Способ разработки пластов полезных ископаемых средней мощности крутого и наклонного падения

 

Использование: изобретение относится к горному делу и может быть использовано при безлюдной подземной разработке угольных месторождений с устойчивой кровлей. Сущность изобретения: способ включает проведение конвейерного, вентиляционного штреков, разрезных печей, деление выемочного поля на столбы по простиранию, причем разрядные печи проходят под углом к линии простирания столба , Параллельно указанным разрезным печам проходят дополнительные разрезные печи. Выемочное поле делят на узкие диагональные столбы и при их отработке формируют опорные целики. 1 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ.БЛИК (я)5 Е 21 С 41/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4867312/03 (22) 14.09,90 (46) 30.09,92. Бюл. ¹ 36 (75) И.С,Звягинцев. А,П.Королев и С,И,Звягинцев (56) Килячков А.П, Вскрытие и системы разработки угольных месторождений, M.; Недра, 1976, с.211 — 217, (54) СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ПЛАСТОВ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ КРУТОГО И НАКЛОННОГО

ПАДЕНИЯ (57) Использование: изобретение относится к горному делу и может быть использовано

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а конкретно к системам конструирования способов разработки пластов полезного ископаемого, и предназначено для использования в горнодобывающей промышленности при разработке подземным способом пластов полезных ископаемых средней мощности крутого и наклонного падения с устойчивой, средней устойчивости и весьма устойчивой кровлей и почвой; наиболее приемлемо изобретение для угольной горнодобывающей промышленности, Известны в горнодобывающей промышленности способы разработки пластов полезного ископаемого, как, например, столбовой способ разработки по простиранию пласта, который представляет собой выемочный столб полезного ископаемого, вдоль поля оконтуренного стрех сторон горными выработками: вентиляционным, конвейерным штреками и разрезной печью.

„„. Ж„„1765408 А1 при безлюдной подземной разработке угольных месторождений с устойчивой кровлей, Сущность изобретения: способ включает проведение конвейерного, вентиляционного штреков, разрезных печей, деление выемочного поля на столбы по простиранию, причем разоядные печи проходят под углом к линии простирания столба, Параллельно указанным разрезным печам проходят дополнительные разрезные печи. Выемочное поле делят на узкие диагональные столбы и при их отработке формируют опорные целики. 1 ил, Отработка выемочного поля (столба) при таком способе ведется обратным ходом, т.е. от разрезной печи к рудничному двору. В этом

° ааай случае вентиляционный штрек гасится, а выработанное и призабойное пространства крепятся деревянно-металлической или же Ch гидрофицирован ной (при применении ком- I Ql плексов) крепыш. Конвейерный штрек под- ф держивается целиками, размеры которых 20л () х 1, м. Механизация выемки полезных иско-,(р паемых при известном способе разработки на пластах крутого падения мощностью 1,5—

2 м ведется комбайнами "УКР— 1", "ТЕМП".

Столбовой способ разработки полезных ископаемых создает нормальные условия для работы комбайнов "УКР", "ТЕМП", На крутых пластах (45-900) их рекордная производительность при таком способе достигает расчетной.

Однако известный способ не создает условий для отработки угольных пластов без крепления выработанных призабойных про1765408

55 странств, вследствие чего возникает необходимость управления кровлей, а поэтому с увеличением производительности комбайна УКР— 2 растет задолженность рабочих очистного забоя, требуются большие материальные затраты на крепление с целью поддержания выработанного и призабойного пространств. При этом не создается необходимых условий для безлюдной выемки угля, Известен также способ разработки длинных крутопадающих столбов по падению.с щитовым перекрытием (КВКП), который представляет собой выемочное поле, оконтуренное основным и вентиляционным штреком, фланговыми печами-скатами и ходовой печью со стойками.

Печи-скаты располагаются на флангах щитового столба в трех метрах от его кромки по простиранию и выполняются с двумя отделениями — ходовым и углепускным. После этого проводится монтаж крепи КВКП.

Крепь представляет собой ряд треугольных металлических ферм, перекрытых сплошным деревянным настилом. Каждая ферма состоит из двух стропил с распорной стойкой, соединенных шарнирно между собой, и двух лыж, которые опираются на боковые породы.

