Способ разработки мощного крутонаклонного угольного пласта полосами по падению



Способ разработки мощного крутонаклонного угольного пласта полосами по падению
Способ разработки мощного крутонаклонного угольного пласта полосами по падению
Способ разработки мощного крутонаклонного угольного пласта полосами по падению

 


Владельцы патента RU 2527852:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт угля Сибирского отделения Российской академии наук (ИУ СО РАН) (RU)

Изобретение относится к горному делу, в частности к разработке мощных крутонаклонных угольных пластов слабонаклонными слоями по щитовой системе разработки. Техническим результатом является повышение эффективности и безопасности разработки мощных крутонаклонных пластов за счет организации автоматизированной системы правления самоходным вагоном для транспортировки отбитого угля. Предложенный способ разработки включает подготовку выемочного столба проведением конвейерного и вентиляционного штреков, подготовку выемочной полосы проведением флангового и ближнего скатов по линии падения у почвы пласта от конвейерного до вентиляционного штрека по обеим сторонам полосы, проведение монтажной камеры у вентиляционного штрека, монтаж в ней секций агрегатированной крепи, выемку угля слабонаклонными слоями очистным комбайном фронтального действия и транспортировку угля вдоль забоя самоходным вагоном на фланговый скат, при наклоне вынимаемого слоя в сторону ближнего ската, или на ближний углеспускной скат, при наклоне вынимаемого слоя в сторону флангового ската, изменение направления наклона слоя и разворот комбайна в камере, которую проводят за пределами выемочной полосы. Причем самоходный вагон снабжен автоматизированной системой управления. При этом с перекрытия каждой секции агрегатированной крепи в сторону почвы слоя подают сигнал, соответствующий порядковому номеру секции крепи, этот сигнал принимают приемным устройством, установленным на самоходном вагоне, и передают в автоматизированную систему управления. После изменения направления наклона слоя осуществляют настраивание системы управления самоходного вагона, которая в зависимости от комбинации номеров поступивших сигналов и степени загрузки кузова обеспечивает включение исполнительных механизмов самоходного вагона - движение вперед-назад, разгон-торможение, загрузка-разгрузка, стоп. 3 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к горному делу, в частности к разработке мощных крутонаклонных угольных пластов в слабонаклонных слоях по щитовой системе разработки.

Известен способ разработки мощного крутонаклонного угольного пласта полосами по падению, включающий подготовку выемочного столба проведением конвейерного и вентиляционного штреков, подготовку выемочной полосы проведением флангового и ближнего скатов по линии падения у почвы пласта от конвейерного до вентиляционного штрека по обеим сторонам полосы, проведение монтажной камеры у вентиляционного штрека, монтаж в ней секций агрегатированной крепи, механизированную выемку угля и принудительный транспорт угля вдоль очистного забоя [1]. Недостатком аналога является то, что принудительный транспорт угля вдоль очистного забоя осуществляют шнековыми исполнительными органами агрегатированных секций крепи, установленных вдоль очистного забоя, последовательно от одного к другому. При этом производительность очистного забоя не может быть выше производительности одного шнекового исполнительного органа по транспортированию отбитого угля, что снижает эффективность разработки угольного пласта.

В качестве прототипа принят способ разработки мощного крутонаклонного угольного пласта полосами по падению, включающий подготовку выемочного столба проведением конвейерного и вентиляционного штреков, подготовку выемочной полосы проведением флангового и ближнего скатов по линии падения у почвы пласта от конвейерного до вентиляционного штрека по обеим сторонам полосы, проведение монтажной камеры у вентиляционного штрека, монтаж в ней секций агрегатированной крепи, выемку угля слабонаклонными слоями очистным комбайном фронтального действия, принудительный транспорт угля вдоль забоя самоходным вагоном на фланговый скат, при уклоне вынимаемого слоя в сторону ближнего ската, или на ближний углеспускной скат, при уклоне вынимаемого слоя в сторону флангового ската, изменение направления уклона слоя и разворот комбайна в камере, которую проводят за пределами выемочной полосы [2]. Недостатком прототипа является то, что при разработке мощного пласта обнажение угольного массива по высоте значительно превышает высоту самоходного вагона, а сам массив, по мере отработки слоев по линии падения пласта, имеет тенденцию нависать над почвой разрабатываемого слоя. Кабина управления самоходного вагона находится в передней части справа от продольной оси вагона. При транспортировании отбитого угля вдоль очистного забоя с целью снижения вероятности получения травм водителем самоходного вагона, он должен находиться со стороны секций крепи, а не со стороны угольного массива, во избежание быть травмированным отжатыми от массива кусками угля. Но тогда, после разворота вагона, его кабина будет сзади - водителю не будет видно траектории движения, что само по себе не эффективно и опасно. Этот недостаток снижает эффективность и безопасность разработки мощного крутонаклонного угольного пласта полосами по падению.

