Способ проведения горных выработок и устройство для его осуществления
Авторы патента:
Использование: проведение горных выработок проходческими комбайнами в шахтах, опасных по газу и пыли. Сущность изобретения: проходческий комбайн осуществляет проведение выработки в инертной газовой среде. Последняя создается газонепроницаемой перемычкой с лабиринтом, закрепленными на комбайне. Газ, выделяющийся из лабиринта, пропускается через аппараты улавливания пыли и отводится из шахты. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для механизированного проведения горных выработок проходческими комбайнами в угольных шахтах, опасных по газу.
Проведение горных выработок комбайнами сопровождается искрениями, что обусловливает снижение скорости вращения резцовой коронки и разработку быстродействующей защиты с выбросом порошковых пламегасителей при регистрации приборами возникновения пламени. Кроме вероятности воспламенения метана, интенсивность работы комбайнов ограничивается и по газовому фактору, особенно при проведении газообильных выработок. Цель изобретения - создание условий, исключающих аварию при интенсивном режиме работы оборудования, что позволит решить проблему безопасного и ускоренного проведения горных выработок. Поставленная цель достигается созданием инертной среды в зоне механического разрушения и в призабойном пространстве. Известен способ создания инертной среды в тупиковой выработке, заключающийся в изоляции призабойного пространства путем сооружения перемычки с лабиринтом, перекрывающей поперечное сечение выработки, установке в последней, считая от забоя, секции лабиринта контрольно-измерительной аппаратуры, производящей анализ газового состава, вытеснении рудничной атмосферы из изолированного пространства инертным агентом и осуществлении контроля за процессом инертизации призабойного пространства посредством контрольно-измерительной аппаратуры. Предназначенный для буровзрывного проведения горных выработок, известный способ применим для механизированного проведения горных выработок проходческими комбайнами. Дополнительные действия над материальными объектами сводятся к следующему: перемычку с лабиринтом устанавливают на 1/3-1/2 ее высоты, формируя элементы перемычки по сторонам проходческого комбайна, и при интенсивной вентиляции заперемыченного пространства снимают поверхностный слой угля при пониженной скорости резания, после создания свежеобразованной поверхности комбайн останавливают, прекращают поступление в заперемыченную зону свежей струи, завершают сооружение перемычки до свода выработки, полностью изолируя зону разрушения от вентиляционных потоков, выжидают выделения газа из свежеобразованной поверхности забоя и отбитого угля до создания в заперемыченном пространстве атмосферы, неспособной к горению и взрыву, исключает комбайн в работу с переходом на высокие скорости резания в режиме максимально допустимой нагрузки на комбайн, удаляют газ из перемыченной зоны по газопроводам, пропускают через аппараты улавливания пыли и удаляют из шахты. Известно устройство для проведения горных выработок, включающее проходческий комбайн со стрелковидным рабочим органом и регулятором автоматического изменения скорости резания по заданной программе, скребковый конвейер и предохранительный щит. Устройство для выполнения предлагаемого способа проведения горных выработок отличается тем, что герметизирующая перемычка выполнена из гофрированного материала, закрепленного в центре, - вокруг основания стрелы комбайна, и пластин из эластичных материалов с закрепленными на них упругими пластинами, при этом одни концы пластин из эластичных материалов связаны с рамой и расположены по периметру последней, а другие установлены с возможностью контакта с поверхностью свода, стенок и почвы выработки. Контакты перемычки и лабиринта с почвой выработки и нижней поверхностью погрузочного стола комбайна, а также с низом комбайна между гусеницами герметизированы прижатыми элементами из эластичного материала - пенопласта или пенорезины. Скребковый конвейер на всем протяжении окружен коробом со свисающими внутри короба шнурами из синтетического материала (например капрона), периодически орошаемыми водой, над шнурами размещен перфорированный трубопровод, связанный с механизмом подачи воды в импульсно-пульсирующем режиме, короб со скребковым конвейером за пределами перемычки заканчивается аспирационным устройством для отсоса газа и пыли в систему циклонов и других аппаратов пылеулавливания, откуда газ поступает в трубопровод, отводящий через лабиринт основную часть газа из заперемыченного пространства. Рама с эластичными и упругими пластинами, прижатыми к своду и стенкам выработки, удерживается телескопическими упорами, закрепленными на комбайне. Схема способа и устройства представлена на фиг. 1-6, на которых приняты следующие обозначения: 1 - комбайн, 2 - стреловидный исполнительный орган, 3 - погрузочный стол, 4 - лабиринт, 5 - перемычка из гофрированного материала, 6 - рама, 7 - телескопические упоры для крепления рамы, 8 - пластины из эластичных материалов, 9 - скребковый конвейер, 10 - короб, 11 - шнуры