Способ разработки мощного пологого пласта с выпуском угля подкровельной толщи
Владельцы патента RU 2760270:
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ УУХ СО РАН) (RU)
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. Способ разработки мощного пологого пласта с выпуском угля подкровельной толщи включает выемку угля в очистном забое комбайном, транспортирование отбитого угля вдоль очистного забоя скребковым конвейером, поддержание рабочего пространства секциями механизированной крепи, а при доработке выемочного столба - проведение демонтажной камеры, формирование диагональной разгрузочной щели методом направленного гидроразрыва горных пород вышележащей толщи, осуществляемым из демонтажной камеры, и ввод комбайна, конвейера и секций механизированной крепи в демонтажную камеру для их последующего демонтажа. Демонтажную камеру проводят под острым углом α к линии очистного забоя, принимаемым из соотношения l·tgα= b, где l - ширина секции крепи, b - шаг ее передвижки, ввод конвейера и секций механизированной крепи в демонтажную камеру начинают со стороны, соответствующей вершине этого угла, а формирование диагональной разгрузочной щели осуществляют в средней части мощности угольного массива подкровельной толщи по мере проявления его зависания над секцией механизированной крепи после ее ввода в монтажную камеру, причем разгрузочную щель формируют под углом примерно 45 градусов к плоскости напластования и ориентируют ее на завальный край перекрытия секции крепи. Техническим результатом является повышение эффективности и безопасности разработки мощного пологого пласта с выпуском угля подкровельной толщи в период доработки запасов выемочного столба за счет порционирования объема угля, выпускаемого из подкровельной толщи. 3 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 выемку угля в подсечном слое (слое у почвы пласта), транспортирование отбитого угля вдоль очистного забоя, поддержание рабочего пространства, выполняемые средствами комплексной механизации, и выпуск угля массива подкровельной толщи на дополнительный, завальный конвейер, а при доработке выемочного столба - проведение демонтажной камеры и ввод средств комплексной механизации в демонтажную камеру для их последующего демонтажа (Отработка мощного угольного пласта механизированным комплексом с выпуском подкровельной пачки: монография / С.И. Калинин [и др.]. - Кемерово, 2011. - 224 с).
Недостатком аналога является то, что демонтажную камеру проводят параллельно линии очистного забоя подсечного слоя. При этом еще до подхода средств комплексной механизации к демонтажной камере производят укрепление потолочины в очистном забое установкой решетчатой затяжки, а также заведением канатов с закреплением их анкерной крепью. Вследствие этого при вводе средств механизации в демонтажную камеру в выработанном пространстве зависает значительная по длине и массе подкровельная пачка, угрожающая одномоментным обрушением.
Наиболее близким аналогом, принятым в качестве прототипа, является способ разработки мощного пологого пласта, включающий выемку угля в очистном забое, транспортирование отбитого угля вдоль очистного забоя, поддержание рабочего пространства, выполняемые средствами комплексной механизации, при доработке выемочного столба -проведение демонтажной камеры, формирование диагональной разгрузочной щели методом направленного гидроразрыв горных пород вышележащей толщи, осуществляемый из демонтажной камеры, и ввод средств комплексной механизации в демонтажную камеру для их последующего демонтажа (Клишин В.И. [и др.] Метод направленного гидроразрыва труднообрушающихся кровель для управления горным давлением в угольных шахтах / Уголь - 2008 - №11. - С.15).
Недостатками прототипа являются:
- при осуществлении направленного гидроразрыва диагональную разгрузочную щель формируют перед рабочим пространством очистного забоя, что может спровоцировать проникновение угля и породы вышележащей толщи в рабочее пространство, т.е привести к аварийной ситуации;
- демонтажную камеру проводят параллельно линии очистного забоя, что опасно одномоментным обрушением массива вышележащей толщи.
Перечисленные недостатки снижают эффективность и безопасность разработки мощных пологих угольных пластов.
Целью изобретения является повышение эффективности и безопасности разработки мощного пологого пласта с выпуском угля подкровельной толщи в период доработки запасов выемочного столба за счет порционирования объема угля, выпускаемого из подкровельной толщи.
Поставленная цель достигается тем, что в способе разработки мощного пологого пласта с выпуском угля подкровельной толщи, включающем выемку угля в очистном забое комбайном, транспортирование отбитого угля вдоль очистного забоя скребковым конвейером, поддержание рабочего пространства секциями механизированной крепи, а при доработке выемочного столба - проведение демонтажной камеры, формирование диагональной разгрузочной щели методом направленного гидроразрыв горных пород вышележащей толщи, осуществляемый из демонтажной камеры, и ввод комбайна, скребкового конвейера и секций механизированной крепи в демонтажную камеру для их последующего демонтажа, в соответствии с техническим решением демонтажную камеру проводят под острым углом α к линии очистного забоя, принимаемым из соотношения l·tgα=b, где l - ширина секции крепи, b - шаг ее передвижки, ввод конвейера и секций механизированной крепи в демонтажную камеру начинают со стороны, соответствующей вершине этого угла, формирование диагональной разгрузочной щели осуществляют в средней части мощности угольного массива подкровельной толщи по мере проявления его зависания над секцией механизированной крепи после ее ввода в монтажную камеру, причем разгрузочную щель формируют под углом примерно 45 градусов к плоскости напластования и ориентируют ее на завальный край перекрытия секции крепи.
