Способ демонтажа механизированных комплексов очистных забоев

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к механизированной выемке пластовых месторождений полезных ископаемых, и может быть использовано при демонтаже механизированных комплексов очистных забоев типа ОКП, ДМТ, КПК и др. Техническим результатом изобретения является повышение безопасности работ и сокращение затрат времени на демонтаж механизированных комплексов очистных забоев. Способ демонтажа механизированных комплексов очистных забоев включает проведение демонтажной камеры, крепление ее индивидуальной крепью и двухуровневой анкерной крепью, перетяжку пород кровли в зоне демонтажа с заводкой в нее механизированного комплекса и демонтаж его под защитой пилотных секций. Демонтажную камеру проводят в виде двух параллельных выработок, разделенных целиком. Из демонтажных выработок в целик у его кровли бурят скважины и устанавливают в них поперечные элементы жесткости, концы которых крепят анкерами в породах кровли. Погашение целика производят механизированным комплексом, при этом к поперечным элементам жесткости подвешивают перекрытие, содержащее средства перетяжки кровли и продольные элементы жесткости. Демонтаж механизированного комплекса производят после погашения им целика по известной схеме под защитой пилотных секций. 4 з.п. ф-лы., 5 ил.

 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к механизированной выемке пластовых месторождений полезных ископаемых, и может быть использовано при демонтаже механизированных комплексов очистных забоев типа ОКП, ДБТ, КПК и др.

Известен способ демонтажа выемочных механизированных комплексов, заключающийся в том, что на границе выемочного столба проводят между вентиляционным и конвейерным штреками демонтажную камеру и на расстоянии 4-6 м от нее на верхнее перекрытие секций механизированной крепи начинают укладывать продольные элементы жесткости в виде деревянного бруса, а демонтаж комплекса осуществляют при подходе комплекса к демонтажной камере (Портяненко В.И. и др. «Очистные механизированные комплексы ОКП-70. - М.: Недра, 1984. - С.106-112; Технологические схемы монтажа и демонтажа механизированных комплексов: Минуглепром СССР. - Прокопьевск, 1987. - С.45-57 и др.). Основными недостатками известного способа являются значительные затраты времени на период демонтажа и ненадежное функционирование перекрытия из деревянного бруса. В результате неоднократной разгрузки и опускания секций крепи породы кровли приходят в движение и вследствие деформации бруса просыпаются на освободившуюся дорожку и заполняют свободное пространство. Только по этой причине время демонтажа комплекса возрастает до 1-3 месяцев. Кроме того, при подходе комплекса к демонтажной камере, когда уменьшается целик между ними, резко увеличивается опасность по горному давлению, в частности по горным ударам, со всеми вытекающими из этого последствиями.

Частично указанные недостатки устранены в способе демонтажа механизированного комплекса, приведенном в брошюре «Геомеханическое состояние приконтурного массива демонтажной камеры» (Институт угля и углехимии СО РАН. - Кемерово, 2006. - С.13-21).

Известный способ демонтажа механизированного комплекса включает проведение демонтажной камеры между вентиляционным и конвейерным штреками, закрепление ее контура анкерами первого уровня с усилением анкерами глубокого заложения второго уровня, погашение целика под острым углом (4-6°) с опережением входа механизированного комплекса в демонтажную камеру в верхней части лавы с заводкой секций механизированной крепи под брус с перетяжкой кровли продольными элементами жесткости вдоль лавы. Демонтаж комплекса в демонтажной камере ведут под защитой пилотных секций крепи.

Основными недостатками известного способа демонтажа механизированных комплексов являются следующие:

заводка секций крепи под «брус» в процессе погашения целика сдерживает скорость подвигания лавы, что ведет к увеличению деформаций пород кровли погашаемого целика и обрушению пород непосредственной кровли при ее обнажении;

продольные элементы перетяжки кровли не имеют связи с другими элементами и с кровлей, поэтому они не противостоят сдвиговым деформациям и перемещениям обрушаемых пород, вследствие чего заднее ограждение секций механизированной крепи комплекса имеет низкий уровень защиты от обрушаемых пород;

опережающая заводка в демонтажную камеру верхней части комплекса стимулирует рост сдвижений пород кровли по падению пласта и повышает опасность возникновения аварийных ситуаций.

Техническим результатом изобретения является повышение безопасности работ и сокращение затрат времени на демонтаж механизированных комплексов очистных забоев.

Предложен способ демонтажа механизированных комплексов очистных забоев, включающий проведение демонтажной камеры между вентиляционной и конвейерной подготовительными выработками до подхода комплекса, крепление ее контура двухуровневой анкерной крепью с усилением крепления индивидуальной крепью, перетяжку пород кровли в зоне демонтажа с заводкой под нее механизированного комплекса под углом к демонтажной камере и демонтаж его под защитой пилотных секций.