Целью изобретения является повышение эффективности и безопасности разработки мощных крутонаклонных угольных пластов полосами по падению за счет частичного вывода людей из зоны ведения очистных работ и организации автоматизированной системы управления самоходным вагоном.

Поставленная цель достигается тем, что в способе разработки мощного крутонаклонного угольного пласта полосами по падению, включающем подготовку выемочного столба проведением конвейерного и вентиляционного штреков, подготовку выемочной полосы проведением флангового и ближнего скатов по линии падения у почвы пласта от конвейерного до вентиляционного штрека по обеим сторонам полосы, проведение монтажной камеры у вентиляционного штрека, монтаж в ней секций агрегатированной крепи, выемку угля слабонаклонными слоями очистным комбайном фронтального действия, принудительный транспорт угля вдоль забоя самоходным вагоном на фланговый скат, при наклоне вынимаемого слоя в сторону ближнего ската, или на ближний углеспускной скат, при наклоне вынимаемого слоя в сторону флангового ската, изменение направления наклона слоя и разворот комбайна в камере, которую проводят за пределами выемочной полосы, в соответствии с техническим решением, транспорт угля вдоль очистного забоя осуществляют самоходным вагоном с автоматизированной системой управления, с перекрытия каждой секции агрегатированной крепи в сторону почвы слоя подают сигнал, соответствующий порядковому номеру секции крепи, этот сигнал принимают приемным устройством, установленным на самоходном вагоне, и передают в автоматизированную систему управления, после изменения направления наклона слоя осуществляют настраивание системы управления самоходного вагона, которая в зависимости от комбинации номеров поступивших сигналов и степени загрузки кузова обеспечивает включение исполнительных механизмов самоходного вагона - движение вперед-назад, разгон-торможение, загрузка-разгрузка, стоп.

Сущность предлагаемого способа поясняется чертежами.

На фиг.1 показана схема подготовки и отработки выемочной полосы по падению слабонаклонными слоями; на фиг.2 - схема расстановки оборудования и излучателей в монтажной камере (вид в плане); на фиг.3 - то же, но в очистном забое в средней части высоты этажа.

Способ может быть реализован следующим образом.

Длинный выемочный столб подготавливают проведением конвейерного 1 и вентиляционного 2 штреков. Выемочную полосу оконтуривают проведением у дальней границы столба (на фланге) углеспускного ската 3 у почвы пласта и у ближней границы - углеспускного ската 4 аналогичным образом. У вентиляционного штрека 2 сооружают монтажную камеру 5, в которой монтируют секции щитовой агрегатированной крепи 6 очистного забоя мощного крутонаклонного пласта.

Со стороны рабочего пространства на забойном краю поворотного ограждения секции крепи симметрично его продольной оси установлены два излучателя 7 и 8, настроенные на разную частоту, индивидуальную для каждой секции крепи, направленные в сторону почвы отрабатываемого слоя.

В рабочем пространстве очистного забоя монтируют очистной комбайн 9 фронтального действия с режущим исполнительным органом, выполненным в виде горизонтально ориентированного барабана, например типа JOY 17СМ, и самоходный вагон 10, например В15К. На погрузочной стреле очистного комбайна 9 устанавливают излучатель 11, направленный в сторону почвы слоя, а над кабиной самоходного вагона 10 монтируют устройство приема сигналов от излучателей секций крепи, очистного комбайна и концевого излучателя 12, установленного на границе углеспускного ската с отрабатываемым слоем. Самоходный вагон 10 способен работать как в ручном режиме управления, т.е. под управлением машиниста, так и в автоматизированном.

