Способ разработки мощного пологого пласта с выпуском угля подкровельной толщи

Авторы патента:

Анферов Борис Алексеевич (RU)

Кузнецова Людмила Васильевна (RU)

Варфоломеев Евгений Леонидович (RU)

Борисов Иван Леонидович (RU)

Клишин Владимир Иванович (RU)

E21C41/18 - бурого или каменного угля

Владельцы патента RU 2703079:

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ УУХ СО РАН) (RU)

Изобретение относится к области горного дела. Способ разработки мощного пологого пласта с выпуском угля подкровельной толщи включает комбайновую выемку угля в подсечном слое - слое у почвы пласта, транспортирование отбитого угля вдоль очистного забоя скребковым конвейером, поддержание рабочего пространства секциями механизированной крепи поддерживающе-оградительного типа, подготовку массива подкровельной толщи делением на равные порции, нарушением его сплошности и выпуск порции угля массива подкровельной толщи на забойный конвейер через выпускные окна в ограждениях секций крепи. Деление массива подкровельной толщи на порции осуществляют нарезкой продольных каналов комбайном путем увеличения мощности слоя при выемке каждой второй полосы. Нарушение сплошности массива подкровельной толщи осуществляют распором секций крепи в целики между образованными каналами. Изобретение позволяет повысить эффективность выпуска подкровельной толщи. 1 ил.

Изобретение относится к горному делу, в частности к выемке угля из мощных пологих пластов средствами комплексной механизации с выпуском угля подкровельной толщи на забойный конвейер.

Известен способ разработки мощных пологих пластов с выпуском угля подкровельной толщи, включающий комбайновую выемку угля в подсечном слое (слое у почвы пласта), транспортирование отбитого угля вдоль очистного забоя скребковым конвейером, поддержание рабочего пространства секциями механизированной крепи поддерживающе-оградительного типа и выпуск угля массива подкровельной толщи на забойный конвейер через выпускные окна в ограждениях секций крепи [Клишин, В.И. Разработка мощных пластов механизированными крепями с регулируемым выпуском угля / В.И. Клишин, Ю.С.Фокин, Д.И. Кокоулин, Б. Кубанычбек уулу-Новосибирск: Наука, 2007- 135 с. (аналог)].

Недостатком этого способа является то, что массив подкровельной толщи разрушается, в основном, под действием горного давления, которое нарастает по мере удаления от забоя выработки. Это означает, что эффективное разрушение подкровельной толщи будет происходить не над выпускным окном секции крепи, а несколько дальше от него - в выработанное пространство. То есть уголь обрушенной подкровельной толщи будет потерян в выработанном пространстве, что увеличивает эксплуатационные потери и опасно его самовозгоранием.

Наиболее близким по технической сущности, является способ, разработки мощных пологих пластов с выпуском угля подкровельной толщи, принятый в качестве прототипа, включающий комбайновую выемку угля в подсечном слое (слое у почвы пласта), транспортирование отбитого угля вдоль очистного забоя скребковым конвейером, поддержание рабочего пространства секциями механизированной крепи поддерживающе-оградительного типа, деление массива подкровельной толщи на равные порции нарушением его сплошности скалывателем и выпуск порции угля массива подкровельной толщи на забойный конвейер через выпускные окна в ограждениях секций крепи [Пат. 153637 Российской Федерации. МПК E21D 23/00. Секция крепи очистного забоя мощного пласта с принудительным выпуском угля; заявка 2015116487 от 29.04.2015, опубл. 27.07.2015 (прототип)].

Недостатком прототипа является относительная неподготовленность массива угля подкровельной толщи к выпуску. Механический скалыватель имеет весьма ограниченные размеры, поэтому внедряется в массив угля на небольшую глубину и не обеспечивает отделения порции массива на всю мощность.

Этот недостаток снижает эффективность разработки мощных пологих пластов с выпуском угля массива подкровельной толщи на забойный конвейер.

