Способ механизированной выемки угля из межслоевой толщи с использованием рабочего органа проходческого комбайна
Владельцы патента RU 2708431:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" (RU)
Изобретение относится к отработке мощных пологих пластов при подземной добыче угля. Способ механизированной выемки угля из межслоевой толщи включает отработку слоев по простиранию с применением механизированных комплексов и выемку угля из межслоевой толщи полосами по восстанию буровым комплексом. По мере выемки угля в верхнем слое на величину захвата рабочим органом бурового комплекса осуществляют передвижку в сторону выработанного пространства гидрофицированной крепи верхнего бурового комплекса с одновременным перемещением домкратами заднего выдвижного ограждения и подвешенного к нему гибкого ограждения. После чего начинают выемку угля в нижнем слое и целике. Выемку угля в целике осуществляют с помощью рабочего органа проходческого комбайна, перемещающегося с помощью домкрата передвижки по направляющим, расположенным на верхнем перекрытии гидрофицированной крепи нижнего бурового комплекса. После транспортировки угля самотеком в проемы гидрофицированной крепи нижнего слоя выдвижные ограждения и подвешенные к ним гибкие ограждения передвигают к забою и снова начинают выемку угля в верхнем слое. Технический результат заключается в упрощении технологии выемки угля из межслоевой толщи, повышении безопасности работ, улучшении условий труда горнорабочих, повышении производительности, снижении трудоемкости горных работ и обеспечении минимальных потерь при разработке мощных пластов. 3 ил.
Предлагаемое изобретение относится к отработке мощных пологих пластов при подземной добыче угля, в частности к способу механизированной выемки угля из межслоевой толщи с использованием рабочего органа проходческого комбайна.
Известен способ подготовки и отработки мощного угольного пласта с применением механизированных крепей ДВТ и ZF. Работы в лавах по выемке угля и их организация такие же, как и на пластах средней мощности; некоторое отличие заключается лишь в возможности выпуска оставшейся пачки угля в призабойную зону. (Подготовка и разработка высокогазоносных угольных пластов под ред. А.Д. Рубана и М.И. Щадова. - М.: «Горная книга», 2010. С 146 - 155.
Основными недостатками известного способа подготовки и отработки мощных пологих пластов являются, большие потери угля и трудоемкость монтажно - демонтажных работ.
Известен также способ подготовки и отработки мощного пологого угольного пласта включающий подготовку панели проведением пластовых выработок в верхнем слое с последующим проведением выработок в нижнем слое и организацию совместной отработки слоев в обратном порядке. Для подготовки выемочного участка проводят вентиляционный и конвейерный штреки по верхнему и нижнему слоям до границы панели, где их соединяют монтажными камерами, в которых монтируют механизированные комплексы с установкой на задних ограждениях гидрофицированной крепи верхнего слоя дополнительных ограждений, перемещающихся на катках по верхним перекрытиям гидрофицированной крепи нижнего слоя, причем при оставлении целиков на флангах очистного забоя в верхнем слое в гидрофицированных секциях крепи,
установленных на флангах в нижнем слое, оборудуют окна для выпуска угля на забойный конвейер. (RU №2555712 МПК Е21С 41/18, опубл. 10.07. 2015).
Недостатком способа является ограничение выемки мощности пласта.
В качестве прототипа принят способ выемки угля из межслоевой толщи при разработке мощных пластов, включающий отработку горизонтальных слоев по простиранию с применением механизированных комплексов и выемку межслоевой толщи полосами по восстанию буровым комплексом. Причем после выемки угля в полосе рабочий орган бурового комплекса опускают, закрепляют на верхних перекрытиях гидрофицированной крепи горизонтального слоя нижнего комплекса и осуществляют зарубку для выемки угля в следующей полосе. Одновременно выработанное пространство поддерживают от обрушения потолочины консольной частью гидрофицированной крепи горизонтального слоя верхнего комплекса. (RU №2416721, МПК Е21С 41/18, опубл. 20.04. 2011).
