Способ селективной выемки пологого угольного пласта

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке пластов. Способ включает раздельную выемку угля и пород прослоя очистным комбайном, разделение потоков отбитого угля и пород прослоя в очистном забое, транспорт отбитого угля до поверхности и транспорт пород прослоя. Сначала вынимают полосу угля в слое выше прослоя, грузят отбитый уголь на забойный конвейер, которым транспортируют его до конвейерного штрека и далее по существующей транспортной цепочке - до поверхности. Затем вынимают полосу угля в слое ниже прослоя, транспортируют отбитый уголь забойным конвейером нижнего слоя до конвейерного штрека и при этом осуществляют бурение скважин, поддержание пород прослоя в межскважинных целиках, разрушение межскважинных целиков под действием собственного веса, погрузку пород прослоя в то же транспортное средство и транспорт отбитой породы прослоя до вентиляционного штрека, а далее - до поверхности, средствами вспомогательного транспорта. Буровая мелочь, образующаяся при бурении скважин в породах прослоя, также направляется в транспортный поток пород прослоя. Изобретение направлено на повышение эффективности разработки. 3 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к горному делу, в частности к селективной выемке угольного пласта, содержащего прослой более ценного полезного ископаемого примерно посередине мощности пласта, и может быть использовано при выемке других пластовых месторождений полезных ископаемых, например, калийной соли из переслаивающихся пластов.

При разработке угольных месторождений имеют место случаи, когда пласт полезного ископаемого содержит в себе стратифицированные включения прослоев других полезных ископаемых, ценность которых на порядок выше, чем уголь разрабатываемого пласта. Добыча из пластов сложного строения полезных ископаемых совместно с другими полезными ископаемыми приводит к их разубоживанию, а последующее обогащение всего объема добытой горной массы ведет к излишней загрузке оборудования, повышению затрат на разделение продуктов добычи, увеличению потерь ценных полезных ископаемых, т.е. к снижению эффективности.

Известен способ подземной селективной выемки угля, включающий одновременную и раздельную выемку угля и породы, разделение транспортных потоков угля и породы непосредственно в рабочем пространстве очистного забоя, транспорт угля на поверхность и породы - в выработанное пространство [1]. Недостатками такого способа являются низкая надежность разделения потоков угля и породы (т.е. они частично смешиваются) и направление одного из потоков в выработанное пространство, что недопустимо в случае, если неугольный поток горной массы является более ценным.

За прототип принят способ подземной селективной выемки полезного ископаемого, включающий раздельную выемку прослойка, содержащегося в пласте полезного ископаемого, прямым ходом очистного комбайна, выемку полезного ископаемого прямым и обратным ходом комбайна, разделение транспортных потоков отбитого прослойка и полезного ископаемого [2].

Недостатками этого способа являются:

- необходимость несколько раз прогонять очистной комбайн вдоль забоя для организации раздельной выемки;

- направление пород прослойка в выработанное пространство, что определяет повышенную сложность раздельной выдачи на поверхность двух и более транспортных потоков.

Эти недостатки снижают эффективность разработки пологих угольных пластов, содержащих прослои более ценного полезного ископаемого.

Целью изобретения является повышение эффективности разработки пологих угольных пластов, содержащих прослои более ценных полезных ископаемых, за счет селективной выемки угля и прослоя более ценных полезных ископаемых и раздельной их выдачи на поверхность по существующей транспортной цепочке.

Поставленная цель достигается тем, что в способе селективной выемки полезного ископаемого, включающем раздельную выемку угля и прослоя очистным комбайном, разделение потоков отбитого угля и пород прослоя в очистном забое, транспорт отбитого угля до поверхности и транспорт пород прослоя, сначала вынимают полосу угля в слое выше прослоя, грузят отбитый уголь на забойный конвейер, которым транспортируют его до конвейерного штрека и далее по существующей транспортной цепочке - до поверхности, затем вынимают полосу угля в слое ниже прослоя, транспортируют отбитый уголь до конвейерного штрека и при этом осуществляют бурение скважин, поддержание пород прослоя в межскважинных целиках, разрушение межскважинных целиков под действием собственного веса, погрузку пород прослоя в то же транспортное средство и транспорт до вентиляционного штрека, а далее - до поверхности средствами вспомогательного транспорта, причем буровая мелочь, образующаяся при бурении скважин в породах прослоя, также направляется в транспортный поток пород прослоя.

Предлагаемый способ селективной выемки поясняется схемами расстановки оборудования в очистном забое. На фиг.1 - схема поперечного сечения пласта; на фиг.2 - вид в плане; на фиг.3 - схема выемки нижнего слоя.

Способ может быть реализован следующим образом. В длинном очистном забое пологого угольного пласта выше средней мощности, содержащем прослоек 1 с более ценным, чем уголь, полезным ископаемым, залегающим примерно по средней линии мощности пласта, устанавливают секции механизированной крепи 2, снабженные двумя опорными балками 3 с буровым снарядом [3]. Опорные балки 3 каждой секции крепи 2 размещают в скважинах, пробуренных в прослойке 1. Завальный конец каждой опорной балки 3 жестко связывают с соответствующей стойкой секции крепи 2. Выше линии опорных балок 3 или скважин вынимают слой угля, чем образуют рабочее пространство 4 верхнего слоя, в котором монтируют забойный конвейер 5 и очистной комбайн 6. При этом почву верхнего слоя организуют чуть выше по нормали к напластованию, чем верхняя образующая пробуренных скважин. Ниже уровня опорных балок организуют рабочее пространство 7 нижнего слоя, в котором монтируют забойный конвейер 8 консольного типа и очистной комбайн 9. При этом линия очистного забоя нижнего слоя отстает от линии забоя верхнего слоя на величину, кратную захвату очистного комбайна и принятую в соответствии с прочностными характеристиками угольного массива. К нижнему краю каждой опорной балки 3 приварены полозья 10, в которые с возможностью возвратно-поступательного перемещения в плоскости пласта в направлении на забой и от него вставлен оградительный щит 11. Закрепное выработанное пространство заполняют пустой породой, например, обрушением пород кровли.

