Способ отработки мощного пласта с механизированной выемкой угля из межслоевой толщи

Изобретение относится к отработке мощных пластов при подземной добыче угля, в частности к разработке мощных пологих пластов слоями с механизированной выемкой угля из межслоевой толщи и обрушением пород кровли.

Известен способ подготовки и отработки мощного угольного пласта с применением механизированных крепей ДВТ и ZF. Работы в лавах по выемке угля и их организация такие же, как и на пластах средней мощности; некоторое отличие заключается лишь в возможности выпуска оставшейся пачки угля в призабойную зону (Подготовка и разработка высокогазоносных угольных пластов [Текст] / А.Д. Рубан [и др.]; под ред. А.Д. Рубана и М.И. Щадова. - М.: «Горная книга», 2010. С 146-155). Основными недостатками известного способа подготовки и отработки мощных пологих пластов являются большие потери угля и трудоемкость монтажно-демонтажных работ.

Известен также способ разработки пологих пластов наклонными слоями с обрушением пород кровли, где очистные работы ведутся с опережением забоя верхнего слоя. Величина опережения устанавливается практическим путем, но она должна быть не менее 20 м, чтобы исключить влияние обрушений пород в верхнем слое на очистной забой в нижнем (Килячков А.П. Технология горного производства [Текст]: Учебник для вузов. 3е изд., перераб. и доп. / А.П. Килячков. - М.: Недра, 1985. - С. 254-256).

Недостатками способа являются большой объем проведения подготовительных выработок по породе; низкая концентрация горных работ; создаются опасные условия при проведении подготовительных выработок в нижнем слое, сложное проветривание забоев.

В качестве прототипа принят способ выемки угля из межслоевой толщи при разработке мощных пластов, включающий отработку горизонтальных слоев по простиранию с применением механизированных комплексов Пат. РФ №2416721, МПК Е21С 41/18. «Способ выемки угля из межслоевой толщи при разработке мощных пластов», заявл. 14.12.2009. Опубл. 20.04.2011. Бюл. №11

Недостатками способа являются сложное оборудование при увеличении мощности пласта и технология выемки угля из межслоевой толщи.

Задача изобретения - упрощение конструктивных узлов оборудования комплекса, повышение безопасности и концентрации ведения горных работ, а также снижение объемов проведения подготовительных выработок. Задача решается таким образом, что в способе разработки мощных пологих пластов наклонными слоями с механизированной выемкой угля из межслоевой толщи, включающем совместную отработку слоев по простиранию в обратном порядке с применением механизированных комплексов и выемку межслоевой толщи комбайном расположенном на забойном конвейере механизированного комплекса нижнего слоя, после выемки угля в верхнем слое на величину захвата рабочим органом комбайна осуществляют передвижку крепи с одновременной выдвижкой домкратами козырька расположенного в основании секций механизированной крепи верхнего комплекса, в сторону выработанного пространства, после чего начинают выемку угля комбайном в нижнем слое и целика, оставленного в межслоевой толще, при этом межслоевой целик помимо выдвижного козырька отделяют от обрушенных пород ограждениями, а после выемки угля выдвижные козырьки и ограждения подвешенные к козырькам передвигают к забою и снова начинают выемку угля в верхнем слое.

Способ поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена схема подготовки и отработки мощного пологого угольного пласта при проведении штреков нижнего слоя в контакте с выработками верхнего слоя; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 1; на фиг. 6 - узел 1 на фиг. 5.

Порядок подготовки и отработки выемочного участка мощного пологого угольного пласта следующий.

Вначале от наклонных выработок 1 до границы выемочного поля проводятся вентиляционный 2 и конвейерный 3 штреки верхнего слоя 4. На границе выемочного поля штреки соединяются монтажной камерой 5, в которой монтируются: механизированная крепь, состоящая из гидростоек 6, заднего ограждения 7, основания 8 и верхнего перекрытия 9; комбайн 10 и конвейер 11. Одновременно с проведением выработок в верхнем слое 4 и монтажом комплекса 12 проводятся наклонные сбойки 13, 14, а также вентиляционный 15 и конвейерный 16 штреки нижнего слоя 17. Штреки проводятся в контакте с выработками 2, 3 верхнего слоя. На границе выемочного поля штреки 15, 16 соединяются монтажной камерой 18, в которой монтируется механизированный комплекс 19.

Для предотвращения просыпания породы в призабойную зону комплекса 19 во внутренней части основания 8 механизированной крепи комплекса 12 устанавливаются выдвижной козырек 20 с домкратом 21. К задним ограждениям 7 комплекса 12 с помощью проушин и пальцев крепятся ограждения 22 с гибкой частью 23, которая шарнирно крепится к выдвижному козырьку 20. Выдвижной козырек 20 при передвижке крепи 12 выдвигается в сторону выработанного пространства с помощью домкратов 21. К нижней части козырька 22 на пальцах крепится дополнительное ограждение 24, которое с помощью такой же гибкой частью и шарнирами крепится к верхнему перекрытию механизированной крепи 19 нижнего слоя 17.

Способ подготовки и отработки пласта осуществляется следующим образом.

После проведения вентиляционного 2 и конвейерного 3 штреков до границы выемочного поля, а также монтажной камеры 5 приступают к монтажу комплекса 12 в верхнем горизонтальном слое 4. Узлы комплекса транспортируются по наклонным выработкам 1 и далее по выработкам 3, 4 в монтажную камеру 5.

Одновременно с монтажом комплекса 12 в верхнем слое проводятся наклонные сбойки 13, 14 и штрека 15, 16 для транспортировки узлов механизированного комплекса 19 в монтажную камеру нижнего слоя 18. По мере монтажа комплекса 12 к задним ограждениям 7 с помощью проушин и пальцев крепятся дополнительные ограждения 22 с гибкой частью 23.

Комплексы серийные и поэтому все операции в очистных забоях выполняются в обычной последовательности. По мере выемки угля комбайном 10 в верхнем слое 4 передвигаются секции механизированной крепи. Одновременно с помощью домкратов 21 из основания 8 выдвигаются козырьки 20 в сторону выработанного пространства. При этом они остаются на месте, где было основание крепи, а поскольку к козырькам закреплены ограждения 22, 24, то целик угля 25, оставленный в межслоевой толще, ограждается от обрушенных пород.

После передвижки всех секций крепи в верхнем слое 4, приступают к выемке угля и передвижке крепи в нижнем слое 17. При этом целик угля 25 в межслоевай толще вынимается комбайном комплекса 19 под защитой выдвижного козырька 20 и ограждений 22, 24. Отбитый уголь падает на забойный конвейер в призабойную зону комплекса 19 нижнего слоя. По мере выемки угля в нижнем слое и межслоевой пачке передвигаются секции крепи комплекса 19. Одновременно с ними домкрат 21 задвигает выдвижной козырек 20 в основания 8 секций гидрофицированной крепи 12 и снова начинают выемку угля в верхнем слое.

Транспортировка угля из очистных забоев осуществляется по выработкам 3, 16, 14 и 25 на наклонную выработку 1 оборудованную ленточным конвейером.

Для проветривания забоев от наклонных выработок 1 свежий воздух в очистные забои поступает навстречу потоку транспортируемого угля по выработкам 3, 16, 14. Затем выходит на вентиляционные штрека 2, 15, наклонную сбойку 13 и далее по наклонным выработкам 1 на вентиляционный горизонт.