Способ механизированной разработки крутого угольного пласта средней мощности полосами по падению



Способ механизированной разработки крутого угольного пласта средней мощности полосами по падению
Способ механизированной разработки крутого угольного пласта средней мощности полосами по падению
Способ механизированной разработки крутого угольного пласта средней мощности полосами по падению

 


Владельцы патента RU 2532929:

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

Изобретение относится к горному делу, к механизированной разработке крутопадающих угольных пластов средней мощности полосами по падению. Способ включает подготовку выемочного столба и выемочной полосы проведением выработок. На сопряжении монтажной камеры с углеспускным скатом проводят вторую монтажную камеру, рабочее пространство которой поддерживают крепью сопряжения, распертой между кровлей и почвой пласта. Почве каждого слоя придают уклон к горизонту не менее угла, обеспечивающего самотечный транспорт отбитого угля по желобам. Слоевую выемку угля осуществляют стреловидным режущим органом, выполненным в виде горизонтально ориентированного барабана с резцами, установленного на боковинах передовой секции желоба. Подачу режущего органа осуществляют передвижкой передовой секции желоба на забой, перемещение его в обратном направлении обеспечивают передвижкой передовой секции желоба в сторону углеспускного ската. Направление вращения барабана режущего органа обеспечивает резание угля снизу вверх. Став желоба наращивают запасными желобами, а вторую монтажную камеру продлевают по мере отработки слоев в полосе. Выемку опорных целиков осуществляют режущими исполнительными органами секций раздвижного щитового перекрытия. Изобретение позволяет повысить эффективность и безопасность разработки за счет организации самотечного транспорта отбитого угля. 3 ил.

 

Изобретение относится к горному делу, в частности к механизированной разработке крутопадающих угольных пластов средней мощности длинными столбами по простиранию, вынимаемых полосами по падению, т.е. по щитовой системе разработки.

Известен способ разработки крутых и крутонаклонных угольных пластов средней мощности, включающий подготовку выемочного столба проведением транспортного и вентиляционного штреков, подготовку выемочной полосы проведением скатов, оснащенных углеспускным отделением, и монтажной камеры, монтаж в ней секций механизированной крепи, агрегатированных с исполнительным органом, выполненным в виде стрелы, оснащенной горизонтально установленным шнековым режущим органом; механизированную выемку и транспортирование угля вдоль забоя до углеспускного ската [1]. Недостатками данного аналога является то, что при транспортировании отбитого угля вдоль забоя используются шнековые исполнительные органы механизированных секций, и производительность очистного забоя ограничивается производительностью по транспортированию одного шнекового исполнительного органа; при пересыпе отбитого угля с уступа на уступ резко повышается запыленность рудничной атмосферы.

Наиболее близким аналогом предлагаемому техническому решению, принятым в качестве прототипа, является способ разработки крутого 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 от конвейерного до вентиляционного штрека по обеим сторонам полосы, проведение монтажной камеры у вентиляционного штрека с оставлением опорных целиков, монтаж в ней раздвижного щитового перекрытия крепи, слоевую механизированную выемку угля в очистном забое режущим органом, выполненным в виде горизонтально ориентированного барабана с резцами, транспорт угля вдоль забоя и проветривание очистного забоя за счет общешахтной депрессии. При этом почве каждого слоя придают уклон в сторону одного из скатов. Остающиеся в пределах выемочной полосы целики угля вынимают режущими исполнительными органами секций раздвижного щитового перекрытия. При выемке целика безопасности с конвейерного штрека бурят углеспускные скважины в створе с каждой секцией [2].

Недостатком прототипа является то, что выемку угля ведут исполнительным органом комбайна, обладающего большими габаритами, не позволяющими разрабатывать крутые пласты средней мощности. Оставляемые опорные целики, удерживающие щитовое раздвижное перекрытие, будут ничтожно малых размеров, в силу этого неспособных выполнять свою функцию. Этот недостаток снижает эффективность и безопасность разработки крутых угольных пластов средней мощности.

Целью изобретения является повышение эффективности и безопасности разработки крутых угольных пластов полосами по падению за счет организации самотечного транспорта отбитого угля вдоль очистного забоя и использования вынесенной системы подачи режущего органа на забой.