Целью изобретения является повышение эффективности разработки мощных пологих пластов с выпуском угля подкровельной толщи на забойный конвейер путем подготовки массива угля подкровельной толщи к выпуску по мере подвигания очистного забоя подсечного слоя воздействием на него знакопеременными нагрузками со стороны перекрытия секции крепи.

Поставленная цель достигается тем, что в способе разработки мощного пологого пласта с выпуском угля подкровельной толщи, включающем комбайновую выемку угля в подсечном слое (слое у почвы пласта), транспортирование отбитого угля вдоль очистного забоя скребковым конвейером, поддержание рабочего пространства секциями механизированной крепи поддерживающе-оградительного типа, подготовку массива подкровельной толщи делением на равные порции нарушением его сплошности и выпуск порции угля массива подкровельной толщи на забойный конвейер через выпускные окна в ограждениях секций крепи, в соответствии с техническим решением деление массива подкровельной толщи на порции осуществляют нарезкой продольных каналов комбайном путем увеличения мощности каждой второй вынимаемой полосы, нарушение сплошности массива подкровельной толщи осуществляют распором секций крепи в целики между каналами.

Сущность изобретения поясняется схемой - поперечный разрез очистного забоя.

Способ разработки мощного пологого угольного пласта может быть реализован следующим образом. Очистной комбайн 1, двигаясь по раме забойного скребкового конвейера 2, отбивает уголь в подсечном слое (слое у почвы пласта) и грузит его на конвейер. Рабочее пространство подсечного слоя поддерживают секциями 3 механизированной крепи поддерживающе-оградительного типа, оборудованными устройствами выпуска угля на забойный конвейер. Массив угля подкровельной толщи под действием сил горного давления разрушается; уголь самотеком через устройства выпуска поступает на забойный конвейер.

Для увеличения полноты разрушения массива подкровельной толщи и повышения эффективности разработки при выемке каждой второй полосы угля в подсечном слое увеличивают мощность слоя, деля тем самым массив подкровельной толщи на продольные порции каналами 4 шириной, равной ширине захвата режущего органа комбайна (шнека). В связи с этим секции крепи распирают не в сплошную кровлю подсечного слоя, а в целики 5 между каналами 4.

В зависимости от физических свойств угля целики 5, воспринимая нагрузку со стороны перекрытия секции крепи 3, частично разрушаются и передают сжимающие усилия вышележащей толще. Каналы 4 не воспринимают распорных усилий со стороны секции крепи, но испытывают давление со стороны вышележащей толщи, т.е. в противоположном направлении, которые растягивают поверхность каналов 4. Две-три передвижки секции крепи способствуют растрескиванию массива подкровельной толщи, чем подготавливают его к выпуску, при этом наиболее подготовленная часть или порция массива оказывается непосредственно над выпускным окном секции крепи.

Таким образом, за счет нарезки продольных каналов в массиве подкровельной толщи, осуществляют деление последнего на порции, в которых по мере подвигания очистного забоя и за счет неравномерного распределения сил горного давления и распорных усилий со стороны секции крепи происходит интенсивное трещинообразование, разупрочняющее массив и подготавливающее его к выпуску. Это повышает эффективность разработки мощного пологого пласта с выпуском угля подкровельной толщи, что соответствует цели изобретения.

Способ разработки мощного пологого пласта с выпуском угля подкровельной толщи, включающий комбайновую выемку угля в подсечном слое - слое у почвы пласта, транспортирование отбитого угля вдоль очистного забоя скребковым конвейером, поддержание рабочего пространства секциями механизированной крепи поддерживающе-оградительного типа, подготовку массива подкровельной толщи делением на равные порции, нарушением его сплошности и выпуск порции угля массива подкровельной толщи на забойный конвейер через выпускные окна в ограждениях секций крепи, отличающийся тем, что деление массива подкровельной толщи на порции осуществляют нарезкой продольных каналов комбайном путем увеличения мощности каждой второй вынимаемой полосы, нарушение сплошности массива подкровельной толщи осуществляют распором секций крепи в целики между каналами.