из синтетического материала, 12 - перфорированная пластина, на которой закреплены шнуры с отверстиями для подачи на них воды, 13 - перфорированная трубка с продольными прорезями для подачи воды, 14 - аспирационное укрытие, 15 - ленточный конвейер, 16 - упругие пластины из стеклопластика (см. фиг. 5), 17 и 18 - газопроводы, 19 - аппараты очистки газов от пыли. Пластины 8 и 16 (см. фиг. 5), размещенные по периметру перемычки, позволяют сохранить герметичность при вибрации и колебаниях всей конструкции, неизбежных при работе комбайна, благодаря деформации пластин 8 и способности к продольному изгибу пластин 16. Конструкция перемычки позволяет телескопическими упорами опускать перемычку со сверткой гофрированной центральной части и укладкой верхней части рамы на комбайн, освобождая пространство от середины до свода выработки для вентиляции. Пример применения способа. Комбайн с частично собранной герметизирующей перемычкой (не снимают герметизирующие пластины, прижатые к почве выработки и ее стенкам до высоты 0,5-0,8 м), опущенной верхней частью перемычки со сверткой гофрированного материала готовят к работе. В забой подводят воздуховод приточной вентиляции, используя известный "аккумулятор" вентиляционных труб - металлотканевую трубу, способную сжиматься в 10 раз. При интенсивной приточной вентиляции и с подачей каскада струй и капель воды в зону разрушения включают комбайн в работу, равномерно снимая с груди забоя небольшой слой угля и породы. После образования свежеобнаженной поверхности убирают трубу приточной вентиляции, размещая ее торец за пределами перемычки, телескопическими упорами поднимают верхнюю часть перемычки, расплавляя центральную часть гофрированного материала перемычки и прижимая ряды эластичных пластин к поверхности стенок и свода выработки, и дожидаются создания инертной среды в заперемыченном пространстве, контролируя выходящий из лабиринта поток газа датчиком на кислород или метан. Для условий Кузбасса при выделении метана 1,5-2,0 м3/мин (данные относятся к комбайновой проходке по смешанному забою) в объеме заперемыченной зоны 50 м3 безопасная концентрация кислорода 12 об.% будет достигнута через 13-18 мин, а через 40 мин будет создана 100%-ная метановая атмосфера, не содержащая кислорода. После создания неспособной к горению и взрыву среды включают комбайн, продолжая работу при максимально допустимой нагрузке на оборудование. В форсированном режиме осуществляют работу комбайна на все время проведения выработки. Выходящий из лабиринта газ отсасывают через систему аппаратов пылеулавливания с последующим выводом обеспыленного газа за пределы шахты (при возможности используется подключение к системе дегазации). Капроновые шнуры, свисающие в коробе над скребковым конвейером, экранируют пространство, свободное от транспортируемой горной массы, создавая сопротивление для выхода газа из заперемыченного пространства. Выделяющаяся из короба над скребковым конвейером часть газа отсасывается аспирационным укрытием с подачей в газопровод и циклоны. Для исключения подсоса воздуха в заперемыченное пространство в последнем поддерживают небольшое (до 50 мм вод. ст.) избыточное давление. Для замены зубков резцовой коронки и профилактического осмотра оборудования проход рабочих возможен по стремянке при опущенном телескопическими опорами верхней части перемычки - после полного удаления метана вентиляцией. Период повторного создания инертной среды не является продолжительным. При суфлярном выделении метана возможна работа комбайна без предварительного образования свежеобнаженной поверхности - ожиданием создания инертной среды после полной герметизации рабочей зоны. Основные преимущества способа и устройства: повышение техники безопасности с одновременным увеличением скорости проведения выработок. Наряду с исключением воспламенений газа от искрения, изолированный отвод метана облегчает проведение газообильных выработок без ограничения темпов проходки по газовому фактору. Кроме того, в забое перед перемычкой практически полностью отсутствует пыль благодаря изолированному отводу запыленного воздуха из заперемыченного пространства в аппараты пылеулавливания и далее из шахты.Формула изобретения
СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. 1. Способ проведения горных выработок в шахтах, опасных по газу и пыли, включающий установку перед забоем выработки газовой перемычки с лабиринтом, создание в призабойном пространстве инертной газовой среды с контролем газового потока, выходящего из лабиринта, и выполнение в забое операций разрушения массива и уборки отбитой горной массы, отличающийся тем, что перемычку с лабиринтом устанавливают на 1/3 - 1/2 ее высоты, формируя элементы перемычки по сторонам проходческого комбайна, и при интенсивной вентиляции заперемыченного пространства снимают поверхностный слой угля при пониженной скорости резания, после создания свежеобразованной поверхности комбайн останавливают, прекращают поступление в заперемыченную зону свежей струи, завершают сооружение перемычки до свода выработки, полностью изолируя зону разрушения от вентиляционных потоков, выжидают выделения газа из свежеобразованной поверхности забоя и отбитого угля до создания в заперемыченном пространстве атмосферы, не способной к горению и взрыву, включают комбайн в работу с переходом на высокие скорости резания в режиме максимально допустимой нагрузки на комбайн, удаляют газ из заперемыченной зоны по газоотводным трубам, пропускают через аппараты улавливания пыли и удаляют из шахты. 