Недостатками способа являются усложнение технологического оборудования при увеличении мощности пласта и сложность самой технологии выемки угля из межслоевой толщи. Применение металлоемких гидрофицированных крепей при разработке особо мощных пологих пластов усложняет монтажно-демонтажные работы, делает их небезопасными, а выпуск угля из межслоевой толщи приводит к большим потерям и, как следствие, возникновению эндогенных пожаров.
Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в упрощении технологии выемки угля из межслоевой толщи, повышение безопасности и концентрации ведения горных работ при разработке особо мощных пологих пластов.
Существующая техническая проблема решается тем, что в известном способе механизированной выемки угля из межслоевой толщи, включающем отработку слоев по простиранию с применением механизированных комплексов и выемку угля из межслоевой толщи полосами по восстанию буровым комплексом, согласно изобретению, по мере выемки угля в верхнем слое на величину захвата рабочим органом бурового комплекса, осуществляют передвижку в сторону выработанного пространства гидрофицированной крепи верхнего бурового комплекса с одновременным перемещением домкратами заднего выдвижного ограждения и подвешенного к нему одной стороной гибкого ограждения, закрепленного шарнирно другой стороной к заднему выдвижному ограждению гидрофицированной крепи бурового комплекса нижнего слоя, после чего начинают выемку угля буровым комплексом в нижнем слое и целике, оставленном в межслоевой толще, причем, выемку угля в целике осуществляют с помощью рабочего органа проходческого комбайна, перемещающегося с помощью домкрата передвижки по направляющим, расположенным на верхнем перекрытии гидрофицированной крепи нижнего бурового комплекса, а после выемки угля в межслоевой толще и его транспортировки самотеком в проемы гидрофицированной крепи нижнего слоя, выдвижные ограждения и подвешенные к ним гибкие ограждения передвигают к забою и снова начинают выемку угля в верхнем слое.
Технический результат, получаемый при использовании изобретения, заключается в упрощении технологии выемки угля из межслоевой толщи, повышении безопасности работ, улучшении условий труда горнорабочих, в повышении производительности, снижении трудоемкости горных работ и обеспечении минимальных потерь при разработке мощных пластов. Концентрация ведения горных работ обеспечивается за счет применения серийных механизированных комплексов, которые вынимают уголь послойно с одновременной выемкой угля из межслоевой толщи.
Предлагаемый способ поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена схема подготовки и отработки мощного пологого угольного пласта при проведении штреков нижнего слоя в контакте с выработками верхнего слоя; на фиг. 2 - разрез А-А; на фиг. 3 - схема выемки угля из межслоевой толщи с помощью рабочего органа проходческого комбайна.
Подготовка к механизированной выемке угля из межслоевой толщи с использованием рабочего органа проходческого комбайна осуществляется следующим образом.
Вначале от наклонных выработок 1 до границы выемочного поля проводятся вентиляционный 2 и конвейерный 3 штреки верхнего слоя 4. На границе выемочного поля штреки 2 и 3 соединяются монтажной камерой 5, в которой монтируются: гидрофицированная крепь, состоящая из гидростоек 6, заднего выдвижного ограждения 7, основания 8 и верхнего перекрытия 9, телескопического опорного домкрата 10, телескопического домкрата 11, комбайна 12 верхнего бурового комплекса 13 и конвейера 14. Узлы комплекса транспортируются по наклонным выработкам 1 и далее по штрекам 2, 3 в монтажную камеру 5.
Одновременно с проведением выработок в верхнем слое 4 и монтажом верхнего бурового комплекса 13 проводятся наклонные сбойки 15 и 16, а также вентиляционный 17 и конвейерный 18 штреки нижнего слоя 19. На границе выемочного поля штреки 17, 18 соединяются монтажной камерой 20, в которой монтируется нижний буровой комплекс 21 нижнего слоя 19. Штреки 17, 18 используют для транспортировки узлов нижнего бурового комплекса 21 в монтажную камеру 20 нижнего слоя 19.
Для предотвращения просыпания породы в призабойную зону нижнего бурового комплекса 21, к задним выдвижным ограждениям 7 верхнего бурового комплекса 13 с помощью проушин и пальцев крепится гибкая часть ограждения 22, которая шарнирно крепится к заднему ограждению 23 гидрофицированной крепи нижнего бурового комплекса 21 нижнего слоя 19.
