн пласт угля, то этот пласт можно использовать для ироходки по закладочного штрека (взамен полевого). Полевой 1итрек JO сбивается с обрезным штреком 6 наклонными под утлом 45 сбойками 11, предиазначеинымп для спуска по ним закладочного материала в выработанное пространство.

Сбойки 11 располагаются на продолжении линии осей нитовых печей 8. При этом как печи 8, проходимые по углю, так и породиые сбойки 11 проходятся по мере отработки столбов в сроки, необходимые для подготовки нового выемочного столба.

Отработка пласта в пределах выемочного участка производится отдельными полосами или столбами с выемкой угля по падению.

Размер вынимаемой полосы по простиранию принимается равным 24 .«.

Первая полоса или столб, вынимаемый в целиках, вырабатывается с помош,ью обычного щитового перекрытня, состоящего из четырех секций (но 6 м каждая). Последующие столбы отрабатываются с помощью предлагаемого щитового перекрытия.

После проведеиия всех подготовительных выработок па выемочном участке и проходки печей и породных сбоек с полевым штреком 10 для первого пдитового столба пронзвод11тся выемка угля на вею MOHI,иость пласта (рассечка) на горизонте обрезного и трека 6 и на горизонте .монтажного штрека 7. Верхняя рассечка раскрепляется специальным усиленным стропи.льным крепле шем 12 (фиг. 6) е полпой перетяуккой лба и боков толстым горбылем. В имжией рассечке производится монтаж щита 13. После раскрепления верхней рассечки и монтажа в 1п:жней производится выемка цеЛ1и а между этими рассечками на всю .мо цность пласта, и это иростраиство раскрепляется крепью типа лавиых кругов на .тежанах со силощной перетяжкой крогзли и почвы пласта одиорезкой.

Производство рассечек пласта, выемки целика и крепления выработаииого пространства вынолняется отдельными участками, соответствующими длине секции идита, т. е. 6м.

Проведением всех работ по монтажу щита, выемке угля над щитом и раскрепления надидитового прострапства специальным креплением заканчивается подготовка щитового столба к очистной выемке. Образовавшееся над щитовым перекрытием специально закрепленное на всю мощность пласта пространство высотой 4-4,5 м предназначается для приемки закладочного материала в выработанное над щитом пространство и будет так называемым бункеромКрепление верхней части щитового столба специальной крепью и устройство породоприемного бункера имеет

своей целью ооеспечить устойчивость наиболее слабого зчастка обнажения в отрабатываемом пространстве, в пределах которого будет иметь место чередование полного забучнвания за. кладочным материалом и частичного временного освобождения этого пространства от закладки при посадке щита.

Вне породоприемного бункера все выработанное надщитовое пространство 14 (фиг. 8) постоянно заполнено закладочиым материалом, который по мере выемки угля под притом перемещается вслед за опускающимся перекрытием и создает полиую подбутовку основных боковых пород, препятствуя, таким образом, их o6pvщению.

Подача закладочного материала производится с полевого штрека 10, пройденного в лежачем боку пласта, через наклонные породные сбойки //. По полевому штреку W закладка подается ленточным транспортером, по сбойкам 11 - самотеком по железным листам. Перед началом очистных работ под щитом все пространство приемного бз-нкера запо.лняется закладочным материалом настолько, насколько это позволяет самотечный способ подачи закладки.

После этого начинается очистная выемка.

Очистная выемка ведется так же, как и при щитовой системе с обрущением. Отличается лишь выемка угля в части забоя 15 (фиг. 9), непосредственно прилегающей к выработанному и забученному пространству предществующего щитового столба.

После каждого цикла выемки (посадка щита) npiieMHbni бункер пополняется закладочным материалом.

Пополнение приемного бункера должно производиться систематически, без каких-либо иерсбоев и отставаний, чтобы ие допустить понижения уровня заполнения зак.ладочныл материалом ниже закрепленного бункерного пространства. Подача закладочного материала должна производиться мощным потоком, обеспечивающим быструю подбутовку пространства, после осадки закладки в результате посадки иигга.