2. Устройство для проведения горных выработок, включающее проходческий комбайн со стреловидным рабочим органом и регулятором автоматического изменения скорости резания по заданной программе, скребковый конвейер и предохранительный щит в виде перемычки, отличающееся тем, что герметизирующая перемычка выполнена из гофрированного газонепроницаемого материала, закрепленного в центре вокруг основания стрелы комбайна, и пластин из эластичных материалов с закрепленными на них упругими пластинами, при этом одни концы пластин из эластичных материалов связаны с рамой и расположены по периметру последней, а другие концы установлены с возможностью контакта с поверхностью свода, стенок и почвы выработки. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что над скребковым конвейером размещен короб с пластиной, снабженной отверстиями для прохода воды, на пластине закреплены свободно свисающие шнуры, перекрывающие все свободное сечение между пластиной и транспортируемым материалом, а над пластиной параллельно ей размещена перфорированная труба, соединенная с механизмом периодической подачи воды.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6
Похожие патенты:
Способ идентификации зон нарушенного угля // 2030591
Способ изоляции подземных пожаров // 2029875
Изобретение относится к горному делу, в частности к тушению рудничных пожаров, и предназначено для борьбы с подземными пожарами на месторождениях твердых горючих ископаемых
Устройство для борьбы с пожарами // 2029874
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для борьбы с пожарами в горных выработках и выработанном пространстве
Обеспыливающий состав // 2029775
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для закрепления пылящих поверхностей на отвалах горных пород, хвостохранилищах и автодорогах
Способ борьбы с пылью // 2029098
Изобретение относится к области горнодобывающей промышленности и может быть использовано для борьбы с пылью, в частности для увлажнения отложений шахтной пыли, предотвращения взрывов пыли
Изобретение относится к угольной промышленности и может быть использовано при прогнозировании выбросоопасных зон угольных пластов
Способ гашения воздушных ударных волн // 2027018
Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для ведения взрывных работ в подземных выработках
Изобретение относится к пожарной технике, в частности к установкам пожаротушения
Способ оценки выбросоопасности призабойной части массива при механизированной выемке угля // 2027016
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для создания безопасных условий труда при разработке газоносных и выбросоопасных угольных пластов
Изобретение относится к тоннеле- и метростроению и может быть использовано при сооружении тоннелей с монолитной обделкой
Проходческий комбайн // 2029092
Изобретение относится к горно-проходческой технике, а именно к проходческим комбайнам, предназначенным для проведения горизонтальных и наклонных выработок
Изобретение относится к устройству для проходки штреков или т.п
Способ строительства подземного сооружения // 2023161
Изобретение относится к подземному строительству, в частности, может быть использовано для проведения широких (относительно их высоты) горных выработок произвольной длины
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при строительстве подземных сооружений, а также при проходке непрямолинейных выработок
Проходческий щелевой агрегат // 2019704
Изобретение относится к подземному строительству и может быть использовано при строительстве подземных сооружений, например при сооружении калоттной прорези односводчатой станции метрополитена в неустойчивых грунтах, требующих постоянного поддержания кровли выработки, с возведением свода в виде сборной обделки
Проходческий комплекс и шламовая емкость // 2019703
Изобретение относится к подземному строительству и может быть использовано при сооружении тоннелей в обводненных грунтах
Механизированный щитовой комплекс для сооружения тоннелей со сборной обжатой в породу обделкой // 2018677
Изобретение относится к тоннеле- и метростроению, конкретнее к механизированным щитовым комплексам для сооружения тоннелей со сборной обжатой в породу обделкой диаметром 4,03 м в устойчивых породах типа протерозойских глин
Комбайн для образования горных выработок // 2017970
Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для проведения выработок по породам любой крепости, трещиноватости и обводненности и любой ориентации (горизонтальных, вертикальных и наклонных выработок)
Способ проведения горной выработки // 2102601
Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способу проведения горной выработки, и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых