Способ камерно-столбовой выемки мощного пологого пласта угля и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к горному делу, а именно к подземной добыче угля. Способ камерно-столбовой выемки мощного пологого пласта угля включает выемку параллельных камер прямым ходом и погашение целика при обратном ходе, разворот крепи на 180^o в камере на целик в конце выемочного поля, выемку угля в забоях двух камер ведут с делением на верхний и нижний уступы с опережением нижнего уступа на 1,5-2 м, после прямого хода разворот крепи осуществляют на целик между камерами, при этом к середине забоя погашения целика из камер подводят по пневмоуглепроводу. Для выполнения данного способа используется устройство, содержащее в верхнем и нижнем уступах однорядные торы, отбойные органы в виде резца и замкнутые гибкие рукава передвижки торов и отбойного органа на забой. Ряд отбойных резцов выполнен на плашке-рейке, возвратно-поступательное движение которым вдоль забоя задают хвостовик двухканального барабана и переброшенный через барабан замкнутый гибкий рукав. Предлагаемый способ и устройство позволяют повысить надежность работ по отделению угля и передвижке крепей. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к подземной добыче угля и охране окружающей среды.

Известен способ камерно-столбовой выемки с применением комбайна Джой при прямом ходе в камере и с заездом комбайна под тупым углом в уголь при погашении целика на обратном ходе [1, 2]. Недостатком способа является выемка только пласта средней мощности и большие потери угля.

Наиболее близким техническим решением является способ камерно-столбовой выемки угля, включающий, согласно терминологии прототипа, выемку угля в столбе угля прямым ходом с двумя оконтуривающими параллельными выработками и с доставкой угля по одной из них. Затем в конце прямого хода очистной комплекс разворачивают на соседний столб-целик и погашают его при обратном ходе с третьей выработкой для вентиляции очистных работ при погашении. При этом уголь из забоя погашения доставляется по бывшей вентиляционной выработке прямого хода [3] . Недостатком способа является односторонний разворот комплекса на целик и необходимость проходки дополнительной выработки для проветривания очистных работ при обратном ходе.

Известно устройство для камерно - столбовой выемки угля и доставки его пневмоуглепроводом [4, 5] . Недостатком устройства является сложность конструкции и жесткость пневмоуглепровода.

Известно устройство для отделения угля в камере стругом и с креплением забоя торами, передвигающимися с помощью реек [6]. Недостатком устройства является сложность конструкции и невозможность полного разворота крепи.

Наиболее близким техническим решением является устройство для отделения угля в камере стругом и крепления забоя однорядными торами с передвижкой их на забой с помощью замкнутого гибкого рукава [7]. Недостатком устройства является неполная загруженность замкнутого гибкого рукава и наличие двух отдельных приводов у струга и гибкого рукава, что технически и экономически нецелесообразно.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе камерно-столбовой выемки мощного пологого пласта угля, включающем выемку параллельных камер прямым ходом и погашение целика при обратном ходе, разворот крепи на 180^o в камере на целик в конце выемочного поля, выемку угля в забоях двух камер при прямом и обратных ходах ведут с делением на верхний и нижний уступы с опережением нижнего уступа на 1,5 - 2 м, причем после прямого хода разворот крепи осуществляют на целик между камерами, при этом к середине забоя погашения целика из камер подводят по пневмоуглепроводу.

Сущность изобретения заключается также в том, что в устройстве для осуществления способа камерно-столбовой выемки мощного пологого пласта угля, содержащем в верхних и нижних уступах однорядные торы, отбойные органы в виде резцов и замкнутые гибкие рукава передвижки торов и отбойного органа на забой, ряд отбойных резцов выполнен на плашке в виде зубчатой рейки, возвратно-поступательное движение которым вдоль забоя задают хвостовик двухканального барабана и переброшенный через барабан замкнутый гибкий рукав, при этом на торе выступы выполнены с наклоном на завал, а выступы на замкнутом гибком рукаве - с наклоном на забой.

Известное эффективное для разработки мощных пологих пластов угля (например, при столбовой и сплошной системах разработки) деление забоя на уступы по потолко-уступной схеме, когда верхний уступ опережает нижний, при камерно-столбовой системе разработки мощного пологого пласта угля не применялось. Применение потолко-уступных забоев совместно с камерно-столбовой выемкой и с опережением между уступами 1,5 - 2 м обеспечивает эффективную добычу мощных пологих пластов угля с торовыми крепями.