В распорные стойки вставлены гидродомкраты, при помощи которых они могут изменять свою длину, расширяя при этом крепь между боковыми породами.

Все фермы связывают попарно в отдельные секции длиной 2,5 м, которые в свою очередь связаны между собой в одно целое четырьмя балками. Внешняя поверхность деревянного перекрытия секций обшита тонким металлическим листом. В зависимости от горногеологических условий длина щита может быть 50 м и меньше.

Общий вес металла 50-метрового щита равен 72 т и дерева 22 т.

Доставка угля к печам производится двумя скреперными установками, смонтированными на концах щитовой крепи. Производительность каждой установки равна

50 т/ч.

Выемку угля под крепыш производят при помощи буро-взрывных работ, Взорванный уголь скреперными лебедками доставляется к печам-скатам, откуда rio углепускным печам поступает в приемные бункера над основным штреком и затем из них погружается в шахтные вагонетки, Шаг посадки крепи принимается равным 1,0 — 1,3 м, После выемки угля на указанную величину по всей линии забоя снимается давле5

45 ние в гидросистеме и крепь опускается. Затем цикл выемки угля повторяется.

Наиболее экономически выгодна эта крепь при использовании гидроотбойки и гидротранспорта угля, Способ разработки длинных столбов по падению с щитовым перекрытием (КВКП) применяется при отработке крутопадающих пластов средней мощности от 2 до 4 м и с углом падения 50 и выше, Недостатком такой системы является то, что бурение шпуров, заряжение их, отпалка забоя ведутся вручную, Кроме того, щит — громоздкое подземное сооружение и им довольно трудно управлять, не говоря о материальных и физических затратах, которые идут на его сооружение, Большие материальные и физические затраты идут на буро-взрывные работы.

Целью изобретения является повышение производительности труда очистных забоев, снижение себестоимости добываемого полезного ископаемого, снижение расхода металла и дерева на 1 т добываемого полезного ископаемого, Это достигается тем, что в способе разработки пластов полезного ископаемого средней мощности крутого и наклонного падения длинными столбами по простиранию с механизированной комбайновой выемкой, имеющей выемочный столб — часть пласта полезного ископаемого по простиранию, оконтуренного конвейерным, вентиляционным штреками и разрезной печью, длинные столбы разработки со стороны разрезной печи нарезными KQMGGAHBMN разрезаются по восстанию на узкие выемочные диагональные столбы с углом наклона к линии простирания пласта, определяемого экспериментальным путем, обеспечивающим свободное падение вырезанных блоком, при его работе по челноковой схеме, конда он движется сверху вниз.

Величина этих углов должна быть такой, чтобы блоки вырезанные комбайном под действием своих гравитационных сил могли (самостоятельно) транспортироваться, как по конвейерному штреку длинного столба. так и по плоскости диагонального столба которая создается при работе комбайна сверху вниз, это получается тогдаО когда комбайн работает по челноковой схеме. Пс челноковой схеме, когда идет с конвейерно. го штрека на вентиляционный, то в этом случае, угол наклона диагонального столба никакой роли не играет, вырезанные блок комбайном транспортируются на конвейер. ный штрек по почве пласта под углом кото. рым находится сам пласт-крутого ил наклонного падения, Совершенно иная си.

1765408

55 туация создается при работе комбайна по той.же схеме, но только уже тогда, когда комбайн движется сверху вниз, здесь угол наклона диагонального столба для транспортировки блоков, вырезанных из диагональных столбов, имеет решающее значение. При вертикальном расположении узкого столба по восстанию вырезанные из него комбайном блоки остаются на месте, а при наклоне узкого столба относительно лини простирания пласта образуется узкий диагональный столб, при отработке которых сверху вниз образуются площадки. наклонные к линии простирания пласта, по которым спокойно движутся вырезанные комбайном из узких диагональных столбов.