Поставленная цель достигается тем, что в способе механизированной разработки крутого угольного пласта средней мощности полосами по падению, включающем подготовку выемочного столба проведением конвейерного и вентиляционного штреков, подготовку выемочной полосы проведением флангового и ближнего скатов по линии падения от конвейерного до вентиляционного штрека по обеим сторонам полосы, проведение монтажной камеры у вентиляционного штрека с оставлением опорных целиков, монтаж в ней секций раздвижного щитового перекрытия крепи, снабженных стреловидным режущим органом, слоевую выемку угля в очистном забое режущим органом, выполненным в виде горизонтально ориентированного барабана с резцами, с приданием почве каждого слоя уклона в сторону одного из скатов, выемку опорных целиков режущими исполнительными органами секций раздвижного щитового перекрытия, транспорт угля вдоль забоя и бурение углеспускных скважин в створе с каждой секцией щитового раздвижного перекрытия при выемке целика безопасности, согласно техническому решению на сопряжении монтажной камеры с углеспускным скатом проводят вторую монтажную камеру, рабочее пространство которой поддерживают крепью сопряжения, распертой между кровлей и почвой пласта, почве каждого слоя придают уклон к горизонту не менее угла, обеспечивающего самотечный транспорт отбитого угля по желобам, режущий орган, выполненный в виде горизонтально ориентированного барабана с резцами, устанавливают на боковинах передовой секции желоба, подачу режущего органа осуществляют передвижкой передовой секции желоба на забой, перемещение его в обратном направлении обеспечивают передвижкой передовой секции желоба в сторону углеспускного ската, при этом направление вращения барабана режущего органа обеспечивает резание угля снизу вверх, став желоба наращивают запасными желобами, а вторую монтажную камеру продлевают по мере отработки слоев в полосе.

Сущность способа механизированной разработки крутого угольного пласта средней мощности полосами по падению поясняется схемами. На фиг.1 показана подготовка выемочной полосы и порядок отработки слоев в полосе; на фиг.2 - расстановка оборудования в очистном забое; на фиг.3 - то же,(поперечный разрез).

Угольный пласт средней мощности, залегающий, например, вертикально, подготавливают для отработки по щитовой системе разработки. Проводят транспортный 1 и вентиляционный 2 штреки, между которыми нарезают выемочную полосу проведением по линии падения пласта флангового 3 и ближнего 4 скатов. На сопряжении выемочной полосы с вентиляционным штреком 2 проводят монтажную камеру 5 с оставлением опорных целиков у почвы и кровли пласта, на которых монтируют секции щитового раздвижного перекрытия 6, которые между собой связывают гибкими сцепками или домкратами передвижки. На сопряжении выемочной полосы с фланговым скатом 3 проводят вторую монтажную камеру 7, в которой монтируют крепь сопряжения 8.

Отбойку угля осуществляют режущим органом, выполненным в виде горизонтально ориентированного барабана 9 с резцами, установленного на телескопической стреле 10 с приводом 11, смонтированным на бортах передовой секции желоба 12. Подрубку опорных целиков у кровли и почвы пласта осуществляют стреловидными исполнительными органами 13, установленными на каждой секции щитового раздвижного перекрытия 6.

Во внутреннем пространстве крепи сопряжения 8 укладывают комплект секций желобов. На верхней секции желобов закрепляют привод 11 режущего органа 9. Выемку угля осуществляют в наклонных слоях. Захватами 14 гидравлического толкателя 15, установленного под углом к горизонту, при включенном приводе режущего органа подают на забой верхнюю секцию желоба 12. При этом обеспечивают резание угля движением резцов снизу вверх. За счет массы режущего органа с его стрелой и приводом, а также за счет направления вращения режущего органа осуществляется прижатие днища желоба 12 к почве вынимаемого слоя. Отбитый уголь, приподнятый вращением режущего органа, попадает в желоб 12 и далее самотеком транспортируется к скату 3.

По мере подвигания желоба на величину хода толкателя 15 осуществляют освобождение бортов желоба от захватов 14, возвращение толкателя в исходное положение, повторное закрепление захватов 14 на бортах желоба 12 и повторение цикла подачи режущего органа на забой.

После подвигания забоя на длину секции желоба к первому желобу пристыковывают следующую секцию желоба, соединяя их быстроразъемным соединением, и продолжают работы по выемке угля в наклонном слое.

По окончании выемке слоя режущий орган выходит в монтажную камеру (при выемке первых слоев) или в скат 4; его привод выключают, а толкателем 15 возвращают режущий орган в монтажную камеру 7 путем сокращения става желобов 12 и складирования секций во внутреннем пространстве крепи сопряжения 8.