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для интенсификации дегазации угольного пласта методом гидравлического разрыва. Способ включает бурение в пласте скважины, нарезание инициирующей щели на её боковой поверхности, герметизацию интервала разрыва скважины, нагнетание в интервал разрыва воды под давлением и образование в породе трещины.

Способ комплексного освоения месторождения энергетических углей // 2691220

Предлагаемое изобретение относится к горному делу, в частности к комплексному освоению угольных месторождений, и может быть использовано при разработке пластов энергетических углей, в составе угольного вещества которых присутствуют элементы платиновой группы металлов и другие ценные химические элементы.

Способ извлечения угольных целиков при камерной разработке с помощью монолитного заполнения и использования искусственных целиков // 2685357

Изобретение относится к способу извлечения угольных целиков при камерной разработке с помощью монолитного заполнения и использования искусственных целиков. Монолитные и цементирующие материалы с земли подают по скважине и трубопроводу в камерно-столбовую выработку, в зоне выработки изготавливают искусственные целики, а для заложения других участков выработки отливают блоки пустой породы с применением специального устройства.

Способ отделения и использования содержащей уголь породы в забое с содержащей уголь породой // 2684790

Способ отделения и использования содержащей уголь породы в забое с содержащей уголь породой, применяемый для отделения и использования содержащей уголь породы, получаемой в забое с содержащей уголь породой, при одновременной разработке нескольких угольных пластов с применением очень тонкого угольного пласта в качестве защитного пласта.

Способ проветривания забоев подземных выработок // 2675605

Изобретение относится к областям горного дела и строительства и может быть использовано при проведении подземных горных выработок по крепким породам: штолен, штреков, квершлагов, дорожных тоннелей, выработок метро и коллекторов в городском строительстве.

Способ разработки сближенных пластов угля // 2672296

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано на угольных шахтах. Производят гидроразрыв целиков, оставленных в выработанном пространстве надрабатывающего пласта путем нагнетания в них технической пластовой воды при давлении, достаточном для гидравлического разрыва целика.

Способ подготовки столбов при отработке пластов антрацита струговым комплексом // 2668684

Изобретение относится к области горного дела к разработке угольных месторождений. Способ подготовки выемочных столбов при отработке пластов антрацита с кливажными трещинами струговым комплексом, включающий установку рабочего органа стругового комплекса параллельно направлению кливажных трещин, отличающийся тем, что при отработке антрацита повышенной крепости перед началом работы стругового комплекса, производят нагнетание воды в пласт повышенного давления через скважины, пробуренные поперек трещин кливажа, расположенных на расстоянии друг от друга, позволяющем образовать единую зону увлажнения.

Метод разработки близкого к цельнопородному верхнего защитного слоя угольного пласта // 2663978

Изобретение относится к методам разработки верхнего защитного слоя угольного пласта и предлагает метод разработки цельнопородного или близкого к цельнопородному верхнего защитного слоя.

Способ эффективного управления труднообрушаемой кровлей в механизированных забоях // 2659292

Изобретение относится к горному делу, а именно к управлению труднообрушаемой кровлей при отработке угольных пластов механизированными очистными забоями. Способ эффективного управления труднообрушаемой кровлей в механизированных забоях включает бурение скважин с нарезанием в них инициирующих щелей, их герметизацию и формирование направленных трещин гидроразрыва массива кровли нагнетанием в них под давлением жидкости.

Способ подготовки угольного пласта к отработке // 2655502

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подготовке и отработке пологих угольных пластов. Способ подготовки угольного пласта к отработке включает подготовку выемочных столбов по простиранию пласта путем проведения и крепления фланговых выработок, конвейерных и вентиляционных штреков сдвоенными забоями с оставлением угольного целика между конвейерным штреком подлежащего непосредственно отработке столба и вентиляционным штреком столба, подлежащего отработке следующим, проведение с требуемым шагом вентиляционных сбоек в угольном целике между этими штреками, а в дальнейшем - выемку угля в столбах длинными очистными забоями.