В исходном положении секции 6 установлены в линию, выдвижные козырьки выдвинуты до соприкосновения с кровлей пласта. Излучатели включены и подают сигналы, ограничивающие зону работы самоходного вагона. При этом излучатели 7 и 8 каждой секции крепи в совокупности формируют возможную траекторию движения вагона, которая на начальной стадии является горизонтальной (см. фиг.1) и прямолинейной в плане (см. фиг.2), излучатель 11 обозначает зону погрузки отбитого угля в вагон, а излучатель 12 - зону разгрузки вагона.

При зарубке в почву монтажной камеры очистной комбайн формирует комбайновую дорогу, которая примерно в полтора раза шире дороги, необходимой для прохода самоходного вагона. При этом прямолинейность почвы слоя (как в профиле, так и в плане) нарушается, а возможная траектория движения вагона, обозначенная излучателями 7 и 8 каждой секции до передвижки секций крепи, остается прямолинейной. За счет большей ширины комбайновой дороги самоходный вагон перемещается по комбайновой дороге, но в соответствии с возможной траекторией, обозначенной излучателями 7, 8.

После загрузки вагона отбитым углем, система управления подает сигнал машинисту очистного комбайна о заполнении кузова вагона и, после остановки работы комбайна, - сигнал начала движения в сторону углеспускного ската. Движение вагона происходит в соответствии с траекторией, обозначенной излучателями 7, 8, с заданной скоростью.

У границы выемочной полосы с углеспускным скатом система управления вагоном улавливает сигнал от концевого излучателя 12 и подает сигнал «стоп», а после остановки - сигнал «разгрузка». Вагон осуществляет разгрузку своего кузова в сторону углеспускного ската.

По окончании разгрузки система управления подает сигнал движения вагона к очистному комбайну. Вагон движется по траектории, обозначенной излучателями 8, 7 в обратную сторону до тех пор, пока система управления не получит сигнал от излучателя 11, установленного на комбайне, для формирования сигнала «стоп» и его передачи машинисту комбайна, сообщая тем самым о готовности вагона к загрузке отбитым углем.

После передвижки части секций крепи, возможная траектория движения вагона, обозначенная излучателями 7, 8, получит небольшое искривление, как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости. Это связано с углом залегания отрабатываемого пласта. По мере отработки последующих слоев зона искривления траектории движения самоходного вагона будет перемещаться в сторону углеспускного ската, на сопряжении с которым разгружается вагон. Однако, независимо от местоположения зоны искривления траектории движения, работа вагона осуществляется по описанной программе до тех пор, когда возникнет необходимость поменять углеспускной скат.

Для смены углеспускного ската осуществляют проведение камеры разворота, как это описано в прототипе [2], разворачивают в ней очистной комбайн и меняют его местами с самоходным вагоном. При этом управление самоходным вагоном осуществляют в ручном режиме, т.е. вагоном управляет машинист. Затем комбайн и вагон перегоняют по комбайновой дороге к углеспускному скату с противоположной стороны выемочной полосы.

Во время выполнения работ по проведению камеры разворота осуществляют настраивание системы управления самоходным вагоном и переставляют концевой излучатель 12 на сопряжение с противоположным углеспускным скатом.

Дальнейшая работа оборудования по выемке угля в слабонаклонных слоях осуществляется аналогично, но теперь в зоне искривления проекция траектории движения вагона на вертикальную плоскость получит изменение угла наклона с положительного на отрицательный, т.е. сначала вагон будет двигаться вверх, а после зоны искривления - вниз; то же самое относится к проекции траектории движения на горизонтальную плоскость (см. фиг.1 и фиг.3). Двигаясь в соответствии с траекторией, обозначенной излучателями 7 и 8, вагон всегда будет находиться в пределах ширины «комбайновой дороги», что исключит случайные выезды за пределы возможной траектории движения, т.е. снизит вероятность возникновения аварийных ситуаций, связанных с человеческим фактором.

Однако при запаздывании передвижки каких-либо секций крепи, возможная траектория, обозначенная излучателями 7 и 8 секций крепи, прервется, так как излучаемый сигнал с «запоздавших» секций не попадет в приемное устройство системы управления самоходным вагоном. В этом случае система управления подает сигнал «стоп», извещая, например, машиниста комбайна о вынужденной остановке самоходного вагона, связанной с нарушением сплошности возможной траектории движения, и о расположении вагона в слое. После восстановления непрерывности возможной траектории движения вагона работу оборудования возобновляют.