Во время выполнения работ по сокращению става желобов 12 в пространство под щитовым раздвижным перекрытием заходят горнорабочие очистного забоя и приступают к подрубке опорных целиков у кровли и почвы пласта и управлению щитовым раздвижным перекрытием. Для этого используют стреловидный режущий орган 13, подвешенный к днищу каждой секции щитового перекрытия. Сначала подрубают опорный целик с одной стороны секции на величину не более мощности слоя и опускают эту сторону секции; затем другую и т.д.

Перед началом выемки следующего слоя желоб с приводом режущего органа опускают ниже уровня отработанного слоя на мощность вынимаемого слоя и далее повторяют цикл операций в слое.

По мере выемки слоев монтажную камеру 7 углубляют, придавая ее почве уклон в сторону ската 3 более угла естественного откоса дробленого угля для обеспечения самотечного транспорта.

При подходе очистных работ к транспортному штреку вынимают последний наклонный слой, оставляя в выемочной полосе целик безопасности 16, а режущий орган 9 и став желобов 12 демонтируют. Оставшийся целик безопасности 16 вынимают режущими стреловидными органами 13 секций 6 щитового раздвижного перекрытия, а транспорт отбитого угля осуществляют по углеспускным скважинам 17, пробуренным с транспортного штрека 1 в створе с каждой секцией щитового раздвижного перекрытия.

Таким образом, подача режущего органа на забой осуществляется подиганием става желобов из второй монтажной камеры, погрузка отбитого угля и его транспортирование осуществляется силами гравитации; ни то,ни другое не требует постоянного присутствия людей в очистном забое, что повышает не только эффективность, но и безопасность ведения очистных работ.

Источники информации

1. Способ разработки крутонаклонных угольных пластов средней мощности и тонких. Патент 2320872 РФ; заявлено 10.04.2006, №2006111689, патентообладатель ИУУ СО РАН (аналог).

2. Способ разработки мощного крутого угольного пласта полосами по падению. Патент №2462593 РФ; заявлено 14.03.2011, №2011109534, патентообладатель ИУУ СО РАН (прототип).

Способ механизированной разработки крутого угольного пласта средней мощности полосами по падению, включающий подготовку выемочного столба проведением конвейерного и вентиляционного штреков, подготовку выемочной полосы проведением флангового и ближнего скатов по линии падения от конвейерного до вентиляционного штрека по обеим сторонам полосы, проведение монтажной камеры у вентиляционного штрека с оставлением опорных целиков, монтаж в ней секций раздвижного щитового перекрытия крепи, снабженных стреловидным режущим органом, слоевую выемку угля в очистном забое режущим органом, выполненным в виде горизонтально ориентированного барабана с резцами, с приданием почве каждого слоя уклона в сторону одного из скатов, выемку опорных целиков режущими исполнительными органами секций раздвижного щитового перекрытия, транспорт угля вдоль забоя и бурение углеспускных скважин в створе с каждой секцией щитового раздвижного перекрытия при выемке целика безопасности, отличающийся тем, что на сопряжении монтажной камеры с углеспускным скатом проводят вторую монтажную камеру, рабочее пространство которой поддерживают крепью сопряжения, распертой между кровлей и почвой пласта, почве каждого слоя придают уклон к горизонту не менее угла, обеспечивающего самотечный транспорт отбитого угля по желобам, режущий орган, выполненный в виде горизонтально ориентированного барабана с резцами, устанавливают на боковинах передовой секции желоба, подачу режущего органа осуществляют передвижкой передовой секции желоба на забой, перемещение его в обратном направлении обеспечивают передвижкой передовой секции желоба в сторону углеспускного ската, при этом направление вращения барабана режущего органа обеспечивает резание угля снизу вверх, став желоба наращивают запасными желобами, а вторую монтажную камеру продлевают по мере отработки слоев в полосе.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к комплексному освоению угольного месторождения при подземной газификации угля. Способ комплексного освоения угольного месторождения включает бурение системы дутьевых и газоотводящих скважин, гидравлически связанных между собой по угольному пласту, осуществление через них гидродинамического воздействия с образованием зоны искусственных полостей и трещин и огневого воздействия на угольный пласт с образованием очага горения, перемещаемого от дутьевой скважины в сторону газоотводящей скважины, получение сырого генераторного газа, охлаждение его до температуры ниже температуры конденсации компонентов, входящих в состав сырого газа, и получение вместе с очищенным газом других полезных компонентов.

Изобретение относится к горной промышленности, к разработке сближенных пологих пластов. Способ включает проходку выемочных штреков по двум пластам, сбиваемых уклонами, проветривание тупиковых забоев вентиляционными установками местного проветривания и подачу отбитой руды от проходки выемочных штреков по верхнему пласту через рудоспускные скважины на конвейерную линию, смонтированную на нижнем пласте.

Изобретение относится к устройству промплощадок шахт угольных шахт и рудников. Угольнопородный технологический комплекс промплощадки включает машинное здание наклонного ствола со зданием углеподготовки, углепородную галерею, породный бункер, стрелу рассеяния угля на склад, приемные воронки с выходом на станцию погрузки угля в вагоны.

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.

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 разработке крутых угольных пластов. Способ по щитовой системе разработки включает полевую подготовку выемочного поля пласта, вскрываемого проведением транспортных и вентиляционных квершлагов, деление выемочного поля по простиранию пласта на ограниченные по ширине выемочные полосы проведением двух наклонных выработок, проведение монтажной камеры на уровне вентиляционного штрека, монтаж в ней секционного щитового перекрытия, проведение углеспускных скважин, выемку угля под щитовым перекрытием и самотечный транспорт отбитого угля по углеспускным скважинам до транспортного штрека. До начала выемки угля проводят первую наклонную выработку, ограничивая ею выемочную полосу с одной стороны. С другой стороны выемочную полосу ограничивают количеством секций щитового перекрытия. Выемку-отбойку угля под щитовым перекрытием осуществляют механизированно в слоях, которым придают наклон в сторону первой наклонной выработки, и организуют самотечный транспорт отбитого угля по желобам вдоль очистного забоя. По мере отработки наклонных слоев, с другой стороны выемочной полосы, в выработанном пространстве возводят вторую наклонную выработку, обеспечивающую запасной выход из очистного забоя и его проветривание. По мере приближения очистного забоя к нижней границе выемочной полосы осуществляют проведение транспортного штрека в направлении от второй наклонной выработки к первой. С этого штрека бурят скважины в створе с каждой секцией щитового перекрытия, по которым осуществляют самотечный транспорт отбитого под щитовым перекрытием угля. Изобретение позволяет повысить эффективность и безопасность разработки. 8 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке полезного ископаемого. Способ улавливания метана при отработке угольных пластов с помощью механизированного комплекса включает отработку угольного пласта с использованием секций механизированной крепи с коробчатыми верхними перекрытиями забойного конвейера и комбайна. Одновременно с выемкой угля, его транспортировкой по забою и подготовительным выработкам, через отверстия в коробчатых верхних перекрытиях и телескопические патрубки, осуществляют отсос метана. Из очистного забоя все коробчатые верхние перекрытия секций соединены между собой гофрированными патрубками определенной длины, равной шагу передвижки механизированной крепи. Изобретение позволяет осуществить комплексное и рациональное использования угля в недрах за счет попутной эффективной добычи метана, снизить себестоимость угля, обеспечить безопасную разработку полезного ископаемого. 3 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подготовке и отработке мощных пологих угольных пластов наклонными слоями с обрушением пород кровли. Способ включает подготовку панели проведением пластовых выработок в верхнем слое с последующим проведением выработок в нижнем слое и организацию совместной отработки слоев в обратном порядке. Для подготовки выемочного участка проводят вентиляционный и конвейерный штреки по верхнему и нижнему слоям до границы панели, где их соединяют монтажными камерами, в которых монтируют механизированные комплексы. На задних ограждениях гидрофицированной крепи верхнего слоя устанавливают дополнительные ограждения, перемещающиеся на катках по верхним перекрытиям гидрофицированной крепи нижнего слоя. При оставлении целиков на флангах очистного забоя в верхнем слое в гидрофицированных секциях крепи, установленных на флангах в нижнем слое, оборудуют окна для выпуска угля на забойный конвейер. При бесцеликовой схеме подготовки на конвейерном и вентиляционном штреках нижнего слоя, пройденных вприсечку к штрекам верхнего слоя, устанавливают крепи сопряжения, по которым передвигают секции гидрофицированной крепи комплекса верхнего слоя. Изобретение позволяет повысить безопасность и концентрацию ведения горных работ, а также снизить объемы проведения подготовительных выработок по породе. 8 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для разработки мощных пологих пластов угля. Способ разработки мощных пологих угольных пластов включает подготовку выемочного столба, монтаж механизированного комплекса, подрезку нижнего слоя пласта очистным комбайном, разрушение подкровельной толщи тонкими гидравлическими струями, выпуск горной массы на подзавальный конвейер. В подкровельной толще направленным бурением закладывают параллельно дегазационные скважины диаметром 90-110 мм на длину выемочного столба на расстоянии 15-30 м друг от друга по ширине выемочного столба и 1-1,5 м от кровли, которые подключают к дегазационной сети, связанной с вакуум-насосом. Разрушение подкровельной толщи тонкими гидравлическими струями и выгрузку горных пород производят на расстоянии, равном двойной ширине вынимаемой полосы очистным комбайном от хвоста секции крепи. Изобретение позволяет повысить уровень безопасности ведения горных работ путем дегазации выемочного столба и улучшения условий проветривания очистного забоя. 3 ил.

