Способ проведения ответвления от подземной выработки в зоне скопления воды
Владельцы патента RU 2781724:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) (RU)
Предлагаемое изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке пологих и слабо наклонных угольных пластов, например, для проведения сбоек между спаренными штреками. Способ проведения ответвления от подземной выработки в зоне скопления воды, включающий разрушение забоя ответвления и погрузку вынимаемой горной массы на конвейер, расположенный в подземной выработке, из которой проводят ответвление, и предназначенный для транспортирования горной массы из других забоев. Для разрушения забоя ответвления используют подвесной породоразрушающий агрегат избирательного действия, монтажное и рабочее пространство которого расположено над конвейером без необходимости остановки и/или демонтажа конвейера. Погрузку горной массы производят на работающий конвейер по мере отделения горной массы от забоя ответвления. В начале проходки ответвления с помощью породоразрушающего агрегата горную породу в пространстве ответвления разрушают с образованием бурта, размеры которого препятствуют дренажу воды в пространство проводимого ответвления. Техническим результатом является уменьшение трудоемкости и улучшение условий проведения ответвления от подземной выработки в зоне скопления воды путем выноса рабочего пространства оборудования для проведения ответвления из зоны скопления воды и предотвращения поступления воды в проводимое ответвление. 2 ил.
Предлагаемое изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке пологих и слабо наклонных угольных пластов, например, для проведения сбоек между спаренными штреками.
Известны способы образования подземной выработки в результате выемки полезного ископаемого (патент на полезную модель RU 196644 U1, 11.03.2020, МПК E21D 23/16, Бюл. №8, патент на полезную модель RU 195623 U1, 03.02.2020, МПК E21D 23/16, Бюл. №4, патент на полезную модель RU 184573 U1, 30.10.2018, МПК E21D 23/04, Бюл. №31, патент на изобретение RU 2735274 C1, 29.10.2020, МПК E21D 23/16, Бюл. №31), в которых для разрушения горной породы используют подвесной проходческий породоразрушающий агрегат избирательного действия, который установлен на верхняке секции механизированной крепи и который располагают с использованием пространства над конвейером, предназначенным для транспортирования полезного ископаемого из работающей лавы.
Недостатком данных способов является невозможность использования подвесного породоразрушающего агрегата для проведения подготовительных и технологических горных выработок из-за того, что взаимное расположение направления транспортирования отбиваемой горной массы и направления продвижения забоя перпендикулярное, а также невозможность образования буртов для ограничения дренажа воды, так как породоразрушающий агрегат используется в составе механизированной крепи, имеющей основание.
Известен способ проведения между спаренными штреками сбоек (Основы горного дела: Учебник для вузов / П. В. Егоров и др. М.: Изд-во МГУ, 2003, с. 138-140), представляющих собой ответвления от подземной выработки, включающий разрушение забоя ответвления проходческим комбайном, который используется также для проходки штрека, со стороны одного из спаренных штреков, в котором расположен конвейер, и погрузку вынимаемой горной массы на этот конвейер, который предназначен для транспортирования горной массы из других забоев. Такие сбойки могут проводиться в зоне скопления воды для ее дренажа.
Недостатком данного способа является возможность проведения сбоек только большого поперечного сечения, размеры которого достаточны для размещения проходческого комбайна. Недостатком также является сложность проведения сбоек уже подготовленных спаренных штреков в условиях работающей лавы, так как требуется производить остановку и частичный демонтаж конвейера, который предназначен для транспортирования горной массы из лавы.
За прототип принят способ проведения ответвления от подземной выработки в зоне скопления воды (Обоснование параметров технологии интенсивной отработки пологих угольных пластов на шахтах Кузбасса в условиях повышенных водопритоков: Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. / А.А. Черкашин, СПб, 2014, с. 115-119), включающий разрушение забоя ответвления с помощью буровой установки бурением скважины со стороны одного из спаренных штреков, в котором расположен конвейер, и погрузку вынимаемой горной массы на этот же конвейер, который предназначен для транспортирования горной массы из других забоев. В данном способе ответвления проводятся для обеспечения дренажа воды, например, из соседнего штрека в зоне образования мульды, поэтому часто требуется проводить ответвление в зоне скопления воды.
Недостатком данного способа является необходимость располагать буровую установку в зоне понижения уровня почвы, где имеется скопление воды, что затрудняет осуществление работ по проведению ответвления. Для обеспечения удаления выбуренной горной массы и работы буровой установки требуется проводить ответвление со стороны подземной выработки, в которой расположен конвейер и проходит электрическая сеть. Поэтому недостатком также является необходимость остановки и подъема над почвой или частичного демонтажа конвейера, который предназначен для транспортирования горной массы из других забоев.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является уменьшение трудоемкости и улучшение условий проведения ответвления от подземной выработки в зоне скопления воды путем выноса рабочего пространства оборудования для проведения ответвления из зоны скопления воды и предотвращения поступления воды в проводимое ответвление.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе проведения ответвления от подземной выработки в зоне скопления воды, включающем разрушение забоя ответвления и погрузку вынимаемой горной массы на конвейер, расположенный в подземной выработке, из которой проводят ответвление, и предназначенный для транспортирования горной массы из других забоев, согласно заявленному изобретению, для разрушения забоя ответвления используют подвесной породоразрушающий агрегат избирательного действия, монтажное и рабочее пространство которого расположено над конвейером без необходимости остановки и/или демонтажа конвейера, а погрузку горной массы производят на работающий конвейер по мере отделения горной массы от забоя ответвления, при этом в начале проходки ответвления с помощью породоразрушающего агрегата горную породу в пространстве ответвления разрушают с образованием бурта, размеры которого препятствуют дренажу воды в пространство проводимого ответвления.
Заявляемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен разрез ответвления горной выработки в начале его проведения; на фиг. 2 - разрез подземной выработки, от которой требуется проводить ответвление.
Способ проведения ответвления 1 от подземной выработки 2 в зоне скопления воды 3 (фиг. 2) включает разрушение забоя ответвления 1 с помощью подвесного породоразрушающего агрегата 4 избирательного действия (фиг. 1), который для этого может иметь исполнительный орган ударного, режущего или иного действия, перемещаемый по поверхности разрушаемого забоя. При этом породоразрушающий агрегат 4 может быть выполнен самоходным. Имеется конвейер 5, расположенный в подземной выработке 2, из которой проводят ответвление 1, и предназначенный для транспортирования горной массы из других забоев, например, из забоя работающей лавы.
Монтажное и рабочее пространство подвесного породразрушающего агрегата 4 расположено над конвейером 5 без необходимости его остановки и/или демонтажа. Это является возможным, благодаря подвешиванию продоразрушающего агрегата 4 над конвейером 5 перед началом проведения ответвления 1 с использованием пространства подземной выработки 2. Для монтажа породоразрушающего агрегата 4, при необходимости, производят увеличение поперечного сечения подземной выработки 2, что может быть выполнено без остановки конвейера 5. К кровле крепят направляющие балки 6, к которым подвешивают породоразрушающий агрегат 4. Благодаря подвешиванию породоразрушающего агрегата 4 для проходки ответвления 1, не требуется останавливать и/или демонтировать конвейер 5 и работа породоразрушающего агрегата 4 происходит вне зоны скопления воды 3, что улучшает условия его работы.
По мере отделения горной массы от забоя ответвления 1 погрузку отбиваемой горной массы в начале проходки ответвления 1 проводят на работающий конвейер 5, например, вручную лопатами, а затем, при продвижении забоя ответвления 1, можно использовать погрузочный орган, который может находиться в составе породоразрушающего агрегата 4, или размещаться в ответвлении 1 как погрузочно-транспортное средство (на чертеже не показаны). При этом доставка оборудования и, при необходимости, средств крепления в ответвление 1 может производиться над работающим конвейером 5 с помощью породоразрушающего агрегата 4, к которому это оборудование подвешивается и с помощью него транспортируется.
В начале проходки ответвления 1 с помощью породоразрушающего агрегата 4 горную породу в пространстве ответвления 1 разрушают с образованием бурта 7, размеры которого препятствуют дренажу воды 3 в пространство проводимого ответвления 1. Использование бурта 7 позволяет улучшить условия работы породоразрушающего агрегата 4 и другого оборудования, расположенного в проводимом ответвлении 1. Образование бурта 7 возможно благодаря подвешиванию породоразрушающего агрегата 4. Бурт 7 образуют породоразрушающим агрегатом 4 в виде неразрушенной на почве горной породы в пространстве ответвления 1. При этом образование бурта 7 из неразрушенной горной породы позволяет уменьшить объем работ и затраты времени на его образование. При этом уменьшается вероятность дренирования воды через образованный из неразрушенной горной породы бурт 7, так как отсутствуют поверхности его стыка с окружающим горным массивом.
Ответвление 1, благодаря использованию подвесного породоразрушающего агрегата 4, можно проводить с меньшим поперечным сечением, чем у исходной подземной выработки 2. При этом для обеспечения дренажа воды после проведения ответвления 1, его почву возможно располагать достаточно низко, а бурт 7 разрушать после окончания работ по проведению ответвления 1.
Таким образом происходит уменьшение трудоемкости и улучшение условий проведения ответвления 1 от подземной выработки 2 в зоне скопления воды 3 путем выноса рабочего пространства оборудования для проведения ответвления из зоны скопления воды 3 и предотвращения поступления воды 3 в проводимое ответвление 1.
Способ проведения ответвления от подземной выработки в зоне скопления воды, включающий разрушение забоя ответвления и погрузку вынимаемой горной массы на конвейер, расположенный в подземной выработке, из которой проводят ответвление, и предназначенный для транспортирования горной массы из других забоев, отличающийся тем, что для разрушения забоя ответвления используют подвесной породоразрушающий агрегат избирательного действия, монтажное и рабочее пространство которого расположено над конвейером без необходимости остановки и/или демонтажа конвейера, а погрузку горной массы производят на работающий конвейер по мере отделения горной массы от забоя ответвления, при этом в начале проходки ответвления с помощью породоразрушающего агрегата горную породу в пространстве ответвления разрушают с образованием бурта, размеры которого препятствуют дренажу воды в пространство проводимого ответвления.