Для осуществления пDeдлaгae юй

системы разработок предлагается щит, предохраняюЩИЙ призабойпое пространство от прорыва закладю со стороны забученного выработанного прострапства. Торцевая сторона секций ппта, обращенная в сторону забученного выработанного пространства, снабжается зубьямн Ifi (фиг. 8) из рельсов. Зубья 16 свободно помеш,епы в обоймах 17, npin peiiленных к швеллерам торцевой стороны секции. Для предохранения выпадения из обоймы зубья на концах, находящихся внутри обойм, имеют приварепные задерживающие шайбы, а обоймы внутри на расстоянии 1 Л от верхнего конца имеют упорные полки. Таким образом, ход зубьев под действпем силы ограничивается величиной в 1 м, что соответствует принятому шагу посадки щита.

Для умеиьшеиия силы треипя между торцевой частью секций и закладкой к обоймам, с наружиой стороны, прикрепляется листовое железо, которое будет препятствовать попаданию между обоймам) пород закладочиого массива.

В зубьях на расстояп П 20 см от края, выступающего из обоймы, просверливаются отверстия, которые слулсат для прииудите тьного вытягивания зуба из обоймы, если он по какой-либо причине не выдвигается автоматически под действием силы тяжести по мере продБпгания забоя.

Очистные работы под щитом начи, наются с проходки осевой канавы по простиранию.

При подходе канавой к месту сопряжения щитового столба с заложенным вйработанпьп пространством, по мере разборки угля, в канапе оголяются концы утопленных в обойAlb 17 зубьев 16, которые под действием собственного веса выдвигаются вниз и создают вертикальную решетку, ограждающую забучеиное выработанное пространство предыдущего щитового столба от рабочего призабойного пространства действующего очистного забоя. Просвет между отдельными зубьями составляет око.ю 15 см, иоэтому для предотвраи1,ения просьшаиия закладки в указанный просвет последний перетягивается деревянной затяжкой по мере выдвигания зубьев. Если выдвижение зубьев из обоймы под влиянием собственного веса в отдельных случаях не будет достигаться, вытаскивание их производится принудительно с помощью ломика, вдеваемого в от.верстие зуба.

После опускания зубьев по сечению продольной канавы производится рассечка угля из канавы вдоль торцевой стороны щитовой секции в стороны висячего и лежачего боков с последовательным опусканием зубьев и перетяжкой их по всей мощности щита. Рассечка продольной канавы и опзскание ззбьев торцевой стороны щита производится в течение одной смены.

После этого во вторую смену производится выемка угля от канавы к лежащему и висячему бокам шшста.

Выемка угля под щнтом производится с помощью буровзрывных работ с соблюдением той же очередности их, как и при разработке с обрушением.

Произведенные технико-экономические подсчеты показывают, что показатели предлагае.мой системы превосходят показатели наиболее производительной П1,итовой системы с обрушением.

Предлагаемая система разработки имеет следующие преимущества перед известными системами:

1. Проведение подготовительных и нарезных выработок на выемочном участке и технология добычи уг. в очистном забое в основном мало отличаются от работ при отработке пласта щитовой системой разработки с обрушением; поэтому для освоения этой системы не потребуется длительного времени и специального обучения рабочих кадров.

2.Ввиду того, что призабойное пространство и забучиваемое выработанное пространство разделены щитовым перекрытием, достигается одновременность работ по добыче у.гля и закладке выработанного пространства, что практически не имеет места при работах другими системами разработки. В других системах работы по углю имеют большей или меньшей продолжительности перерывы, необходимые для отшивки забоя, спуска закладки и других операций.

3.Для заполнения выработанного пространства используется самый дешевый вид закладки - сухая самотечная закладка, применение которой не требует затрат на приобретение дорогостоящих закладочных машин и большого расхода электроэнергии.

Предмет изобретения

1.Щитовая система разработки мощных крутопахаающих угольных пластов, отличающаяся тем, что, с целью осуществления работ без оставления целиков угля между обрабатываемы.м.и столбами, )азработку ведут с закладкой выработанпого пространства над щитовым перекрытием.

2.Щитовое перекрытие для осуществления систе.мы по п. 1, от л ичающееся тем, что его секция, прилегающая с торцевой стороны к заб ченному пространству, с целью ограждения призабойного рабочего пространства от прорыва закладки, снабжена выдвигаемыми из обоймы зубьями.

I I; ||(IJ .. .(

1 I. ( и II ,И

:р;- РШя11 зс ас

Hi

Jnll

jnn jiULLQuUUDL

ЮП

jnunni

iZlEIIllIIltlllCDC

- я

c::

диш

v

Фиг. 3 Разрез т 66

Фпг. 2 Разрез т йй

ПП

Фиг. 6 Разрез поЛД,

Фиг. 7 Paifji} по ЕЕ