Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ РАЗРАБОТКИ КРУТОГО УГОЛЬНОГО ПЛАСТА СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ ПОЛОСАМИ ПО ПАДЕНИЮ

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).