Для выемки угля в нижнем слое 19 устанавливается комбайн 24, который передвигается по забойному конвейеру 25. На верхних перекрытиях гидрофицированной крепи нижнего бурового комплекса 21 установлены направляющие домкрата передвижки 26, по которым передвигается рабочий орган проходческого комбайна 27 для выемки угля в межслоевой толще 28. Отбитый рабочим органом проходческого комбайна 27 уголь через проемы 29 поступает на завальный конвейер 30 комплекса 21 и далее на конвейерный штрек 18.
Способ механизированной выемки угля из межслоевой толщи с использованием рабочего органа проходческого комбайна осуществляется следующим образом.
Так как, при осуществлении механизированной выемки угля, используются серийные буровые комплексы, поэтому все операции в очистных забоях выполняются в обычной последовательности. По мере выемки угля на величину захвата рабочим органом комбайна 12 в верхнем слое 4 осуществляют передвижку гидрофицированной крепи верхнего бурового комплекса 13 в сторону выработанного пространства. Одновременно выдвигаются домкраты 10, 11, поддерживающие заднее ограждение 7 и гибкую часть ограждения 22, в сторону выработанного пространства. Поскольку к задним ограждениям 7 закреплена гибкая часть ограждения 22, то целик угля, оставленный в межслоевой толще 28, ограждается от обрушенных пород.
После передвижки крепи в верхнем слое 4, приступают к выемке угля и передвижке крепи в нижнем слое 19. При этом целик угля 28 в межслоевой толще вынимается рабочим органом проходческого комбайна 27, который передвигается по направляющим домкрата передвижки 26 под защитой ограждений 7 и 22. Отбитый уголь падает в проемы 29 задних ограждений 23 нижнего бурового комплекса 21 и далее на завальный конвейер 30 нижнего слоя 19. По мере выемки угля в нижнем слое 19 и межслоевой толще 28, передвигаются секции крепи нижнего бурового комплекса 21. Одновременно с ними домкраты 10, 11 задвигаются и снова начинают выемку угля в верхнем слое.
Транспортировка угля из очистных забоев осуществляется по штрекам 3, 18, наклонным сбойкам 15 и 16 на наклонную выработку 1, оборудованную ленточным конвейером.
Для проветривания забоев от наклонных выработок 1 свежий воздух в очистные забои поступает навстречу потоку транспортируемого угля по штрекам 3, 18, а затем выходит на вентиляционные штреки 2, 17, наклонную сбойку 16 и далее по наклонным выработкам 1 на вентиляционный горизонт.
Предлагаемое изобретение позволяет увеличить производительность при снижении трудоемкости горных работ, обеспечении минимальных потерь при разработке мощных пластов, упростить технологию выемки угля из межслоевой толщи, повысить безопасность работ и улучшить условия труда горнорабочих.
Способ механизированной выемки угля из межслоевой толщи, включающий отработку слоев по простиранию с применением механизированных комплексов и выемку угля из межслоевой толщи полосами по восстанию буровым комплексом, отличающийся тем, что по мере выемки угля в верхнем слое на величину захвата рабочим органом бурового комплекса осуществляют передвижку в сторону выработанного пространства гидрофицированной крепи верхнего бурового комплекса с одновременным перемещением домкратами заднего выдвижного ограждения и подвешенного к нему одной стороной гибкого ограждения, закрепленного шарнирно другой стороной к заднему выдвижному ограждению гидрофицированной крепи бурового комплекса нижнего слоя, после чего начинают выемку угля буровым комплексом в нижнем слое и целике, оставленном в межслоевой толще, причем выемку угля в целике осуществляют с помощью рабочего органа проходческого комбайна, перемещающегося с помощью домкрата передвижки по направляющим, расположенным на верхнем перекрытии гидрофицированной крепи нижнего бурового комплекса, а после выемки угля в межслоевой толще и его транспортировки самотеком в проемы гидрофицированной крепи нижнего слоя выдвижные ограждения и подвешенные к ним гибкие ограждения передвигают к забою и снова начинают выемку угля в верхнем слое.