Организация работы самоходного вагона с автоматизированной системой управления проявила следующие особенности способа, выгодно отличающие его от прототипа и аналогов:

- за счет работы самоходного вагона в автоматизированном режиме управления отпала необходимость разворота самоходного вагона при смене направления транспортирования горной массы;

- отпала необходимость постоянного участия машиниста самоходного вагона при транспорте горной массы вдоль очистного забоя;

- снизилась вероятность возникновения аварийной ситуации при транспорте горной массы, так как снижено влияние человеческого фактора.

Перечисленные особенности свидетельствуют о повышении эффективности и безопасности разработки мощных крутонаклонных угольных пластов полосами по падению, т.е. о достижении цели изобретения.

Источники информации

1. Способ разработки мощного крутонаклонного угольного пласта полосами по падению. Патент РФ №2360115, опубл. 27.06.2009, бюл. №18 (аналог).

2. Способ разработки мощного крутонаклонного угольного пласта полосами по падению. Патент РФ №2461713, опубл. 20.09.2011, бюл. №26 (прототип).

Способ разработки мощного крутонаклонного угольного пласта полосами по падению, включающий подготовку выемочного столба проведением конвейерного и вентиляционного штреков, подготовку выемочной полосы проведением флангового и ближнего скатов по линии падения у почвы пласта от конвейерного до вентиляционного штрека по обеим сторонам полосы, проведение монтажной камеры у вентиляционного штрека, монтаж в ней секций агрегатированной крепи, выемку угля слабонаклонными слоями очистным комбайном фронтального действия, принудительный транспорт угля вдоль забоя самоходным вагоном на фланговый скат, при наклоне вынимаемого слоя в сторону ближнего ската, или на ближний углеспускной скат, при наклоне вынимаемого слоя в сторону флангового ската, изменение направления наклона слоя и разворот комбайна в камере, которую проводят за пределами выемочной полосы, отличающийся тем, что транспорт угля вдоль очистного забоя осуществляют самоходным вагоном с автоматизированной системой управления, с перекрытия каждой секции агрегатированной крепи в сторону почвы слоя подают сигнал, соответствующий порядковому номеру секции крепи, этот сигнал принимают приемным устройством, установленным на самоходном вагоне, и передают в автоматизированную систему управления, после изменения направления наклона слоя осуществляют настраивание системы управления самоходного вагона, которая в зависимости от комбинации номеров поступивших сигналов и степени загрузки кузова обеспечивает включение исполнительных механизмов самоходного вагона - движение вперед-назад, разгон-торможение, загрузка-разгрузка, стоп.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для комплексного освоения месторождений бурого угля. Технический результат заключается в обеспечении эффективного комплексного использования месторождений бурого угля и комплексной защите окружающей среды от воздействия технологического процесса.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке сближенных угольных пластов на участках шахтных полей, осложненных дизъюнктивными геологическими нарушениями в условиях высокой газоносности угля и массива вмещающих пород.

Изобретение относится к горному делу, в частности к разработке наклонных угольных пластов. Способ включает подготовку шахтного поля столбами по системе разработки «Длинные столбы по простиранию» с применением очистных механизированных комплексов - ОМК, диагональное проведение вскрывающих горных выработок с углом наклона в пределах техусловий транспортных средств по выдаче полезных ископаемых, выемку угля в длинном очистном забое обратным ходом с проведением монтажной камеры, демонтажной камеры, комплексом и техосмотром при перемонтаже на промплощадке, управление горным давлением обрушением пород кровли в выработанном пространстве, сбор шахтных вод в нижних точках шахты и подачу водного раствора антипирогена в выработанное пространство.

Изобретение относится к горному делу, в частности к механизированной разработке мощных крутонаклонных угольных пластов в наклонных слоях по щитовой системе разработки с выпуском угля межслоевой пачки.

Изобретение относится к области горного дела, к способам разработки шахтных полей по системе разработки «Длинные столбы по простиранию». Способ включает выемку угля в длинном очистном забое обратным ходом, проветривание очистного забоя, управление горным давлением обрушением пород кровли в выработанном пространстве, сбор шахтных вод в нижних точках шахты и подачу водного раствора антипирогена в выработанное пространство.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для безлюдной выемки крутых и наклонных пластов угля. Устройство содержит станок с гидроприводом возвратно-поступательного и возвратно-поворотного перемещения, двухканальный трубчатый став, струйный рабочий орган, систему подвода и распределения напорной жидкости.