Отличием предложенного способа является то, что демонтажную камеру проводят в виде двух параллельных демонтажных выработок, разделенных целиком, и из указанных демонтажных выработок у кровли целика бурят скважины и устанавливают в них поперечные элементы жесткости, концы которых крепят анкерами в демонтажных выработках к породам кровли, а при погашении целика между демонтажными выработками к поперечным элементам жесткости подвешивают средства перетяжки кровли и продольные элементы жесткости, причем демонтаж механизированного комплекса осуществляют после отработки им указанного целика.

Следующим отличием является то, что концы поперечных элементов жесткости крепят к породам кровли канатными анкерами глубокого заложения.

Отличием является также то, что в качестве поперечных элементов жесткости используют канат.

Другим отличием является также то, что вдоль демонтажных выработок у целика устанавливают подхваты, которые крепят к анкерной крепи кровли и к ним присоединяют поперечные элементы жесткости.

К отличиям относится также то, что погашение целика между демонтажными выработками ведут с опережающей заводкой в демонтажную камеру механизированного комплекса у нижней подготовительной выработки на 6-8°.

Испытания предлагаемого способа на шахтах Кузбасса показали, что погашение целика и полную заводку механизированного комплекса в демонтажную камеру можно провести за двое суток, а на полный демонтаж комплекса требуется еще 7-8 суток против 1-3 месяцев по известным способам. Высокая скорость демонтажа обеспечена надежным разделяющим перекрытием, предотвращающим проникновение обрушенных пород в рабочее пространство. Кроме того, предлагаемый способ обеспечивает высокий уровень безопасности работ и снижает вероятность возникновения аварийных ситуаций при выполнении демонтажных работ, в том числе на самовозгорающихся и удароопасных пластах.

Сущность предлагаемого способа поясняется примером его осуществления и чертежами, где на фиг.1 показан выемочный участок в стадии подготовки к демонтажу механизированного комплекса, на фиг.2 - схема крепления выработок демонтажной камеры, на фиг.3 - ввод механизированного комплекса в демонтажную камеру, на фиг.4 - разрез по А-А на фиг.3 и на фиг.5 - схема демонтажа механизированного комплекса в демонтажной камере.

Ниже приведено описание предлагаемого способа.

Подготовку к демонтажу комплекса начинают до подхода лавы к месту демонтажа на 300-500 м с проведения между вентиляционным 1 и конвейерным 2 штреками демонтажной камеры, содержащей параллельные демонтажные выработки 3 и 4, пройденные под углом 82-84° к конвейерному штреку и разделенные целиком 5. Для технологических нужд демонтажные выработки соединяют сбойками 6, пройденными по целику. При проходке демонтажных выработок в призабойной зоне возводят крепь, состоящую из подхватов 7, устанавливаемых под перетяжку (сетку) 8, и стоек 9. Крепление усиливают установкой под подхваты 7 анкеров 10 первого уровня стандартной длины. На некотором удалении от забоя в промежутках между подхватами 7 устанавливают более жесткие подхваты 11 (например, из СВП-17 или СВП-22) и прикрепляют их к кровле выработок анкерами 12 второго уровня глубокого заложения (например, канатными типа АК01 длиной 6-8 м). Борт демонтажной выработки 3, противоположный целику 5, крепят анкерами 13 под подхваты 14 с перетяжкой 15.

В демонтажных выработках у бортов, противоположных лавному, анкеры 12 устанавливают сближено друг к другу в два ряда, причем в демонтажной выработке 3 во втором ряду анкеры 12 устанавливают под сквозной продольный подхват 16, например, типа СВП17 или СВП22. В серединной части демонтажной выработки 3 плотность установки канатных анкеров 12 под продольный подхват 16 может быть увеличена в два раза по сравнению с концевыми участками длиной 25-30 м, примыкающими к штрекам 1 и 2. По мере проведения демонтажных выработок производят дополнительное упрочнение окружающего массива путем нагнетания соответствующих растворов. Через скважины 17 упрочняют целик 5, через скважины 18 - массив угольного борта выработки 4 навстречу лаве и через скважины 19 - породы над пластом этого же борта выработки 4.

После упрочнения целика в нем у контакта с кровлей бурят скважины и устанавливают в них поперечные элементы жесткости 20, например проколоты.

Концы поперечных элементов жесткости прикрепляют к кровле канатными анкерами 21 второго уровня. Пробуренные для элементов жесткости 20 скважины одновременно выполняют функцию разгрузочных скважин, приводя целик в неудароопасное состояние. Подготовка демонтажных выработок заканчивается подвеской посредством канатных анкеров 22 монорельсовой балки 23. Поперечные элементы жесткости могут быть выполнены из канатов, а вместо анкерования могут быть присоединены к продольным подхватам 24, которые, в свою очередь, могут быть присоединены к анкерам 21 или к подхватам 11. Механизированный комплекс 25 будет входить в демонтажную выработку 4 под углом 6-8°, при этом остаток выемочного столба на острие этого угла саморазрушается и не будет представлять угрозу по динамическим явлениям, связанным с посадкой основной кровли, а по мере отработки остатка выемочного столба нагрузка будет постепенно передаваться на целик 5.