Селективная выемка угля и более ценного прослойка осуществляется в следующем порядке. Сначала вынимают полосу угля в верхнем слое комбайном 6 и организуют транспорт отбитого угля конвейером 5 до конвейерного штрека. Затем приступают к выемке угля из нижнего слоя комбайном 9. При этом полозья 10 каждой секции крепи 2 используют в качестве ориентира, показывающего возможный уровень мощности вынимаемого нижнего слоя, во избежание контакта опорной балки 3 с зубками исполнительного органа комбайна. По мере продвижения комбайна 9 вдоль линии очистного забоя осуществляют погрузку отбитого угля на забойную ветвь конвейера 8, перемещение щитов 11 в направлении очистного забоя на ширину вынутой полосы, бурение скважин и передвижку конвейера 8 и секций крепи 2 вместе с опорными балками 3. При этом щит 11 перекрывает пространство 7, защищая его от проникновения пород прослойка 1, которые под действием веса могут разрушиться в пространстве между скважинами, а буровую мелочь, образующуюся при бурении скважин, направляют в завальную ветвь консольного конвейера 8. Забойная ветвь консольного конвейера 8 транспортирует отбитый уголь на конвейерный штрек, а завальная - буровую мелочь - на вентиляционный.

После выемки первых полос угля в верхнем и нижнем слоях приступают к выемке аналогичным образом вторых полос и так до тех пор, пока ширина межскважинного целика прослойка 1 не превысит ширину оградительного щита 11. В этом случае после очередного перемещения оградительного щита 11 на ширину захвата исполнительного органа комбайна указанный целик зависнет с завальной стороны щита 11, под действием собственного веса обрушится и упадет на завальную ветвь консольного конвейера 8. Для повышения надежности попадания пород прослойка на завальную ветвь конвейера 8 между конвейером 8 и секцией крепи 2 может быть установлен отбойный щит 12, направляющий падающие куски породы из прослойка на завальную ветвь конвейера. Завальная ветвь консольного скребкового конвейера 8 транспортирует обрушенные куски породного прослойка к вентиляционному штреку, где осуществляют перегруз пород прослойка в другое транспортное средство.

Привлекательность данного способа состоит в том, что:

- на существующих шахтах в вентиляционных штреках укладываются рельсовые пути для организации вспомогательного транспорта, который может быть использован для транспорта пород прослойка;

- консольный скребковый конвейер является известным транспортным средством, использующимся в различных отраслях промышленности, в данном способе такой конвейер осуществляет транспортировку угля и пород прослойка в разные стороны;

- разрушение межскважинных целиков породного прослойка не требует дополнительных затрат энергии и времени, т.е. не оказывает заметного отрицательного воздействия, снижающего производительность забоя;

- разделение двух потоков полезных ископаемых осуществляется надежно непосредственно в очистном забое, потоки отбитого угля и пород прослоя направляются в противоположные стороны, что исключает возможность их смешивания до выдачи из шахты.

Поскольку полезное ископаемое прослойка является более ценным, чем уголь, то данные обстоятельства свидетельствуют о достижении цели, а именно - повышении эффективности разработки пологих угольных пластов, содержащих прослои более ценного полезного ископаемого.

Источники информации

1. Устройство для селективной выемки тонких пологонаклонных угольных пластов. А.с. СССР №1453040, E21D 23/00; Е21С 41/04, опубл. 1989, бюл. №3 (аналог).

2. Способ подземной селективной выемки полезного ископаемого. А.с. СССР №1585520, Е21С 41/04, опубл. 1990, бюл. №30 (прототип);

3. Секция крепи очистного забоя мощного крутонаклонного угольного пласта. Патент РФ №2246007, E21D 23/00.

Способ селективной выемки пологого угольного пласта, включающий раздельную выемку угля и пород прослоя очистным комбайном, разделение потоков отбитого угля и пород прослоя в очистном забое, транспорт отбитого угля до поверхности и транспорт пород прослоя, отличающийся тем, что сначала вынимают полосу угля в слое выше прослоя, грузят отбитый уголь на забойный конвейер, которым транспортируют его до конвейерного штрека и далее по существующей транспортной цепочке до поверхности, затем вынимают полосу угля в слое ниже прослоя, транспортируют отбитый уголь забойным конвейером нижнего слоя до конвейерного штрека и при этом осуществляют бурение скважин, поддержание пород прослоя в межскважинных целиках, разрушение межскважинных целиков под действием собственного веса, погрузку пород прослоя в то же транспортное средство и транспорт отбитой породы прослоя до вентиляционного штрека, а далее до поверхности средствами вспомогательного транспорта, причем буровая мелочь, образующаяся при бурении скважин в породах прослоя, также направляется в транспортный поток пород прослоя.