Гидрорезный агрегат для проведения пластовых горных выработок

 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке тонких и средней мощности угольных пластов с сооружением охранных полос. Задача изобретения - создание средства, обеспечивающего наряду с проведением выработки возведение охранной полосы из блоков, вырезаемых из породного забоя. Гидрорезный агрегат содержит соединенные с линиями подачи воды сверхвысокого давления и абразивного материала гидрорезные инструменты, оснащенные режущими головками, формирующими взаимно перпендикулярные режущие струи. Инструменты с режущими головками установлены на каретке, перемещающейся по направляющей, расположенной перед забоем, закрепленной на вертикальной штанге с возможностью перемещения по ее высоте. Агрегат оборудован подъемно-транспортным устройством с поддоном для перемещения вырезанных породных блоков. В нем может быть предусмотрен приемный стол для промежуточного складирования вырезанных породных блоков. Поддон может быть выполнен в виде коробчатого каркаса с проушинами для подвешивания к подъемнику. Агрегат может иметь копир для образования гидрорезным инструментом контурной щели, точно соответствующей профилю крепи, и пульт управления. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке тонких и средней мощности угольных пластов с сооружением охранных полос подготовительных выработок из породных блоков, полученных из породного забоя методом гидроабразивного резания.

Известно устройство для гидроабразивного резания (угольный комбайн), содержащее установленные на передвижном корпусе гидрорезные инструменты с режущими головками, формирующими режущие струи, которые направлены под углом друг к другу (см. заявку 2000101540 на выдачу патента РФ от 25.01.2000, положительное решение от 29 01.2001). Инструменты соединены с линиями, по которым производится подача воды под сверхвысоким давлением и абразивный материал. Устройство предназначено для очистной выемки угольных пластов и не приспособлено для резки породы, например вырезания из породного массива блоков и доставки этих блоков к месту возведения охранной полосы.

Задача изобретения - создать средство, позволяющее получать блоки для возведения охранных полос из породного массива методом гидрорезания, снизить трудоемкость проходки за счет отказа от транспортировки породы и подъема ее на поверхность, улучшить условия труда за счет практически полной ликвидации пылевыделения, а также обеспечить повышение устойчивости проводимой горной выработки.

Эта задача решается с помощью предлагаемого гидрорезного агрегата для возведения охранной полосы из породных блоков, содержащего соединенные с линиями подачи воды сверхвысокого давления гидрорезные инструменты, оснащенные режущими головками, формирующими взаимно перпендикулярные режущие струи, в котором согласно изобретению инструменты с режущими головками установлены на каретке, имеющей возможность перемещения на направляющей, по существу параллельной плоскости пласта и закрепленной на вертикальной штанге с возможностью перестановки по ее высоте. В предлагаемом агрегате предусмотрено подъемно-транспортное устройство, выполненное в виде подвешенной к верхняку рамной крепи тали или другого подъемного механизма с поддоном. Поддон представляет собой коробчатый каркас с проушинами для подвешивания к подъемно-транспортному устройству. Для образования контурной щели, точно соответствующей профилю установленной крепи, в агрегате предусмотрен копир. Агрегат снабжен пультом управления.

На фиг. 1 представлены гидрорезные инструменты, установленные на направляющей перед забоем выработки; на фиг.2 - подъемно-транспортное устройство агрегата.

Агрегат содержит гидрорезные инструменты 1 и 2, оснащенные режущими головками 3 и 4, которые формируют взаимно перпендикулярные водоабразивные режущие струи 5 и 6. К инструментам 1 и 2 подведены линии 7, по которым подаются вода сверхвысокого давления и абразивный материал. Гидрорезные инструменты 1 и 2 с режущими головками установлены на каретке 8, которая перемещается по, например, горизонтальной (по существу, параллельной плоскости пласта) направляющей 9, закрепленной перед породным забоем на вертикальной штанге 10, установленной между кровлей и почвой выработки. При этом направляющую 9 можно переставлять по высоте штанги с целью размещения гидрорезных инструментов 1 и 2 на необходимом уровне перед забоем.

Агрегат оборудован подъемно-транспортным устройством, выполненным в виде подвешенной к верхняку рамной крепи тали 11, которая снабжена поддоном 12 в виде коробчатого каркаса с проушинами для подвешивания к подъемному устройству.

Управление агрегатом осуществляется максимум двумя операторами с пульта управления (на чертеже не показан).

Агрегат работает следующим образом.

Забой выработки, проводимой по тонким или средней мощности пластам, состоит из угольного забоя, над или под которым располагается породный массив. Для реализации технологии гидрорезания необходимо, чтобы угольный забой проводимой выработки опережал породный забой на несколько циклов. Поэтому нижняя поверхность породного массива (если он расположен над угольным) всегда обнажена. Вырезание породных блоков 13 из присекаемых пород производится путем гидроабразивного резания породного массива (в качестве примера рассматривается расположение породного массива над угольным пластом). Для этого сначала с фронтальной поверхности забоя прорезают контурную щель 14, отделяющую вынимаемую часть породного массива от его остальной части по контуру выработки (это можно сделать гидрорезным инструментом с помощью копира, прикрепленного к торцовой раме штрековой крепи). Прорезание производят точно по контуру проводимой выработки. Затем с фронтальной поверхности породного забоя прорезают вертикальные щели. После этого параллельно плоскости забоя с нижней обнаженной поверхности (которая образовалась после выемки угольного пласта) прорезают струей 5 от головки 3 заднюю вертикальную щель. Одновременно с этим струей 6 от головки 4 формируют фронтальную горизонтальную щель. Таким образом, обеспечивается полное отделение породного блока 13 от массива. Резка горизонтальных и задних щелей производится одним инструментом с режущими головками, формирующими взаимно перпендикулярные струи, одна из которых направлена параллельно плоскости пласта (фронтальная щель), а другая - параллельно плоскости забоя (задняя щель).

Сооружение из вырезанных блоков 13 охранной полосы осуществляется на участке, непосредственно примыкающем к породному забою. При проведении горной выработки вслед за лавой вырезанные блоки 13 складывают на почву выработки или на специальный приемный стол 15 либо транспортируют к месту возведения охранной полосы на другой добычной участок, если горная выработка проводится узким забоем. Все операции по подъему и перемещению блоков выполняются с помощью подъемно-транспортного устройства, в качестве которого используют, например, монтажные тали 11, которые крепятся к верхняку рамной крепи.

Вес породных блоков достаточно большой (может достигать 1 т), поэтому для перемещения блоков используют коробчатые поддоны 12 с проушинами для подвешивания к подъемному устройству 11.

Приемный стол снабжен регулируемыми опорами (например, домкратами) и при необходимости может использоваться в качестве площадки для рабочих, обслуживающих гидрорезный агрегат при работе по верхней части породного забоя.

Предлагаемый агрегат можно использовать также для выемки нижней ниши в лаве, которая обычно выполняется буровзрывным способом или косыми заездами комбайна. В принципиальном отношении технология выемки ниши не отличается от нарезки породных блоков. Разница лишь в том, что извлеченный при выемке ниши уголь грузится на конвейер, а гидрорезание производят ручным инструментом.

Таким образом, предлагаемый агрегат наряду с проведением выработки позволяет возводить охранные полосы из породных блоков, вырезанных из породного забоя. При этом при проведении выработки полностью отсутствует пылевыделение и, следовательно, предотвращается заболевание проходчиков силикозом. Порода из забоя не выдается на поверхность и используется в выработанном пространстве, что существенно сокращает трудоемкость проводимых работ. Устраняется необходимость взрывных работ при проведении выработок по крепким породам, а также в проходческих комбайнах для пород средней крепости. Охранная полоса возводится из жестких и прочных породных блоков, что обеспечивает устойчивость проводимой выработки и возможность ее повторного использования.

Формула изобретения

1 Гидрорезный агрегат для проведения пластовых горных выработок, содержащий соединенные с линиями подачи воды сверхвысокого давления и абразивного материала гидрорезные инструменты, оснащенные режущими головками, формирующими взаимно перпендикулярные режущие струи, отличающийся тем, что инструменты с режущими головками установлены на каретке, имеющей возможность перемещения по расположенной перед забоем выработки направляющей, закрепленной на вертикальной штанге с возможностью перестановки по ее высоте, при этом агрегат оборудован подъемно-транспортным устройством с поддоном.

2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что в нем предусмотрен приемный стол для промежуточного складирования вырезанных породных блоков.

3. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что поддон выполнен в виде коробчатого каркаса с проушинами для подвешивания к подъемнику.

4. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что он снабжен копиром для образования гидрорезным инструментом контурной щели, точно соответствующей профилю крепи.

5. Агрегат по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что он снабжен пультом управления.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2