При вводе механизированного комплекса в демонтажную камеру из демонтажной выработки 4 убирают стойки 9, а при погашении целика 5 к поперечным элементам жесткости 20 (проколотам) подвешивают средства перетяжки кровли, например сетку 26, с продольными элементами жесткости (швеллерами) 27, под которые заводят крепь механизированного комплекса. Таким образом, кровля над целиком 5 после его погашения имеет разделяющее перекрытие из поперечных и продольных элементов жесткости с перетяжкой между ними. Такое перекрытие в комплекте с креплением кровли демонтажных выработок представляет собой сложное разделяющее перекрытие, связанное с породными структурами канатными анкерами глубокого заложения, которое полностью предотвращает возможность проникновения пород кровли в рабочее пространство демонтажной камеры.

После погашения целика 5 убирают стойки 9 из демонтажной выработки 3 и начинают демонтаж секций механизированной крепи в направлении снизу вверх от конвейерного штрека 2 под защитой пилотных секций 28, которые заранее устанавливают в месте демонтажа комплекса, деревянных подхватов 29 со стойками 30 и клеток 31. После разгрузки секцию крепи механизированного комплекса выдергивают на 1,5-2,0 м в направлении к борту демонтажной выработки 3 и разворачивают вдоль выработки, а затем транспортируют на вентиляционный штрек 1 и далее - к месту монтажа или на поверхность.

После разгрузки очередной секции крепи породы кровли над нею приходят в сдвижение и стремятся заполнить освободившееся пространство под действием собственного веса, чему препятствует разделяющее перекрытие над демонтажной выработкой 4. Это перекрытие деформируется на двух разновысоких опорах. Одной опорой являются неразгруженные секции крепи механизированного комплекса 25, а второй опорой - клетки 31 и деревянные подхваты 29 со стойками 30. Под влиянием нагрузки от пород, пришедших в движение, вторая опора деформируется и уменьшает свою высоту, а разделяющее перекрытие связано канатными анкерами 12 и 21 с породами кровли и деформируется как непрерывное гибкое перекрытие, предотвращая проникновение породы в освободившееся пространство. Канатные анкеры глубокого заложения 12 и 21 ограничивают сдвижение блочных структур пород кровли и они опускаются над разгруженной секцией крепи без уступов, опираясь на указанные опоры и пилотные секции 28. Со стороны завала они ложатся на почву пласта, а со стороны демонтажной выработки 3 поддерживаются канатными анкерами 12, закрепленными в породах кровли, не участвующих в сдвижении. Боковые анкеры 13, подхваты 14 с перетяжкой 15 удерживают борт демонтажной выработки 3 от обрушения, а канатные анкеры 12, подхваты с перетяжкой 8 и сквозные подхваты 16 поддерживают породы кровли над демонтажной выработкой 3. Длину канатных анкеров второго уровня 12, 21 и 22 выбирают из условия их закрепления за сводом давления (6-8 м). Для транспортировки грузов по демонтажной выработке 3 используют монорельсовую дорогу, подвешенную к балке 23, закрепленную в породах кровли с помощью канатных анкеров 22.

Выполнение демонтажной камеры в виде двух параллельных выработок, разделенных целиком, позволяет существенно снизить нагрузку на ее крепь при вводе механизированного комплекса, а выполнение разделяющего перекрытия позволяет вести демонтаж секций крепи механизированного комплекса с высокой скоростью, предотвращает проникновение породы в рабочее пространство и повышает уровень безопасности работ.

1. Способ демонтажа механизированных комплексов очистных забоев, включающий проведение демонтажной камеры между вентиляционной и конвейерной подготовительными выработками до подхода механизированного комплекса, крепление ее контура двухуровневой анкерной крепью, перетяжку пород кровли в зоне демонтажа с заводкой под нее механизированного комплекса под углом к демонтажной камере и демонтаж его под защитой пилотных секций, отличающийся тем, что демонтажную камеру проходят в виде двух параллельных демонтажных выработок, разделенных целиком, и из указанных демонтажных выработок через целик у кровли бурят скважины и устанавливают в них поперечные элементы жесткости, концы которых крепят анкерами в демонтажных выработках к породам кровли, а при погашении целика механизированным комплексом между демонтажными выработками к поперечным элементам жесткости прикрепляют средства перетяжки кровли и продольные элементы жесткости, причем демонтаж механизированного комплекса осуществляют после отработки им указанного целика.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что концы поперечных элементов жесткости крепят к породам кровли канатными анкерами глубокого заложения.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве поперечных элементов жесткости используют канат.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что вдоль демонтажных выработок у бортов целика устанавливают продольные подхваты, которые крепят к анкерной крепи кровли, и к ним подсоединяют поперечные элементы жесткости.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что погашение целика между демонтажными выработками ведут с опережающей заводкой механизированного комплекса у нижней подготовительной выработки на 6-8°.