Способ открыто-подземной разработки свиты крутонаклонных угольных пластов включает деление горного отвода на участки, на дневной поверхности каждого участка сооружают рабочую площадку путем удаления наносов над внутренним пластом нерабочей мощности. На выходе этого пласта закладывают устье наклонной выработки, которую проводят в сторону одной из границ горного отвода по простиранию пластов. Наклонную выработку проводят прямолинейно по пласту нерабочей мощности с присечкой пород кровли и почвы до уровня нижележащего горизонтального слоя, где формируют горизонтальную слоевую камеру. Из слоевой камеры проводят квершлаг сначала в сторону вышележащих пластов, потом - в обратную, вскрывая тем самым все пласты свиты рабочей мощности. Выемку угля в слое ведут мобильными средствами механизации в горизонтальной выемочной камере до одной из границ горного отвода по простиранию последовательно во всех пластах свиты рабочей мощности. Затем наклонную выработку углубляют до уровня следующего нижележащего слоя с оставлением соразмерных целиков между слоями. Выдачу отбитого угля по наклонной выработке осуществляют ленточным конвейером. Устье каждой последующей наклонной выработки закладывают на следующей рабочей площадке на расстоянии от предыдущей, примерно равном суммарной длине в плане проекций наклонной выработки и отработанной выемочной камеры. На заключительном этапе при проведении последней наклонной выработки осуществляют выемку угля в нижележащих пластах, как описано выше, а в вышележащих - так же и в направлении противоположной границы горного отвода по простиранию. На отработанных рабочих площадках восстанавливают нарушенный ландшафт. Изобретение позволяет повысить эффективность разработки свиты пластов. 3 ил.

Изобретение относится к подземной разработке месторождений полезных ископаемых, склонных к внезапным выбросам угля и газа, и в частности к скважинной разработке угольных месторождений. Техническим результатом является повышение безопасности ведения горных работ при разработке свиты газоносных угольных пластов. Предложен способ гидравлической добычи угля из газонасыщенных пластов, заключающийся во вскрытии месторождения скважинами, разрушении и переводе полезного ископаемого в гидросмесь, перемешивании, осаждении пустой породы на дно образованной полости, откачивании водоугольной суспензии на поверхность и транспортировки ее по трубам к потребителю. При этом осуществляют предварительную дегазацию и разгрузку вышележащих и нижележащих выбросоопасных угольных пластов и вмещающего массива горных пород производят путем скважинной добычи угля из пласта, опасного по выбросам угля породы и газа, принятого в качестве защитного. Причем добычные скважины располагают таким образом, чтобы границы защитных зон разрабатываемого пласта располагались равномерно по защищаемым пластам. 2 ил.

Способ разработки мощных пожароопасных крутонаклонных угольных пластов относится к горному делу. Способ разработки включает деление пласта на слои по падению, отработку каждого слоя с делением на выемочные блоки. Каждый выемочный блок ограничивают по ширине пласта межблочными воздухонепроницаемыми перемычками и по падению пласта границей деления слоя на горизонты. Доставку отбитого угля осуществляют до углеспускной печи и далее через откаточный штрек на погрузочный комплекс шахты. При делении слоя по падению на горизонты между блоками оставляют межгоризонтные целики угля, высоту H (м) которых по падению определяют из выражения: H≥(2,1÷3,5)M, где M - вынимаемая мощность пласта (м). Межгоризонтные целики возводят искусственным образом при подготовке выемочных блоков к отработке. Изобретение позволяет повысить безопасность отработки мощных пожароопасных крутонаклонных угольных пластов путем уменьшения вероятности проникновения воздуха в отработанное пространство вышележащего горизонта. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх