Способ механогидравлической добычи угля

 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может использоваться на гидрошахтах и гидроучастках. Оно направлено на создание безмашинной технологии подземного обогащения угля. Способ механогидравлической добычи включает отбойку угля, его гидротранспортирование, обогащение, грохочение, обезвоживание и водоснабжение потребителей, причем комплексно совмещают оптимизированные технологические звенья. Отбойку осуществляют путем избирательного разрушения угольного массива заходки с заданной крупностью скола. Эвакуацию отбитого угля из заходки потоком воды совмещают с одновременным его обогащением в заходке за счет оптимизированного угла ее наклона, крупности скола и дозированного объема подачи воды. Обезвоживание угля осуществляют на скребковом конвейере со шпальтовыми ситами, очищаемыми эластичными элементами, прикрепленными к скребкам конвейера. Сортировку угля производят с помощью дробильно-сортировочного комплекса, выполненного в виде гравитационно-скалывающей дробилки избирательного действия и скребково-щелевых классификаторов. Механическое разрушение угля могут производить стреловидным рабочим органом с дисковыми скалывающими фрезами. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к угольной, и может быть использовано на гидрошахтах, гидрокомплексах и гидроучастках.

Известен способ подземной гидромеханизации добычи угля, включающий отбойку угля с помощью взрывчатых веществ или гидромонитором, гидротранспорт по желобам, обезвоживание на скребковых конвейерах с днищем из шпальтовых сит, осветление воды в горных выработках и отстойниках и подачу ее насосами в забои (см. Алмазов Н.В., Майдуков Г.Л., Григорюк Е.В., Кузнецов Н.В. Обогащение и обезвоживания угля гидрошахт. М.: "Недра", 1971, с. 102-105).

Недостатками способа являются: отбойка угля осуществляется либо с помощью взрывчатых веществ, что крайне небезопасно, либо гидромонитором, предопределяющим высокий расход воды, при этом оба способа отбойки не позволяют оптимизировать крупность скола угольной массы, что исключает возможность осуществления процесса обогащения горной массы непосредственно в заходке, т. к. уголь и порода практически в полном объеме выносятся водой из заходки и попадают в технологический цикл гидроучастка, что предопределяет в последующем использование машинной технологии обогащения угля.

Известен способ добычи угля, принятый нами за прототип, включающий выемку угля комбайнами и его безнапорное гидротранспортирование по желобам, грохочение, обезвоживание, подземное обогащение в моечных желобах, выделение породы с удалением ее в выработанное пространство, обезвоживание обогащенного угля на грохотах (Источник тот же, с. 105-107, рис. 20, 21). В моечных желобах используется вода, подаваемая из водоснабжения насосами.

Недостатком способа является многооперационность процесса и наличие значительного парка технологического обогатительного оборудования и соответствующего обслуживающего персонала.

Предлагаемое изобретение направлено на решение задач по созданию безмашинной технологии подземного обогащения угля, добытого путем избирательного разрушения массива стреловидным рабочим органом, эффективного обезвоживания и его сортировку наиболее простыми и надежными средствами.

Задачи решаются тем, что комплексно совмещают оптимизированные технологические звенья, при этом отбойку осуществляют путем избирательного разрушения угольного массива заходки с заданной крупностью скола, эвакуацию отбитого угля из заходки потоком воды с одновременным его обогащением в заходке за счет оптимизированного угла ее наклона, крупности скола и дозированного объема подачи воды, обезвоживание угля на скребковом конвейере со шпальтовыми ситами, очищаемыми эластичными элементами, прикрепленными к скребкам конвейера, сортировку угля с помощью дробильно-сортировочного комплекса, выполненного в виде гравитационно-скалывающей дробилки избирательного действия и скребково-щелевых классификаторов.

Действительно, частичное подземное обогащение угля в заходке без использования оборудования возможно лишь за счет создания определенных технологических условий, а именно: оптимизированного угла наклона заходки, количества подаваемой в нее воды и обеспечения определенного класса крупности угля, т. е. осуществляется процесс обогащения сыпучего материала (горной массы) в потоке воды, движущейся по почве заходки в режиме, обеспечивающем оседание породы на почве заходки. Для обеспечения выхода определенного класса угля его разрушение осуществляют механически стреловидным рабочим органом с дисковыми скалывающими фрезами, с возможностью изменения расстояния между ними, позволяющими изменять сортность угля в широких пределах (см., например, кн. Перспективы развития горной промышленности. XV Международный горный конгресс, Мадрид, Испания, 1992, директор-издатель проф. Маньана, P., с. 187-196).

На чертеже показана схема осуществления способа.

Способ реализуется следующим образом.

Отбойку угля осуществляют механогидравлическим комбайном 1 со стреловидным рабочим органом с дисковыми скалывающими фрезерами, настроенным на отбойку угля определенного гранулометрического состава (сортности), оптимального для процесса обогащения в заходке, для чего оптимизируют угол наклона заходки и дозируют расход подаваемой в забой воды.

В результате в заходке создаются условия, при которых обеспечивается вынос потоком воды угольных частиц из забоя и оседание породы на почве заходки. Разумеется, что часть мелкой породы увлекается потоком пульпы. Из забоя водоугольная пульпа по желобам 2 транспортируется до комплекса обезвоживания 3, который включает в себя приводную головку конвейера, наклонный и горизонтальный ставы скребкового конвейера с днищами из шпальтовых сит, корпус, выполненный в виде бункера-емкости, при этом холостая ветвь скребковой цепи проходит по верху корпуса, а рабочая - по его днищу, под которым установлен поддон для приема и отведения сбрасываемой воды. На скребок конвейера прикрепляется резиновая пластина, обеспечивающая очистку шпальтовых сит от масляных пленок при движении скребка по конвейеру.

Напорную воду в забой подают по трубопроводам 4 низконапорными насосами 5.

Пульпа поступает в бункер обезвоживающего комплекса 3, из которого уголь извлекается скребками и транспортируется по ставу конвейера, где через днище из шпальтовых сит происходит сброс технологической воды и шлама, которые попадают в поддон и по желобу 2 направляются в агрегат осветления воды 6, имеющего сита с более мелкой щелью, чем у комплекса 3 (см. книгу А. А. Атрушкевич и др. Гидротранспорт угольных шахт. М:, 1994, с. 118-119, рис. 3.5. ). Осветленная вода из комплекса 6 поступает в водосборник 7 к всасам насосов 5. Обезвоженный уголь комплекса 3 и обезвоженный шлам комплекса 6 подают на магистральные конвейеры 8 или в вагонетки рудничного рельсового транспорта (не показано) для доставки к скиповому подъему и выдачи угля на поверхностный комплекс.

На поверхности уголь (при необходимости) подвергают дроблению и сортировке по классам с помощью дробильно-сортировального комплекса, включающего гравитационно-скалывающую дробилку 9 избирательного дробления, работающую совместно со скребково-щелевым классификатором 10 (см. Патент РФ N 2082507 "Передвижной дробильно-сортировочный комплекс"), который выделяет подрешетный продукт определенного класса на угольный склад 11, а надрешетный класс угля на склад 12 для отправки соответствующим потребителям.

В заключение отметим, что предлагаемая технология добычи угля в связи с ее малооперационностью весьма эффективна при использовании ее в сложных горно-геологических условиях залегания угольных пластов, а также обладает экологической чистотой и высокой безопасностью.

Формула изобретения

1. Способ механогидравлической добычи угля, включающий отбойку угля, его гидротранспортирование, обогащение, грохочение, обезвоживание и водоснабжение потребителей, отличающийся тем, что комплексно совмещают оптимизированные технологические звенья, при этом отбойку осуществляют путем избирательного разрушения угольного массива заходки с заданной крупностью скола, а эвакуацию отбитого угля из заходки потоком воды с одновременным его обогащением в заходке за счет оптимизированного угла ее наклона, крупности скола и дозированного объема подачи воды, обезвоживание угля осуществляют на скребковом конвейере со шпальтовыми ситами, очищаемыми эластичными элементами, прикрепленными к скребкам конвейера, сортировку угля производят с помощью дробильно-сортировочного комплекса, выполненного в виде гравитационно-скалывающей дробилки избирательного действия и скребково-щелевых классификаторов.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что механическое разрушение угля производят стреловидным рабочим органом с дисковыми скалывающими фрезами, расстояние между которыми задают распорными втулками.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что, с целью обеспечения обогащения в зоне разделения угля в заходке, угол ее наклона и объем воды дифференцируют и оптимизируют в зависимости от необходимой сортности угля, удельного веса вмещающих пород.

РИСУНКИ

Рисунок 1