Разворот крепей на 180^o из двух камер на один целик между ними позволяет избежать дополнительных расходов на проведение вентиляционной выработки при погашении целика.

Использование пневмоуглепроводов при погашении целика на обоих концах крепей обеспечивает полный захват отделяемого угля в уступах и его транспортировку по обеим выработкам.

В целом предлагаемый способ позволяет повысить эффективность прогрессивной камерно-столбовой выемки мощного пологого пласта и уменьшить потери угля.

Наличие рейки на исполнительном органе крепи с отбойными резцами позволяет равномерно распределить отбойные резцы вдоль забоя при отделении угля.

Наличие хвостовика двухканального барабана в контакте с рейкой и переброска через барабан забойной ветви замкнутого гибкого рукава позволяет осуществить с одним приводом возвратно-поступательное движение отбойных резцов вдоль забоя и передвижку торов и отбойного органа на забой, что позволяет в свою очередь значительно повысить эффективность передвижки и отделения угля.

Наличие на замкнутом гибком рукаве и торе выступов разной направленности позволяет замкнутому гибкому рукаву при каждом движении отделять отбойными резцами уголь или передвигать торы и отбойный орган на забой.

В целом предлагаемое устройство позволяет повысить надежность работ по отделению угля и передвижке крепей в нижнем и верхнем уступах пласта.

Предложение поясняется чертежами.

На фиг. 1 дан план выемочного поля; фиг. 2 - узел А с плана выемочного поля при прямом ходе левой камеры по нижнему уступу ее забоя с выровом по верхнему уступу; фиг. 3 - продольное сечение в средней части левой камеры, I - I; фиг. 4 - продольное сечение вдоль правой границы левой камеры, II - II; фиг. 5 - узел Б с фиг. 2; фиг. 6 - продольное сечение в средней части левой камеры по верхнему уступу, III - III; фиг. 7 - узел В с продольного сечения левой камеры по верхнему уступу; фиг. 8 - вид по стрелке Е на фиг. 7; фиг. 9 - узел Ж с фиг. 6; фиг. 10 - схема разворотов крепей обоих камер на целик по нижним уступам, узел Г с плана выемочного поля; фиг. 11 - план забоя нижнего уступа при погашении целика обратным ходом, узел Д с плана выемочного поля; фиг. 12 - сечение вдоль забоя по нижнему уступу при погашении целика, IV - IV.

На фиг. 1 - 4, 10 - 12 выемочное поле 1 содержит откаточный 2 и вентиляционный 3 штреки, камеры 4 и 5 прямого хода с забоями 6 и 7, поделенными на верхние и нижние уступы, камеры обратного хода 8 и 9 при развороте крепи, камеры 10 и 11 при погашении целика 12 между камерами с забоями погашения 13 и 14, торовые крепи 15 и 16 нижнего и верхнего уступов левой камеры при прямом ходе, торовые крепи нижнего уступа 17 и 18, вытянутые в линию соответственно после разворота крепей и на погашении целика, постоянную крепь камер - анкера 19.

На фиг. 2 - 12 торовая крепь на примере левой камеры прямого хода в каждом уступе содержит секционный корпус 20, гибкие замкнутые рукава 21 с петлей 22 на забойной ветви 23 рукава, ролики 24 рукава, двухканальный барабан с хвостовиком 25, плашку-рейку 26, отбойные резцы 27, выступы 28 на замкнутом гибком рукаве в торе с наклоном на забой, выступы 29 на внутренней поверхности торы с наклоном на завал, пневмоуглепроводы 30 - 31 и 32 - 33 с двух сторон каждого отбойного органа уступов, привод замкнутого гибкого рукава 34.

На примере двух камер обратного хода концы крепей, входящие в камеры, содержат пневмоуглепроводы 35 и 36, а 37 и 38 концы крепей, подходящие к середине забоя 39.

Способ осуществляется и устройство работает следующим образом.

В камерах 4 и 5 прямого хода выемку угля ведут от откаточного штрека 2 с делением забоя на нижний и верхний уступы, причем нижний уступ опережает верхний не более чем на 1,5 - 2 м. При достижении забоями 6 и 7 камер 4 и 5 конца выемочного поля отбойные органы в них вместе с крепями разворачивают на 180^o на целик угля 12 между камерами. На фиг. 10 разворот показан штриховой стрелкой. При развороте также ведут выемку угля. В уступах отделение угля ведут отбойные резцы 27, помещенные на рейке 26. Рейке 26 с отбойными резцами возвратно-поступательное движение задает хвостовик двухканального барабана, на который наброшена петля 22 забойной ветви замкнутого гибкого рукава 23. Их прижимают к забою торовая крепь 15 и 16 при передвижке их замкнутым гибким рукавом 21 в торе. Движение замкнутому гибкому рукаву 21 придает привод 34. При этом во внутреннее пространство торов рукав направляют ролики 24. При движении замкнутого гибкого рукава 21 в торе на забой рукав передвигает туда же торы 15 и 16 вместе с корпусом 20, рейкой 26 и отбойными резцами 27. Одновременно с помощью забойной ветви 23 рукав двигает рейку 26 с отбойными резцами 27 в одну сторону вдоль забоя, отделяя уголь. При движении ветви рукава 21 в торе на завал рукав проскальзывает в торах, оставляя их неподвижными, но двигает забойную ветвь рукава 23, через барабан 25 плашку-рейку 26 с отбойными резцами 27 в другую сторону вдоль забоя, отделяя уголь.

После разворота отбойного органа и крепи в каждом уступе два отбойных органа, например камер 4 и 5, вытянуты в линию 17 и они начинают погашение целика как единый отбойный орган (как показано на фиг. 11).

В отделении угля после разворота крепи и погашении целика перемен не происходит, те же отбойные резцы и их приводы, замкнутые гибкие рукава 21 и рейки 26 с отбойными резцами 27.

Доставку угля при погашении обеспечивают те же пневмоуглепроводы 30 - 33, которые также располагают с двух сторон каждого развернутого отбойного органа. Для этого одни пневмоуглепроводы 35 - 36 (фиг. 11) оставляют на концах корпуса или забоя, другие пневмоуглепроводы 37 - 38 (фиг. 12) пропускают через корпус 20 крепи к другим концам, т.е. к середине забоя погашения 39.

Источники информации 1. Судоплатов А. П. и др. Разработка угольных месторождений короткими очистными забоями. - М.: Госгортехиздат, 1962, с. 157.

2. Брайцев А.В., Стариков А.В. Испытание камерно-столбовой системы разработки с комплексно-механизированной выемкой угля на шахте Томусинская 1 - 2. - М.: Изд. ЦНИИИТЭИугля, N 86, 1964, с. 17.

3. Бурчаков А.С. и др. Отработка выемочных полей с разворотом лав. - М.: Недра, 1994, с. 10, 200.

4. Машковцев И.Л. и др. Способ разработки пологих и наклонных угольных пластов. А.с. N 390274. - М.: Бюл. изобретений, 1973, N 30.

5. Брагинцев В.Ф. и др. Пневматическая крепь. А.с. N 360446, - М.: Бюл. изобретений, 1972, N 36.

6. Машковцев И.Л. и др. Безразгрузочный пневмобаллонный угольный агрегат. А.с. N 1303713, - М., "Бюл. изобретений", 1987, N 4.

7. Машковцев И.Л. и др. Выемочный агрегат. А.с. N 1721234, - М., "Бюл. изобретений", 1992, N 11.

Формула изобретения

1. Способ камерно-столбовой выемки мощного пологого пласта угля, включающий выемку параллельных камер прямым ходом и погашение целика при обратном ходе, разворот крепи на 180^o в камере на целик в конце выемочного поля, отличающийся тем, что выемку угля в забоях двух камер при прямом и обратных ходах ведут с делением на верхний и нижний уступы с опережением нижнего уступа на 1,5 - 2 м, причем, после прямого хода разворот крепи осуществляют на целик между камерами, при этом к середине забоя погашения целика из камер подводят по пневмоуглепроводу.

2. Устройство для осуществления способа камерно-столбовой выемки мощного пологого пласта угля, содержащее в верхнем и нижнем уступах однорядные торы, отбойные органы в виде резцов и замкнутые гибкие рукава передвижки торов и отбойного органа на забой, отличающееся тем, что ряд отбойных резцов выполнен на плашке, возвратно-поступательное движение которым вдоль забоя задают хвостовик двухканального барабана и переброшенный через барабан замкнутый гибкий рукав.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что на торе выполнены выступы с наклоном на завал, а на замкнутом гибком рукаве - с наклоном на забой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12