Способ разработки пластов полезного ископаемого и устройство для его осуществления

 

Использование: при разработке пластовых месторождений длинными забоями, в том числе и пластов, осложненных геологическими нарушениями. Сущность изобретения: длинный очистной забой разбивают на ряд полос, ширину которых выбирают равной ширине исполнительного органа добычного агрегата, разработку в полосах производят независимо, выемку ведут дискретно-фронтальным забоем, устройство для добычи включает группу добычных агрегатов и транспортную систему, отстающие и опережающие секции механизированной крепи, имеет дополнительные гидродомкраты передвижки между транспортной системой и опережающими секциями мехкрепи и транспортные телескопические звенья, закрепленные на опережающих и отстающих секциях крепи. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для разработки геологически осложненных пластов полезного ископаемого длинными столбами.

Известен способ разработки нарушенных угольных пластов посредством обхода стандартным механизированным комплексом геологических нарушений [1].

Недостатками этого способа являются сложность планирования технологии обхода вследствие случайности размещения нарушенных зон пласта и трудоемкость подготовительных операций на комплексе вследствие жесткости его конструктивной схемы. Для полного осуществления подобной технологии выемки пласта на участках со значительной нарушенностью требуется модернизация существующих механизированных комплексов.

Наряду с этим известен способ разработки выбросоопасных калийных пластов [2], заключающийся в обходе локальной нарушенной зоны пласта с флангов двумя частями разделенного добычного комплекса при разработке длинными очистными забоями.

Недостатком данного способа является низкая общая эффективность разработки пласта из-за большого объема монтажно-демонтажных работ с механизированным комплексом.

Известно также устройство, недостатком которого является его неприспособленность к отработке нарушенных пластов из-за общей транспортной системы, расположенной непосредственно у забоя, и сложности монтажно-демонтажных работ с комплексом, сформированным из данных устройств.

Целью изобретения является повышение эффективности разработки нарушенного пласта за счет увеличения маневренности комплекса и создание условий для механизированного транспортирования отбитого полезного ископаемого от забоя до общей транспортной системы лавы и по ней на выемочный штрек на пункт перегрузки.

Цель достигается тем, что длинный очистной забой разбивают на ряд полос, ширину которых выбирают равной или кратной ширине зоны действия исполнительного органа добычного агрегата, и разрабатывают пласт в полосах независимо агрегатами с образованием длинного дискретно-фронтального забоя, а исполнительный орган добычного агрегата (рычажно-гидравлическую систему резания) поднимают и устанавливают на опорах, жестко закрепленных на основании опережающей четырехстоечной крепи с образованием окна для транспортного звена агрегата, и ряд транспортных систем агрегатов связывают с общей транспортной системой, размещенной вдоль дискретно-фронтального забоя на основаниях отстающих секций крепи таким образом, что агрегаты имеют заданную свободу подвигания в полосах, но работают в комплексе на общую транспортную систему, расположенную на основаниях отстающих секций крепи параллельно линии забоя.

На фиг. 1 изображен план лавы, разделенной на полосы (I, II, III, ..., n) с размещенным в ней добычным комплексом на основе добычных агрегатов; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 2.

На чертежах приняты следующие обозначения: 1 - прямолинейный забой лавы; 2 - добычные агрегаты с индивидуальными транспортными звеньями 3; 4 - общая поддерживающе-транспортная система для доставки полезного ископаемого на выемочные штреки 5 или 6; 7 - дискретно-фронтальный забой, образуемый при работе добычных агрегатов 2; 8 - исполнительный орган в виде рычажно-гидравлической системы возвратно-поступательного резания, поднят над 9 - основанием опережающей секции крепи на величину окна 10 для размещения принимающей части транспортного телескопического звена 3; 11 - четырехстоечная секция отстающего ряда крепи для поддержания кровли над общей транспортной системой 4; 12 - гидродомкраты передвижки, соединяющие секции 11 отстающего ряда крепи с секциями опережающего ряда крепи 13 добычного агрегата 2; 14 - гидродомкраты управления исполнительным органом 8.

Способ осуществляют следующим образом.

Забой лавы 1 по ширине условно разделяют на полосы I, II, III, ..., n, равные ширине зоны действия исполнительного органа 8 добычного агрегата 2, затем монтируют комплекс из добычных агрегатов 2 с индивидуальными телескопическими транспортными звеньями 3 и общей поддерживающе-транспортной системы 4, состоящей из конвейера, установленного на основаниях секций 11 отстающего ряда крепи, предназначенной для транспортировки полезного ископаемого вдоль лавы на выемочные штреки 5 или 6. Транспортное звено 3 агрегатов 2 выполняется таким, чтобы агрегаты имели заданную свободу подвигания в полосах (I, II, III, ..., n) до 5,0-8,0 м.

Отработка по фронту забоя лавы 1 ведется агрегатами 2 независимо в каждой полосе, что и создает дискретно-фронтальный забой 7.

Устройство по данному способу работает следующим образом.

Рычажно-гидравлическая система возвратно-поступательного резания (фиг. 8) поднята над основанием 9 на величину окна 10 для размещения головки транспортного звена 3 агрегата (гидродомкрата 12). Принимающая часть транспортного звена может быть активной (загребающие лапы) или пассивной (лемех). Транспортное звено 3 агрегата 2 выполняют таким образом, чтобы агрегат 2 имел заданную свободу движения вперед при добыче, например телескопический конвейер. Транспортная система 4 по лаве выполняется секционной в быстросъемном варианте с тем, чтобы при необходимости она могла сокращаться или удлиняться по мере обхода нарушения. Этого можно достичь двояким способом: а) оборудованием каждой секции 11 своей автономной, но сопрягающейся, например, посредством пересыпа с секцией такой же другой автономной транспортной системы; б) каждая секция 11 оборудована быстросопрягающейся на замках пассивной транспортной системой, привод которой размещается традиционно на штреках. Секция 11 крепи транспортной системы по лаве соединяется посредством гидродомкратов 12 с секцией крепи 13 добычного агрегата 2, которая в свою очередь соединяется с основанием рычажно-гидравлической системы резания (органом 8) посредством гидродомкратов 14. Такое устройство системы позволяет разрушать пласт с помощью системы возвратно-поступательного резания (органа 8). При этом подача системы на забой производится гидродомкратами 14. После нескольких последовательных циклов резания производится подвижка секции крепи 13 с закрепленным на ней транспортным звеном 3 вперед гидродомкратами 12 и производится отгрузка отбитого полезного ископаемого на работающую общую транспортную систему 4 по лаве и далее на штреки 5, 6. Транспортная система 4 по лаве работает непрерывно, в то время как транспортные системы агрегатов 2 работают только при работающем агрегате в своей полосе. По мере отхода секции крепи 13 с рычажно-гидравлической системой (органом 8) на заданное расстояние (более 5-8 м) гидродомкратом 12 производится подтягивание секции 11 вместе с транспортной системой 4 и цикл повторяется.

Если производится обход геологического нарушения пласта с его оставлением в недрах, то агрегаты 2 вместе с секциями 11, секциями крепи 13, оказавшимися перед нарушением, останавливаются, демонтируются и переносятся вперед нарушения по специальной выработке, которая проходится ближайшим от нарушения агрегатом 2 с оконтуриванием нарушения. Другие агрегаты 2 в это время ведут плановую добычу полезного ископаемого в своих полосах, удаленных от нарушения. Ситуация с отработкой геологического нарушения данным устройством на чертеже не показана.

Предлагаемые способ и устройство позволяют повысить эффективность горных работ за счет исключения простоев в лаве и потерь времени на монтажно-демонтажные работы всего комплекса при встрече нарушений в пласте. Данный способ исключает также полный простой лавы по организационно-технологическим причинам и при работе на ненарушенных пластах, так как даже при поломке одного агрегата остальные могут продолжать работу в своих полосах.

Формула изобретения

1. Способ разработки пластов полезного ископаемого, включающий проведение оконтуривающих выемочный участок штреков, отработку полезного ископаемого рядом полос независимо друг от друга шириной, равной ширине исполнительного органа добычного агрегата, выемку полезного ископаемого очистным забоем и транспортировку отбитого полезного ископаемого из очистного забоя, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разработки месторождений, в том числе осложненных геологическими нарушениями, выемку полезного ископаемого осуществляют длинным очистным забоем, отработку полезного ископаемого полосами шириной, равной ширине исполнительного органа добычного агрегата, осуществляют в длинном очистном забое перпендикулярно к линии очистной выемки, при этом формируют дискретно-фронтальный очистной забой одновременной отработкой полос.

2. Устройство для разработки пластов полезного ископаемого, включающее опережающие и отстающие секции гидромеханизированной крепи с гидростойками, группу добычных агрегатов с исполнительными органами, жестко закрепленных на основаниях опережающих секций крепи, общую транспортную систему, параллельную линии очистного забоя и гидродомкраты передвижки, связывающие транспортную систему с опережающими секциями крепи, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительными гидродомкратами передвижки, связывающими отстающие и опережающие секции крепи, и транспортными телескопическими звеньями, содержащими принимающую и концевую части, причем принимающая часть закреплена под исполнительным органом, который установлен на жестко закрепленных на основании опережающих секций крепи опорах, а концевая часть - над общей транспортной системой, которая установлена на основаниях отстающих секций крепи.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3