Способ безлюдной выемки угля и устройство для его осуществления
Изобретение относится к горной промети . Цель изобретения - снижение трудоемкости разработки за счет использования давления метана в угольном пласте, уменьшение динамических нагрузок опорного давления на забой угля в лаве. Устр-во для осуществления способа включает фронтальный выемочный агрегат, имеющий телескопические шнекобуры (ШБ) 6 с буринжекторами 7, кольцевой бар-грузчик 4, механизированную крепь с гидродомкратами подачи (ГДП) 15, 17. В нижней части основания 14 крепи установлен подвижный пневмоуглепровод (ПУИ) 19, шарнирно соединенный с ГДП 15, 17с возможностью перемещения ПУП 19 на забой посредством ГДП 15, 17. При этом ШБ 6 установлены с возможностью перемещения вдоль забоя ho ПУП 19 посредством тяговых органов агрегатов. Корпус ШБ 6 имеет сквозные отверстия для перемещения в них тяговых органов и жестко закрепленный погрузочный лемех. Оконтуривают выемочный столб откаточной и вентиляционной выработками. В груди забоя в местах наибольщей концентрации трещин посредством агрегата производят нарезку выемочных ниш на глубину, равную 0,8-0,95 расстояния от зоны максимального опорного давления, и формируют целики угля. Затем устья ниш герметизируют, подают в них рабочее тело под давлением и разрушают целики угля. При этом выходящий из бура-инжектора 7 сжатый воздух создает в нише давление, достаточное для разрушения угля вместе с опорным и метановым давлением . Затем производят подрезку угля в лаве у кровли и почвы пласта длинным очистным забоем,транспортировку его вдоль забоя на откаточный штрек и управление кровлей в выработанном пространстве. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 12 ил. S ел 4 05 О) QD СП
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (504 Е 21 С 41 04
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ уУ 5 8 17
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4 169154/22-03 (22) 14.! 1.86 (46) 15.08.88. Бюл. № 30 (71) Университет дружбы народов им. Патриса Лумумбы (72) И. Л, Машковцев, Б. И. Машковцев, В. Г. Сер, А. В. Анисимов и В. С. Сатвалов (53) 622.275 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1177483, кл. Е 21 С 41/04, 1983. Волькенау А. В. Фронтальная выемка и выемка «окнами» на шахтах Карагандинского бассейна. — В кн.: Вопросы эксплуатации угольных пластов в Караганде, Углетехиздат, 1949. Кузюков Ф. Ф., Мычков В. А., Подюков В. А. и др. Комплексная механизация и автоматизация производственных процессов на угольных шахтах М.: Недра, 1976, с. 205 — 207. (54) СПОСОБ БЕЗЛЮДНОЙ ВЫЕМКИ УГЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к горной промсти. Цель изобретения — снижение трудоемкости разработки за счет использования давления метана в угольном пласте, уменьшение динамических нагрузок опорного давления на забой угля в лаве. Устр-во для осуществления способа включает фронтальный выемочный агрегат, имеющий телескопические шнекобуры (ШБ) 6 с бурA „.SU„» 1416695 А1 инжекторами 7, кольцевой бар-грузчик 4, механизированную крепь с гидродомкратами подачи (ГДП) 15, 17. В нижней части основания 14 крепи установлен подвижный пневмоуглепровод (ПУП) 19, шарнирно соединенный с ГДП 15, 17 с возможностью перемещения ПУП 19 на забой посредством ГДП 15, 17. При этом ШБ 6 установлены с возможностью переме(цения вдоль забоя г(о ПУП 19 посредством тяговых органов агрегатов. Корпус ШБ 6 имеет сквозные отверстия для перемещения в них тяговых органов и жестко закрепленный погрузочный лемех. Оконтуривают выемочный столб откаточной и вентиляционной выработками. В груди забоя в местах наибольшей концентрации трещин посредством агрегата производят нарезку выемочных ниш на глубину, равную 0,8 — 0,95 расстояния от зоны максимального опорного давления, и формируют целики угля, Затем устья ниш герметизируют, подают в них рабочее тело под давлением и разрушают целики угля. При этом выходящий из бура-инжектора 7 сжатый воздух создает в нише давление, достаточное для разрушения угля вместе с опорным и метановым äàâлением. Затем производят подрезку угля в лаве у кровли и почвы пласта длинным очистным забоем, транспортировку его вдоль забоя на откаточный штрек и управление кровлей в выработанном пространстве. 