Изобретение относится к горному делу, к комплексному освоению угольных месторождений. Способ включает детальное изучение вещественного состава угольных пластов на предмет выявления металлов платиновой группы, подлежащих попутному извлечению.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для безлюдной выемки крутых и наклонных пластов угля. Сущность изобретения заключается в том, что сначала проводят подготовительные полевые выработки - этажные откаточный и вентиляционный штреки с одинаковыми геодезическими отметками, блоковые квершлаги и аккумулирующие штреки с уклоном под самотечный гидротранспорт, бурят вскрывающие скважины под прямым углом к плоскости паста, затем гидравлическим способом вымывают щелевые врубы.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке пластов полезных ископаемых лавами, оборудованными очистными механизированными комплексами.

Изобретение относится к горному делу, в частности к системам разработки сближенных высокогазоносных угольных пластов. Техническим результатом является повышение эффективности удаления метана, повышение нагрузки на очистной забой и повышение безопасности очистных работ по газовому фактору.

Изобретение относится к системам автоматизированного управления в горной промышленности и может быть использовано в системе управления проходческим щитом. Техническим результатом является повышение точности и надежности управления передвижением щита тоннелепроходческого комплекса.

Изобретение относится к горному делу, в частности к регулировке направления действия очистного комплекса в призабойном пространстве лавы. Предложен способ автоматического получения заданного призабойного пространства в действующих очистных забоях в подземной разработке месторождений каменного угля, в котором посредством установленных, по меньшей мере, на трех из четырех основных конструктивных деталях остова щитовой крепи, датчиков наклона определяют наклон деталей щита относительно горизонтали и в блоке вычислительной машины рассчитывают соответствующую пласту высоту щита остова крепи.

Предложенная группа изобретений относится к горному делу и может быть использована для контроля и регулирования положения рабочего органа очистного комбайна. Техническим результатом является исключение столкновения барабана рабочего органа комбайна и остова щитовой механизированной крепи.

Изобретение относится к области горного дела, а именно к устройствам для проведения горных выработок. Техническим результатом изобретения является расширение возможностей управления проходческим комбайном и повышение безопасности труда.
Изобретение относится к горно-добывающей промышленности, в частности к добыче полезного ископаемого с помощью горных комбайнов. .

Изобретение относится к горному делу, в частности к методу регулирования уровня струга при его автоматическом управлении в процессе выемки полезного ископаемого. .

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к способу управления механизированной щитовой крепью. .

Изобретение относится к системам регулирования привода для строительных машин, включающих фрезерный барабан, например, таких как фрезерные машины, проходческие комбайны для открытых работ или машины для стабилизации грунта/рециклинга дорожного покрытия.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к добычной машине, перемещающейся вдоль конвейерной установки. .

Изобретение относится к проходческим комбайнам, может быть использовано в угольной промышленности. .

Изобретение относится к горному делу, в частности к угледобывающей промышленности. Предложен способ определения положения и/или места компонентов горной выемочной установки, включающих в себя, по меньшей мере, один забойный конвейер (8), систему (1) щитовой крепи, имеющую множество рам (2) щитовой крепи, и выемочную машину (6), перемещающуюся вдоль забойного конвейера (8), при этом положение и/или место, по меньшей мере, одного компонента установки определяют с помощью системы оценки. При этом указанная система оценки содержит, по меньшей мере, один блок (25) обнаружения. Для обеспечения определения места и/или положения, по меньшей мере, одного компонента установки даже в случае динамического процесса горной добычи, по меньшей мере, один блок (25) обнаружения включает в себя датчик изображения, с помощью которого обнаруживают четыре точки (21) объекта, находящиеся на заданном расстоянии друг от друга и обнаруживаемые на длинах волн оптического диапазона. Положение и/или место компонента установки можно определить с использованием системы оценки по проекции точек объекта, обнаруженных с помощью датчика изображения. Предложенный способ обеспечивает измерение абсолютного и относительного местоположения технических компонентов выемочной установки. 4 н. и 23 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх