Способ отработки мощных крутых пластов и механизированный комплекс для его осуществления

 

Союз Советсиик

Социалистических

Республик (11) 1002583

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Зая влено 23 05.80 (21) 2930300/22-03 с присоединением заявки М (28) Приоритет

Опубликовано 07.03 83. Бюллетень № 9

{51)М. Кл.

Е 21 С 41/04

Е 21 D 23/00

Гее7дарстванай квинтет

СССР ав делам язебретеяий и егкрытий

{53) УДК 622,274:

:783,4 (088.8) Дата опубликования описания 07.03,83 ф " - =и..- =

Г. И. Кулаков а, «т„-,";

Иисгнгуг горного дела Сибирского огдсленин АН СССР (72) Автор изобретения (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ОТРАБОТКИ МОЩНЫХ КРУТЫХ ПЛАСТОВ

И МЕХАНИЗИРОВАННЫЙ КОМПЛЕКС

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

1

Изобретение относится к горному делу, в частности к отработке мощных крутых пластов угля.

Известен способ отработки мощных крутых пластов столбами по падению с выем5 кой угля под щитом и механизированной доставкой угля в пределах подщитового пространства с помощью скребковой цепи (1).

Однако этот способ связан с буровзрывной отбойкой угля под щитом, что не позволяет обеспечить стабильную высокую добычу угля с забоя.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ отработки мощных крутых пластов столбами по падению, включающий механизированную выемку угля под изгибающимся щитовым перекрытием слоями по простнранию с образованием бортового целика, транспортировку угля по канавке к углеспускным печам и управление посадкой щитового перекрьпия. Выемка утля по этому способу ведется полосами (стружками) по простиранию с помощью

2 выемочной машины, отбитый уголь аккумулируется в подщнтовом пространстве (в канаве) и транспортируется передвижным самозагружающимся конвейером в углеспускные печи в период выемки следующей полосы. Управление щитовым перекрытием осуществляется путем опускания под действием собственного веса обрушенных пород вслед за выемкой очередного участка целиков у висячего и лежачего блока пласта (2).

Однако из-за самопроизвольного опускания щитового перекрьпия возможны зажимы выемочного органа, а вследствие стесненных условий рабочего пространства под

Шитом (последнее определяется поперечным размером канавы, с образования которой начинается выемка каждого последуюгцего слоя) невозможно размещение в забое высокопроизводительных выемочных машин.

Вследствие этого добыча с очистного забоя остается низкой.

Известны щитовые механизированные комплексы для отработки крутых пластов угля, включающие крель и выемочно-доставочный

1002583

3 орган фронтального типа, установленный на маяплковых опорах, одним концом. шарнирно связанных с секцл "ми крепи, а другим через ролики качения контактирующих с поверхностью забоя (3) .

Однако такие комплексы практически непригодны для отработки мощных крутых пластов.

Наиболее близким к изобретению по техни ческой сущности является механизированный комплекс, включающий конвейер с цепью и гидрофицированную крепь, состоящую из верхней и нижней концевых и линейных секций, с одной стороны которой размещена выемочная машина с возможностью перемещения в обе стороны вдоль ряда секций.

Применение таких комплексов с высокопроизводительными выемочными машинами обеспечивает высокую добычу с забоя (4).

Однако такие комплексы имеют значительные габариты и требуют большого рабочего пространства для их размещения, вследствие чего не могут использоваться в обычном щитовом забое. Они также непригодны для формования рабочего пространства под щитовым перекрытием и в силу того, что не позволяют одновременно с выемкой угля в забое слоя (лава), где они размещены, образовывать канаву вдоль щитового перекрытия, необходимую для транспортировки угля и проветривания забоя. I poMe того, они могут передвигаться и вынимать уголь только в одном направлении, тогда как под щитовым перекрытием выемку требуется вести при перемещениях комплекса по челноковой схеме.

Целью изобретения является увеличение добычи угля со щитового забоя.

Цель достигается тем, что. согласно способу отработку бортового -. лика ведут на, клонно-поперечными слоями с одновременным углублением канавы лочвоуступным забоем механизированным комплексом, который перемещают по челноковой схеме под щитовым перекрытием по простиранию пласта, при этом управление посадкой щитового перекрытия осуществляют гидрофицированной крепыш механизированного комплекса. Для этого в механизированном комплексе для осуществления этого способа нижняя концевая секция снабжена выемочной машиной почвоуступного забоя с приводом и направляющей рамой, в которой размещена часть скребковой цепи, при этом с другой стороны крепи установлена дополнительная выемочная машина с возможностью перемещения в обе стороны вдоль ряда секций.

Причем приводы выемочных машин почвоуступиого забоя размещены на нижней концевой секции.

Кроме того, нижняя концевая секция снабжена гидродомкратами-гидростойками, шарнирно закрепленными на обоих торцовых поверхностях основания этой секции, На фиг, 1 изображен забой с размещенным в нем оборудованием, общий вид; на фиг.2—

l0 разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез

Б — Б на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез  — В на фиг. 1; на фиг. 5 — 8 — схема перемещения линейных секций (четыре позиции; фиг. S — поз. I; фиг. 6 — поз. II; фиг. 7—

1з поэ. III и фиг. 8 — поз. IV); на фиг, 9— кинематическая схема конвейера для транспортировки угля в пределах подщитового пространства; на фиг. 10 — направляющая рама, вид сбоку; на фиг. 11 — то же, ур вид спереди:, на фиг, 12 — сечение à — Г на фиг. 11; на фиг. 13 — нижняя концевая секция, размещаемая на сопряжении наклонно-поперечного слоя с канавой, общий вид. д Способ осуществляется следующим образомм.

Мощный крутопадающий пласт 1 отрабатывается столбами по падению 2 с механизированной выемкой угля под изгибающимся щитовым перекрытием 3 с помощью механизированного комплекса 4, который перемещают по челноковой схеме под щитовым перекрытием 3 вдоль простирания пласта, отрабатывая при этом бортовой целик

5 наклонно-поперечным слоем 6 (фиг. 4)

35 и одновременно углубляя канавку 7 (см, фиг. 3) почвоустулным забоем 8, Посадкой щитового перекрьггия 3 управляют путем перемещения механизированной крепи 9 механизированного комплекса 4.

46

Механизированный комплекс 4 для осуществления способа состоит из гидрофицированной крепи 9, включающей верхнюю концевую секцию 10, линейные секции 11 и нижнюю концевую секцию (крель сопряжения) 12, выемочной машины 13, дополнительной выемочной машины 14 и конвейера со скребковой цепью 15.

Верхняя концевая секция 10 и линейные секции 11 состоят из перекрытия 16, основания 17 и двух гидростоек 18 и 19.

Линейный комплект крепи состоит из двух двухступенчатых секций. На чертежах приведено два комплекта, один состоит из верхней концевой секции 10 и линейной секции 11, второй из двух линейных секций 11. Передвижка секций осуществляется с помощью механизма передвижки, состоящего иэ Т-образной телескопической балки

47 для крепления секции 12. В нижней части рештак 45 снабжен двумя отводами 48 и 49 для выхода скребковой цепи 15 Снизу к рамс 34 прикреплен упор 50 с двумя гнездами 51 для гидростоек 30 или 31. Рештак 45 может быть закрыт с обеих сторон.

Щитовое перекрытие 3 выполнено изгибаюшимся по простиранию и неизгибаюшимся вкрест простирания, за счет чего обеспечивается его поддержание над канавкой 7.

В исходном положении секции 10 и 11 механизированной крепи 9 размещены в наклонно-поперечном слое 6, нижняя концевая секция 12 — на сопряжении наклоннопоперечного слоя 6 с канавой 7.

Согласно фиг. 1 — 3 выемка угля в наклонно-поперечном слое 6 и канаве 7 ведется слева направо. При этом для отбойки угля в забое 38 служит рабочий орган 39 выемочной машины 13, а транспортировка отбитого угля осуществляется в углеспускную печь 37.

Способ осуществляется с помощью механизированного комплекса. следуюгцим образом.

Выемку бортового целика 5 в забое 38 наклонно-поперечного слоя 6 ведут выемочным органом 39, перемещаемым вдоль забоя 38 посредством перекинутой через направляюшую 24 тяговой цепи 25 выемочной машины 13. Отбитый уголь транспортируют в углеспускную печь 37. Одновременно производят углубку канавы 7 путем выемки угля в ней почвоуступным забоем 8 с помощью нижних выемочных машин 32 и

33, отбитый при этом уголь также транспортируется скребковой цепью 15, которая в пределах почвоуступного забоя 8 пропущена в раме 34. управление опусканием щитового перекрытия 3 осуществляют за счет передвижения механизированной крепи 9 вслед за подвиганием забоев 8 и 38. Для этого секции 10 и 1 попарно перемешают вслед за забоем с помошью их механизмов передвижения. В начальном положении секции располагаются в линию (поз. I на фиг, 5) . Передвижка начинается с выдвижения вперед Т-образной телескопической балки 20 с помощью встроенных в основания 17 секций 10 и 11 гидродомкратов 21 (поз. I I на фиг. 6) . Затем к выдвинутой вперед поперечной части Т-образной балки 20 подтягивают с помощью своего гидродомкрата 21 по одной секции из каждой пары (на фиг. 7 поз. III, левая секция 11) . После этого подтягивают вперед своим гидродомкратом 21 вторые секции (поз. IV на фиг. 8). В процессе передвижения от смешения в боковом направлении секции 10 и 11 удерживаются за счет дви5 1002583

20 (фиг. 5), двух гидродомкратов 21, встроенных в основания секций и двух рессорных полэунов 22. Гидродомкраты 21 подсоединены головками к поперечной части

Т-образной балки 20. Рессорные ползуны 5

22 при передвижке секций движутся в направляюших в продольной части T-образной балки 20, а задние концы их соединены с основаниями секций.

Верхняя концевая секция 10 дополнительно снабжена боковым шитком 23 для перекрытия кровил, двумя направляющими 24 для тяговых цепей 25 и 26 выемочных машин 13 и 14 соответственно.

Нижняя концевая секция 12 состоит из основания 27, перекрытия 28, четырех гидростоек 29 и дополнительно двух гидростоек-гидродомкратов 30 и двух гидростоекгидродомкратов 31. На секции 12 размегдены приводы выемочных машин 13 и 14. К 20 основанию 27 подвешены нижние выемочные машины 32 и 33 почвоуступного забоя, служащие .для образования канавы 7, и направляюшая рама 34 для скребковой цепи 15.

Перемещение секции 12 осуществляется пу- 25 тем подтягивания ее с помощью гидростоекгндродомкратов 31 к распорным стойкам 35 (фиг. 3) при движении комплекса 4 влево или с помошью гидростоек-гидродомкратов

30 при движении комплекса вправо. 30

Скребковая цепь 15 вне пределов подшитового пространства пропущена по углеспускным печам 36 и 37.

Выемочные машины 13 и 14 для выемки угля в забое 38 наклонно-попе ре пюго слоя

6 снабжены соответственно выемочными органами 39 и 40. Рессорные ползуны 22 соединены фигурными кронштейнами 41 с осно- „ ваниями 17 секций 10 и 11.

Конвейер для транспортировки угля вдоль канавы 7 состоит из приводной головки 42 и натяжной головки 43, которые вынесены за пределы подшитового пространства и размешены на конвсиерном штреке (фиг. 9) и скребковой цепи 15, раэмешенной в кана45 ве 7 и углеспускных печах 36 и 37. В пре. делах канавы 7 скрсбковая цепь 15 перемешается непосредственно по почве, а в пределах почвоуступного забоя 8 в .направляющей раме 34. Направляюшие ролики 44 в пределах подщитового пространства крепятся к щитовому перекрытию, а на конвейерном штреке — с помощью анкеров.

Направляющая рама 34 (фиг. 10, 11, 12) выполнена в виде рештака 45, в пазах которого удерживаются скребки скребковой цепи 15. В верхней части направляющая рама

34 имеет уширение 46, служащее для входа в нее скребковой цепи 15, и проушины

002583 8

S !

О

Нижняя концевая секция 12 перемещается за счет подтягивания ее к распорным стойкам 35 с помощью гидростоек-гидродомкратов 31. Распорные стойки 35 нижним концем распираются в почву канавы 7, а верхним в щитовое перекрьпие 3. После очередной передвижки секции 12 распорные стойки 35 перемещаются вперед за счет обратного хода штоков гидростоек-гидродомкратов 31.

Перед передвижкой нижней концевой секции 12 ее перекрытие 28 несколько опускается с помощью пщростоек 29,. а затем секция вновь распирается с помощью гидростоек 29 и 30.

Секция передвигается вперед через одну.

Вначале перемещаются нечетные секции, затем четные (или наоборот). Четные секции перемещаются одновременно с перемещением нижней концевой секции 12, при этом щитовое перекрьпие 3 позади секций опускается и постепенно ложится на почву наклонно-поперечного слоя 6.