Они попадают в рядом лежащую печь, по которой, спускаясь, попадают на конвейерный штрек, затем, двигаясь по конвейерному штреку, они попадают на погрузочный пункт, Выемочные комбайны в процессе работы по выемке диагональных столбов находятся в разрезных печах, По времени отработки узких диагональных столбов формируется выработанное пространство. кровля которой опирается на диагональные выемочные столбы. При данных условиях принимается система отработки выемочных диагональных столбов без крепления выработанного пространства искусственными средствами крепления (металлическими и деревянными стойками, гидрофицированными комплексами и др.), т.е, кровля очистного забоя крепится на диагональных выемочных столбах, По мере работы комбайнов оголенная площадь кровли увеличивается, а площадь диагональных выемочных столбов уменьшается, следовательно, уменьшается сила крепежных естественных средств — диагональных выемочных столбов, Далее происходит отстаивание кровли. пропорциональное оголенной площади кровли и времени ее простаивания, Комбайновая выемка полезных ископаемых благоприятно влияет на устойчивость кровли.

Когда кровля отстоялась, она постепенно идет на посадку, в это время комбайны должны находиться вверху. а если они находятся где-то в середине диагонального столба. то они должны доработать свои выемочные столбы или к конвейерному штреку, или к вентиляционному. После этого необходимо кровле дать возможность свободно сесть, До посадки лавы, а точнее с началом работы комбайнов необходимо экспериментал ьным путем определить шаг посадки. До этого в процессе отработки диагональных столбов установить по всей длине выработанного пространства контрольные руднич5

50 ные стойки (руд.стойки) по центру длинного выемочного отолба по линии его простирания через 2 м друг от друга, Необходимо отметить, что шаг посадки лавы увеличивается от скорости продвигания очистного забоя.

После отстаивания кровли она начинает отслаиваться от основного массива кровли.

Отслоенная кровля давит на контрольные стойки, последние начинают постепенно трескаться, а затем разруш-ггься (ломаться) в это время комбайны должны занять исходные положения или на конвейерном штреке или на вентиляционном. Если комбайны окажутся на конвейерном штреке, то осевшая кровля будет опираться на диагональный столб толщиной 3,5 м, а если на вентиляционном штреке, то кроъля будет оседать на диагональный выемочный столб толщиной 1,8 м.

После посадки кровли определяют шаг посадки и состояние целиков, на которые опиралась кровля при посадке, если целики не разрушены, Есть основания полагать, что эти целики достаточно (для посадки) крепки и их можно использовать в качестве охранных целиков, если диагональные выемочные столбы кровля раздавит, то тогда следует оставлять охранные целики. При устойчивой кровле шаг посадки 70 — 90 м; при средней устойчивости шаг посадки 40-50 м, Осевшая кровля на конвейерный штрек не попадает. Конвейерный штрек после. посадки лавы сохраняется, а также-сохраняются межцеликовые печи, т.е, транспортировка полезных ископаемых по печам и конвейерному штреку после посадки лавы сохраняется.

При данной системе отработки пластов полезного ископаемого в работу запускается не менее двух комбайнов (подземных катамаранов). Как уже известно, комбайны запускаются в работу с конвейерного штрека, достигнув вентиляционного штрека, Как видим, при челноковой схеме обработки узких диагональных столбов, при спуске комбайна сверху вниз, он производит такую же работу, какую производил, поднимаясь снизу сверх, Ширина выемочных диагональных столбов зависит от ширины рабчоей части двухзахватного рабочего органа выемочного комбайна. Узкие выемочные диагональные стобы, кроме своего основного назначения — создание очистных забоев, выполняют функцию элементов крепления очистного забоя, выработанного пространства и функции элементов крепления нарезанных печей.

1765408

Кроме того, предлагаемый способ разработки создает условия для одновременной работы как одного, так и большего количества выемочных комбайнов (катамаранов) в одной лаве, Основной целью изобретения является создание новой технологии отработки угольных пластов средней мощности крутого и наклонного падения без применения искусственных средств крепления выработанных пространств, забойных рабочих пространств и нарезанных выработок.

