СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ПОЛОГИХ ПЛАСТОВ КАЛИЙНЫХ СОЛЕЙ КОМБАЙНОВЫМИ КОМПЛЕКСАМИ

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для использования при разработке пологих пластов калийных солей проходческо-очистными комбайновыми комплексами.

Известен способ разработки пластов полезного ископаемого комбайновыми комплексами, включающий выемку полезного ископаемого панелями: подготовку панелей, проведение вентиляционных панельных, выемочно-доставочных и вентиляционно-доставочных выработок и очистную выемку полезного ископаемого в панелях очистными камерами [авторское свидетельство СССР №717342, кл. Е21С 41/20, 1979 г.].

При разработке пласта данным способом вентиляционно-доставочные выработки могут проходиться как в процессе выполнения подготовительных, так и в период выполнения очистных работ. В первом случае увеличивается время на подготовку вентиляционно-доставочных выработок, что обусловливает снижение производительности комбайновых комплексов. Во втором случае снижается производительность добычного участка вследствие потерь времени на перегоны комбайнового комплекса для проходки доставочных выработок в опережающем очистном блоке. Производительность комбайновых комплексов также снизится вследствие уменьшения скорости движения шахтных самоходных вагонов при выполнении маневров на поворотах (угол 90°) между очистной камерой и вентиляционно-доставочной выработкой.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ разработки пластов калийных солей комбайновыми комплексами с оставлением междукамерных целиков [Соловьев В.А. Разработка калийных месторождений: практикум / В.А. Соловьев, А.И. Секунцов, - Пермь; Изд-во Перм. нац. исслед. Политехи, ун-та, 2013. 265 с. - С. 52-55]. Способ подготовки пласта панельно-блоковый. Каждую панель разбивают на блоки, ориентированные в широтном направлении. Подготовку панелей осуществляют системой панельных и блоковых штреков. Выемочные штреки проходят по центру панели, вентиляционные - по границам блока. Блоковые выработки располагают под прямым углом к панельным и соединяют с панельными посредством уклонов и заездов. Посередине блока проходят выемочные штреки. Очистные камеры располагают под прямым углом к выемочному штреку блока.

Основными параметрами технологии очистной выемки являются ширина и высота очистной камеры, размеры междукамерного целика и длина камеры. Ширина междукамерного целика зависит от параметров камеры, состава и свойств вмещающих пород, глубины разработки, мощности водозащитной толщи. Например, ширина междукамерных целиков на отрабатываемых площадях Верхнекамского месторождения вследствие варьирующихся горно-геологических и горнотехнических условий изменяется от 3,0 до 18,0. Длину камеры выбирают из соображения эффективного использования имеющихся средств доставки руды от забоя. На калийных рудниках длина камеры составляет 150-300 м.

Доставку руды от выемочных комбайнов до участковых конвейеров осуществляют самоходными транспортирующими машинами, например, шахтными самоходными вагонами. Подачу руды на конвейер производят через рудоспускные скважины, пробуренные между выемочным и конвейерным штреками.

Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого способа, - выемку калийной руды осуществляют камерами, которые проходят с использованием комбайновых комплексов, при этом между камерами оставляют целики; отделение руды от массива осуществляют выемочными комбайнами с последующей погрузкой горной массы в аккумулирующий бункер, который перегружает руду в самоходную транспортирующую машину, осущестрляющую доставку и выгрузку горной массы в рудоспускную скважину.

К недостаткам способа, принятого за прототип, следует отнести то, что с увеличением длины очистной камеры, увеличивается расстояние транспортирования руды от забоя до рудоспускной скважины, что обусловливает снижение производительности самоходных транспортирующих машин и, как следствие, обусловливает простои выемочных комбайнов и уменьшение производительности комбайновых комплексов.

На основании расчетов установлено, что наибольшую производительность механизированный комбайновый комплекс имеет, когда длина доставки руды самоходной транспортирующей машиной не превышает критической величины L_к. Критическая длина доставки руды L_к - такая длина доставки руды самоходной транспортирующей машиной от забоя до устья очистной камеры, в пределах которой обеспечивается непрерывная работа выемочного комбайна.

Величина L_к рассчитывается по формуле:

где L_к - критическая длина доставки руды, м;

V₁ - эквивалентная скорость движения самоходной транспортирующей машины, м/мин;

Q_r - техническая производительность выемочного комбайна, т/мин; t_р._в - продолжительность разгрузки самоходной транспортирующей машиной, включая время маневров и пауз, мин;

q_н - грузоподъемность аккумулирующего бункера, т.

При увеличении длины доставки свыше L_к, выемочный комбайн, заполнив аккумулирующий бункер, начинает простаивать в ожидании самоходной транспортирующей машины.

Задачей изобретения является повышение производительности механизированного комбайнового комплекса путем снижения простоев выемочных комбайнов в ожидании самоходных транспортирующих машин, обеспечение непрерывной работы выемочных комбайнов.

Поставленная задача была решена за счет того, что в известном способе разработки пологих пластов калийных солей комбайновыми комплексами, заключающемся в том, что выемку калийной руды осуществляют камерами, которые проходят с использованием комбайнового комплекса, при этом между камерами оставляют целики, а отделение руды от массива осуществляют выемочным комбайном с последующей погрузкой горной массы в аккумулирующий бункер, который перегружает руду в самоходную транспортирующую машину, осуществляющую доставку и выгрузку калийной руды в рудоспускные скважины, согласно изобретению в отрабатываемую камеру из соседней Отработанной камеры на расстоянии, равном длине доставки руды, в пределах которой реализуется непрерывная работа выемочного комбайна, через целик проходят сбойку, обеспечивающую возможность доставки калийной руды от аккумулирующего бункера второй самоходной транспортирующей машиной через сбойку и отработанную камеру к рудоспускной скважине.

Технический результат достигается тем, что из отработанной камеры на расстоянии L_к от ее устья проходят сбойку в направлении отрабатываемой камеры. При этом сбойка проводится таким образом, чтобы соединиться с отрабатываемой камерой и обеспечить возможность транспортирования руды от выемочного комбайна и аккумулирующего бункера второй самоходной транспортирующей машиной через сбойку и отработанную камеру к рудоспускной скважине. То есть при увеличении длины доставки калийной руды от аккумулирующего бункера до устья камеры свыше критической длины доставки L_к, в комплексе с выемочным комбайном начинают работать две самоходные транспортирующие машины, что обеспечивает повышение производительности механизированного комбайнового комплекса путем увеличения времени непрерывной работы и снижения простоев выемочного комбайна в ожидании самоходной транспортирующей машины.

Признаки заявляемого технического решения, отличительные от прототипа - в отрабатываемую камеру из соседней отработанной камеры на расстоянии равном длине доставки руды, в пределах которой обеспечивается непрерывная работа выемочного комбайна, проходят сбойку, обеспечивающую возможность транспортирования калийной руды от аккумулирующего бункера через сбойку и отработанную камеру второй самоходной транспортирующей машиной к рудоспускной скважине.

Проведение сбойки между отработанной и отрабатываемой камерами на расстоянии L_к от устья камеры, равном длине доставки руды, в пределах которой обеспечивается непрерывная работа выемочного комбайна, позволит осуществлять доставку руды от аккумулирующего бункера, загружаемого выемочным комбайном, двумя самоходными транспортирующими машинами. При этом первая самоходная транспортирующая машина будет перемещаться от аккумулирующего бункера через отрабатываемую камеру к рудоспускной скважине, а вторая ~ от аккумулирующего бункера через сбойку и соседнюю отработанную камеру к рудоспускной скважине.

Наличие второй самоходной транспортирующей машины обеспечит увеличение времени непрерывной работы выемочного комбайна, тем самым осуществляется повышение производительности механизированного комбайнового комплекса в целом.

Предлагаемый способ иллюстрируется чертежом, на котором представлена схема ведения горных работ.

Способ разработки пологих пластов калийных солей комбайновыми комплексами реализуется следующим образом.

При подготовке панели или блока проходят выемочный 1 и вентиляционный 2 штрек. Очистные камеры 3 и 4 проходят перпендикулярно выемочному штреку 1. Отделение руды от массива осуществляют выемочным комбайном 5, который грузит отделенную руду в аккумулирующий бункер 6, Из аккумулирующего бункера 6 руда грузится на самоходную транспортирующую машину 7, которая осуществляет доставку руды до рудоспускной скважины 8. Из отработанной камеры 3, в направлении отрабатываемой камеры 4, проходят сбойку 9 на расстоянии L_к от ее устья - расстоянии, равном длине доставки руды самоходной транспортирующей машиной от забоя до устья очистной камеры, в пределах которого обеспечивается непрерывная работа выемочного комбайна. Сбойка 9 между камерами 3 и 4 обеспечивает возможность транспортирования руды от выемочного комбайна 5 и аккумулирующего бункера 6 второй самоходной транспортирующей машиной 10, через сбойку 9 и отработанную камеру 3 к рудоспускной скважине 8.

При реализации предложенного способа разработки пологих пластов калийных солей механизированными комбайновыми комплексами снижается время простоев выемочных комбайнов в ожидании самоходных транспортирующих машин, что обусловливает увеличение производительности механизированных комбайновых комплексов.