2 с. и 3 зп. флы, 12 ил. -А 1416695 Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для безлюдной выемки угля. Целью изобретения является снижение трудоемкости разработки путем использования давления метана в угольном пласте, уменьшение динамических нагрузок опорного давления на забой угля в лаве и повышение производительности выемки угля. На фиг. 1 схематически показан вынимаемый столб угля; на фиг. 2 — разрез А — Л на фиг. 1; на фиг. 3 — секция агрегата, аксонометрия; на фиг. 4 — агрегат, вид сверху; на фиг. 5 — разрез Б — Б на фиг. 4; на фиг. 6 — нижняя ветвь кольцевого бара с пневмоуглепроводом поперечный разрез; на фиг. 7 направляющая бара; на фиг. 8 — бур-инжектор и шнеко-бур; на фиг. 9 — секция агрегата со стороны выработанного пространства; на фиг. 10 — 12 — три положения по передвижке агрегата. Устройство включает агрегат 1 камеры 2 и целики 3 бар-грузчик 4, привод 5 шнекобура 6 и бур-инжектора 7, заднюю опору привода 8, задние 9 и !О и передние ll и 12 гидростойки, верхняя опора 13, основание 14, верхние 5 и 16 и нижние 17 и 18 домкраты передвижки агрегата и пневмоуглепровод 19. Ветвь бара-грузчика имеет верхнюю 20 и нижнюю 21 направляющие фигурных скребков 22 и 23, направляющую 24, резцы 25 подрубки. Устройство для выбуривания камер включает головку 26 бура-инжектора с обратными клапанами 27, резцы телескопического шнеко-бура 28 и герметизатор 29. Способ осуществляют следующим образом. Отделение угля идет комплексно: из камер 2 бурами, из целиков 3 с помощью опорного давления, давления метана и давления сжатого воздуха. Выходящий из бураинжектора сжатый воздух создает в нише давление, достаточное для совместного его участия в разрушении угля вместе с опорным и метановым давлением. Этому способствует герметизация ниш у устья. Расстояние между нишами может быть увеличено, если зона действия сжатого воздуха является достаточно большой. Камеры располагаются в местах концентрации трещин, т. е. разгрузки пород. В этом случае целики между камерами будут нагружены интенсивнее, что будет способствовать разрушению их с помощью опорного и метанового давления. В процессе разрушения участвует и давление сжатого воздуха (или жидкости) . Формирование камер может осуществляться и от середины к границам лавы с учетои использования перераспределения опорного давления вдоль лавы. Бурение камер на глубину, равную 0,8 — 0,95 расстояния максимального опорного давления, обусловлено тем, что забуривание в зону максимума или за него может привести к зажатию головки бура-инжектора к трудностям срабатывания обратных клапанов. Диаметр камер в диапазоне 1/2 — 1/3 мощности пласта обусловлен тем, что при диаметре менее 1/3 мощности пласта, как показали исследования, затрудняется отделение угля у почвы и обработка находящихся здесь целиков. При диаметре камер более 1/2 мощности пласта происходит явление, аналогичное забуриванию в зону максимума опорного давления, т. е. происходит зажатие головки бура-инжектора. Частично уголь вынимается кольцевым буром, производящим кроме основной функции погрузки небольшую подрезку пласта у почвы и кровли. Отбитый уголь в пространстве между ветвями бара падает на грузовую площадку 30 пневмоуглепровода и далее через погрузочную щель 31 попадает с помощью фигурных скребков во внутреннюю часть пневмоуглепровода. Щель имеет жалюзи 32, открытие которых регулируется в зависимости от места работы бура-инжектора с целью поддержания необходимого для транспорта разряжения воздуха в пневмоуглепроводе. В конце лавы установлена разгрузочная камера 33, где давление падает и уголь оказывается на штрековом конвейере 34. В оконтурив ающих выработках, откаточной 35 и вентиляционной 36 установлены нижний 37 и верхний 38 приводы кольцевого бара. Передвижка секций агрегата осуществляется по традиционной схеме. Производится она одновременно по всей длине лавы, так как это является непременным условием для пневмоуглепровода. При распоре гидростоек и подачи давления эмульсии под поршни цилиндров домкратов на забой двигается бар, пневмоуглепровод и привод буров. Проиходит это из-за того, что верхние домкраты передвижки штоковыми концами 39 и 40 соединены непосредственно с баром, а нижние — с задней поверхностью пневмоуглепровода. На передней повехности пневмоуглепровода имеются штыри 41. передающие движение нижней ветви бара, к которым они подсоединены передними концами 42. Расстояние между штырями равно ширине секции агрегата. Нормальной передвижке привода шнекабура на забой способствуют захваты 43 на его корпусе и задние опоры 8. При снятии распора с гидростоек, опускании верхней опоры и подачи давления эмульсии в надпоршневое пространст14!6695 Формула изобретения во цилиндров домкратов на забой передвигаются (подтягиваются к бару) секции вместе с опорой шнеко-бура. Подтягивание секции может осуществляться одновременно или последовательно. При опускании верхней опоры штоковые концы верхних домкратов скользят по гнездам 44. При распоре они возвращаются на место. Фигурная форма скребков и их соответствующее подсоединение позволяют обходить на верхней ветви домкраты, а на нижней — штыри. Скребки и проходимые между ними штыри способствуют хорошему дроблению крупных кусков угля. Передвижение приводов буров вдоль забоя осуществляется с помощью верхней 45 и нижней 46 специальных цепей, которые также передвигаются по кольцевой траектории. Для этого имеются две шестерни, сидящие на одной оси с шестернями кольцевого бура. Если привод буров необходимо передвинуть в направлении движения одной из цепей, то в отверстии привода буров 47 или 48 включается зажим, соединяющий привод с цепью, что означает включение в движение приводов буров. С помощью корпуса шнеко-бура может производиться зачистка лавы, для чего под ним в передней части установлен лемех 49. Управление кровлей производится с помощью баллонов-регуляторов 50, обеспечивающих опускание пород без значительных динамических нагрузок, более равномерно, что способствует и равномерному распределению опорного давления, необходимого для эффективного отделения угля относительно выдержанной крупности. Баллоны-регуляторы устанавливаются через окно 51 в ограждении 52 секции, Их установка легко подвергается автоматизации. Проветривание лавы производится эффективно по возвратноточной схеме через столб угля. Нормальному содержанию метана на исходящей струе, а также отсутствию условий для возможного формирования внезапных выбросов, способствует предлагаемое использование в технологии метанового давления и сжатого воздуха, вводимого в массив. 1. Способ безлюдной выемки угля, включающий оконтуривание выемочного столба откаточной и вентиляционной выработ5 50 ками, нарезку выемочных ниш в груди забоя и формирование целиков угля, отработку пласта длинным очистным забоем с отбойкой угля в лаве и использованием энергии опорного давления для отделения угля, его транспортирование вдоль забоя на откаточный штрек и управление кровлей в выработанном пространстве, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости разработки путем использования давления метана в угольном пласте, выемочные ниши нарезают в местах наибольшей концентрации трещин в породаi кровли на глубину, равную 0,8 — 0,95 расстояния до зоны максимального опорного давления, затем устья выемочных ниш герметизируют, подают в них рабочее тело под давлением и разрушают целики угля, после чего производят подрезку угля в лаве у кровли и почвы пласта. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выемочные ниши нарезают, начиная от середины лавы к ее границам. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения динамических нагрузок опорного давления на забой угля в лаве, опускание пород кровли в выработанном пространстве регулируют. 4. Устройство для безлюдной выемки угля, включающее фронтальный выемочный агрегат, отбойный орган, выполненный в виде кольцевого бара-грузчика, и механизированную крепь с гидродомкратами подачи, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности. фронтальный выемочный агрегат снабжен подвижными телескопическими шнекобурами с бур-инжекторами, при этом корпус шнекобура имеет направляющие сквозные отверстия с возможностью перемещения в них тяговых органов и жестко закрепленный погрузочный лемех, а механизированная крепь снабжена подвижным пневмоуглепроводом, который установлен на нижнем основании механизированной крепи и шарнирно соединен с гидродомкратами подачи с возможностью перемещения пневмоуглепровода на забой посредством гидродомкратов подачи, при этом телескопические шнекобуры установлены с возможностью перемещения вдоль забоя по пневмоуглепроводу посредством тяговых органов фронтального выемочного агрегата. 5. Устройство по п. 4, Отличающееся тем, что бур-инжектор выполнен телескопическим, установлен во внутреннем пространстве корпуса инжектора и снабжен обратными клапанами для рабочего тела. 1416695 1416695 1416695 о Рые 10 Фиг 71 Составитель С. Сопилко Редактор IO. Середа Техред И. Верес Корректор В. Романенко Заказ 4046/32 Тираж 459 Подписное ВНИИГ1И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