Сущность изобретения поясняется схемами. На фиг. 1 показана схема, иллюстрирующая расстановку оборудования в средней части очистного забоя перед началом доработки запасов выемочного столба и ориентацию демонтажной камеры (вид в плане); на фиг. 2 - то же в период ввода оборудования в демонтажную камеру (вид в плане); на фиг. 3 - формирование разгрузочной щели в массиве подкровельной толщи (вид сбоку).
Способ осуществляют следующим образом. Мощный пологий пласт разрабатывают по системе «Длинные столбы» средствами комплексной механизации, включающими очистной комбайн (не показан), секции механизированной крепи 1, оборудованные устройствами принудительного выпуска угля, и забойный скребковый конвейер 2, ориентированный параллельно линии очистного забоя.
В длинном очистном забое 3 очистной комбайн отбивает уголь в подсечном слое (слое у почвы пласта) и грузит отбитый уголь на конвейер 2. Уголь подкровельной толщи 4, разрушается горным давлением и самотеком поступает в выпускное окно 5 секции крепи 1 и частично - в выработанное пространство 6. Из выпускного окна уголь самотеком по желобу поступает на конвейер 2.
При подходе очистных работ к границе выемочного столба у почвы пласта проводят демонтажную камеру 7, ориентируя ее под углом α к линии очистного забоя. Угол α принимают в зависимости от ширины секции механизированной крепи l и шага ее передвижки b в примерном соотношении l·tgα=b. В этом случае за каждый цикл передвижки в демонтажную камеру будет заходить только одна секция.
Доработку запасов выемочного столба и ввод средств механизации в демонтажную камеру начинают со стороны, соответствующей вершине угла α. После ввода секции крепи козырьком под крепление потолочины демонтажной камеры 7 изгибают став конвейера 2, ориентируя связанную с этой секцией крепи домкратами передвижки секцию става забойного конвейера параллельно оси демонтажной камеры.
После ввода в демонтажную камеру 7 нескольких секций механизированной крепи 1, в случае проявления зависания массива подкровельной толщи, например отсутствие потока выпускаемого угля, в массиве подкровельной толщи 4 над перекрытием нарушают сплошность угольного массива. Для этого из демонтажной камеры в массив подкровельной толщи 4 бурят наклонную скважину 8 примерно до средней части мощности массива и методом направленного гидроразрыва формируют диагональную разгрузочную щель 9 под углом примерно 45 градусов к плоскости напластования и ориентируя ее на завальный край перекрытия секции крепи. В результате нарушения сплошности угольный массив над этой секцией и соседними с ней секциями крепи саморазрушается и самотеком поступает в выпускные окна для погрузки на конвейер, оставляя нетронутым участок массива над перекрытием, необходимый для распора секции крепи. Далее эту операцию повторяют по мере проявления зависания массива подкровельной толщи.
Таким образом, за счет расположения демонтажной камеры под углом к линии очистного забоя подсечного слоя забойный конвейер и секции механизированной крепи будут вводиться в демонтажную камеру не сразу, а постепенно, по одной (секция крепи и секция става забойного конвейера). При этом за счет формирования диагональной разгрузочной щели, образующиеся нависающие козырьки массива подкровельной толщи будут обрушены порциями ограниченных размеров строго над выпускными окнами секций крепи. Тогда по окончании ввода всех секций механизированной крепи в демонтажную камеру запасы выемочного столба будут полностью доработаны, что свидетельствует о повышении эффективности разработки, а в выработанном пространстве не будет зависающих козырьков массива подкровельной толщи, угрожающих одномоментным обрушением, что способствует повышению безопасности ведения работ. В совокупности это свидетельствует о достижении цели изобретения.
Способ разработки мощного пологого пласта с выпуском угля подкровельной толщи, включающий выемку угля в очистном забое комбайном, транспортирование отбитого угля вдоль очистного забоя скребковым конвейером, поддержание рабочего пространства секциями механизированной крепи, при доработке выемочного столба - проведение демонтажной камеры, формирование диагональной разгрузочной щели методом направленного гидроразрыва горных пород вышележащей толщи, осуществляемым из демонтажной камеры, и ввод комбайна, конвейера и секций механизированной крепи в демонтажную камеру для их последующего демонтажа, отличающийся тем, что демонтажную камеру проводят под острым углом α к линии очистного забоя, принимаемым из соотношения
l·tgα=b,
где l - ширина секции крепи,
b - шаг ее передвижки,
ввод конвейера и секций механизированной крепи в демонтажную камеру начинают со стороны, соответствующей вершине этого угла, формирование диагональной разгрузочной щели осуществляют в средней части мощности угольного массива подкровельной толщи по мере проявления его зависания над секцией механизированной крепи после ее ввода в монтажную камеру, причем разгрузочную щель формируют под углом примерно 45 градусов к плоскости напластования и ориентируют ее на завальный край перекрытия секции крепи.