Следовательно, при применении предлагаемого способа разработки полезного ископаемого в комплексе с выемочным комбайном (катамараном) отпадает операция возведения крепи выработанного пространства, т.е. отпадает операция управления кровлей, увеличивается до максимума полезное время на выемку полезного ископаемого, создается высокая безопасность работ путем создания условий для безлюдной выемки полезных ископаемых, На чертеже изображена схема выемоч-ного столба по способу разработки длинных столбов по простиранию, общий вид, Предлагаемый способ разработки содержит выемочное поле. 1, разрезанное на длинные выемочные столбы по простиранию 2. Каждый выемочный столб по простиранию 2 оконтурен конвейерным штреком

3, вентиляционным штреком 4 и разрезной печью 5.

Разрезные печи 5 нарезаются под углом

60 к линии простирания пласта, Выемочные длинные столбы 2 со стороны разрезной печи 5 разрезаются по восстанию пласта на узкие диагональные столбы 7 разрезными рабочими печами 6, которые нарезаются.параллельно разрезной печи 5, Последовательность операции при выполнении конструктивных элементов способа разработки пластов полезного ископаемого длинными столбами по простиранию с механизированной комбайновой выемкой при отработке пластов средней мощности крутого и наклонного падения с весьма устойчивой, с устойчивой и средней устойчивости кровлей, с извлечением полезного ископаемого узкими диагональными столбами следующая одновременно вдоль простирания пласта на расстоянии друг от друга 10 — 200 м проходят конвейерный штрек 3 и параллельно ему вертикальный штрек 4; так оконтуривается по простиранию пласта каждый столб 2 выемочного поля 1 на всю его длину, равную

800 — 1000 м. Со стороны границы выемочного поля 1 с конвейерного штрека 3 на вентиляционный штрек 4 проходят разрезную

45 печь 5. Так оконтуривается каждый столб 2 выемочного поля 1, После этого параллельно разрезной печи 5 проводят разрезные рабочие печи 6 на расстоянии 2-3,5 м друг от друга. Между разрезными рабочими печами 6 остаются узкие диагональные столбы

7, Способ осуществляется следующим образом.

Когда нарезаны в выемочном поле 1 длинные столбы 2 и они готовы к очистной выемке, подготавливается очистной фронт для выемочных комбайнов. Отработка длинных столбов 2 ведется в нисходящем порядке, при этом вентиляционный штрек 4 отрабатываемого длинного столба 2 гасится, а конвейерный штрек 3 поддерживается целиком.

Подготовка очистного фронта для выемочного комбайна заключается s следующем.

С конвейерного штрека 3 на вентиляционный штрек 4 параллельно разрезной печи

5 нарезными комбайнами нарезаются разрезные рабочие печи 6. Образованные между разрезными рабочими печами 6 узкие диагональные столбы 7 создают индивидуальные забои для выемочных комбайнов.

Разрезные печи 5 и разрезные рабочие печи

6 оголяют кровлю и почву выемочного столба 2.

Сечение каждой разрезной печи зависит от мощности пласта и ширины рабочегс органа нарезных комбайнов; ширина рабочего органа нарезных комбайнов равна 1.

1,5 м, а мощность пластов средней мощности равна 1 — 4 м. Так как рабочая скорость нарезных комбайнов достигает 60 — 8С м/смен, то кровля нарезных выработок не успевает "отстаиваться", поэтому она не наоушается и, следовательно. отпадает необходимость в креплении нарезных выработок, Как только нарезные выработк пройдены и подготовлен очистной фрон1 для выемочных комбайнов, с конвейерногс штрека 3 в разрезные печи 6 заводятся выемочные комбайны, которые включаются работу. Работают они по челноковой схеме

Формула изобретения

Способ разработки пластов полезных ископаемых средней мощности крутого v наклонного падения, включающий проведение конвейерного, вентиляционного штре. ков, разрезных печей, деление выемочногс поля на столбы по простиранию пласта v выемку полезного ископаемого, о т л и ч а ю. шийся тем, что, с целью повышени производительности комбайнов при безлюдной выемке полезного ископаемого

1765408

Составитель И.Звягинцев

Техред М.Моргентал Корректор Е,Папп

Заказ 3365 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 разрезные печи проходят под углом к линии простирания столба, а параллельно им проходят дополнительные разрезные печи и формируют узкие диагональные столбы, причем при отработке указанных столбов формируют опорные целики.