Плавное перемещение секций обеспечивает медленное управляемое перемещение щитового перекрытия 3, исключающее воздейст-. вие на него динамических нагрузок.

После достижения границы блока механизированный комплекс 4 г тем специальных операций и с использованием специального устройства переводится на уровень следующего наклонно-поперечного слоя. (Сущность этих операций и устройства представляют самостоятельное техническое решение, которое рассматривается в отдельной заявке на изобретение). После перемещения комплекса на уровень следующего слоя, нижние выемочные машины 32 и 33 переводятся в положение для работы в противоположном направлении. В новое положение переводится, направляющая рама 34, реверсируется привод конвейера. Распорные стойки 35 переносятся на другую сторону секции 12 и соединяются с гидростойками-пщродомкратами 30, которые теперь служат для подтягивания вперед секции 12. Гидростойки-гид25

7 1 жущихся в продольной части .Т-образных ба;.1ок 20 рессорных ползунов, соединенных с помощью фигурных кронштейнов с основаниями 17 перемещаемых секций. Пред передвижкой секции ее перекрытие 16 несколько опускают с помощью гидростоек 18 и 19, а после окончания передвижки секции снова распирают в почву и щитовое перекрытие 3 путем подачи давления в гидростойки 18 и 19.:. В процессе передвижения верхней концевой секции 10 кровля пласта от обрушения удерживается боковым щитком 23. родомкраты 31 опускаются и становятся задними опорами секции 12. После завершения всех концевых операций приступают к выемке угля в новом наклонно-поперечном слое.

Но теперь выемка ведется в противоположном направлении, причем отбойка угля в забое наклонно-поперечного слоя осуществляется перемещаемым вдаль забоя тяговой цепью 26 выемочным органом 40 выемочной машины 14. Транспортировка угля осуществляется в углеспускную печь 36. Перемещение секций 10 и 11 осуществляется в обратной последовательности. В дальнейшем все операции повторяются, Таким образом, использование данного изобретения позволяет увеличить отбойку угля в единицу времени и сократить непроизводительные простои забоя, связанные с аварийностью щитового перекрытия вследствие больших динамических нагрузок на него.

Формула изобретения

1. Способ отработки мощных крутых пластов столбами по падению, включающий механизированную выемку угля под изгибающимся щитовым перекрытием слоями по простиранию с образованием бортового целика, транспортировку угля по канаве к углеспускным печам и управления посад. кой щитового перекрытия, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения добычи угля со щитового забоя, отработку бортового целика ведут наклонно-поперечными слоями с одновременным углублением канавы почвоуступным забоем механизированным комплексом, который перемешают по челноковой схеме под щитовым перекрытием по простиранию пласта,, при этом управление посадкой щитового перекрытия осуществляют гидрофицированной крепыш механизированного комплекса.

2. Механизированный комплекс для отработки мощных крутых пластов, включающий конвейер со скребковой цепью и гидрофицированную крепь, состоящую иэ верхней

S0 и .нижней концевых и линейных секций, с одной стороны которой размещена выемочная маппша с возможностью перемещения в обе стороны вдоль ряда секций, о т л ич а ю шийся тем, что нижняя концевая секция снабжена выемочной машиной почвоуступного забоя и направляющей рамой, в которой размещена часть скребковой цепи, при этом с другой стороны крепи установлена дополнительная выемочная машина

9 1002583 10 с возможностью перемещения в обе стороны Источники информации, вдоль ряда секций. принятые во внимание при экспертизе

3. Механизированный комплекс по п, 2, 1. Авторское свидетельство СССР У 635238, отличающийся тем, что при-. кл. Е 21 С 41 04, 1976. воды выемочных машин размещены на ниж- g 2. Авторское свидетельство СССР л"- 374452, ней концевой секции. кл. Е 21 С 41/04, 1970.

4.. Механизированный комплекс по п. 2, 3. Авторское свидетельство CCCP Y 210787, о т л и ч а ю щ н и с. я тем, что кл. Е 21 С 27/32, 1966. нижняя концевая секция снабжена гидродом- 4. Комплексная механизация и автоматизакратами-.гидростойками, шарнирно закреплен- 10 ция очистных работ в угольных шахтах. Под ными на обоих торцовых поверхностях, ос- общ. ред. Б. Ф. Братченко, М., "Недра", нования этой секции. 1977, с. 104 — 109 (прототип).

l002583

1002583

1002583

Pup.

4Ъ . f0 вни

Тира

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул. Проектная,4