способ разработки пологого угольного пласта

Формула изобретения

Способ разработки пологого угольного пласта длинными столбами, включающий проведение подготовительных выработок, монтаж очистного оборудования, выемку угля очистным комбайном, погрузку отбитого угля в транспортное средство, транспорт отбитого угля вдоль очистного забоя скребковым конвейером и крепление кровли призабойного пространства гидравлическими крепями, отличающийся тем, что по углю у кровли пласта равномерно по всей длине очистного забоя бурят скважины в сторону последующей отработки столба, в каждую скважину вставляют опорную балку, завальный конец которой подпирают к кровле гидравлической крепью, у почвы пласта вынимают транспортную щель, в которой располагают скребковый конвейер; выемку угля ведут очистным комбайном фронтального действия над транспортной щелью, погрузку отбитого угля в скребковый конвейер осуществляют самотеком, периодически осуществляют контроль направления бурения скважин по положению опорных балок и при необходимости производят его коррекцию.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу, в частности к способам разработки пологих угольных пластов по системе разработки длинными столбами, предпочтительно мощных пластов с породами кровли не ниже средней устойчивости.

Известен способ разработки пологого угольного пласта с первоначальной выборкой врубовой щели у почвы пласта для образования дополнительной поверхности обнажения, последующей отбойкой угля, его погрузкой на транспортное средство и транспортированием вдоль очистного забоя. Для образования врубовой щели использовалась врубовая машина [1]. Недостатками этого способа являются:

- низкая эффективность разработки;

- повышенные затраты ручного и тяжелого физического труда при погрузке отбитого угля, креплении кровли.

В качестве прототипа выбран способ, включающий подготовку выемочного столба проведением подготовительных выработок по системе разработки длинными столбами, отбойку угля от массива и его погрузку в транспортное средство очистным комбайном, снабженным шнеками, транспортирование отбитого угля вдоль очистного забоя скребковым конвейером и поддержание кровли в рабочем пространстве секциями механизированной крепи [2].

Недостатками прототипа являются:

- повышенная металлоемкость очистного забоя;

- низкая эффективность погрузки угля шнеками комбайна при выемке, обусловливающая необходимость дополнительного прохода комбайна вдоль лавы специально для погрузки отбитого угля;

- загроможденность рабочего пространства очистного забоя оборудованием;

- необходимость постоянной работы насосной станции комплекса оборудования для обеспечения необходимого распора секций механизированной крепи.

Эти недостатки снижают эффективность разработки пологих угольных пластов.

Целью изобретения является повышение эффективности разработки пологого угольного пласта за счет использования природных факторов при креплении очистного забоя и погрузке отбитого угля.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе разработки, включающем проведение подготовительных выработок, монтаж очистного оборудования, выемку угля очистным комбайном, транспорт отбитого угля скребковым конвейером и крепление призабойного пространства гидравлическими стойками, у кровли пласта равномерно, по всей длине очистного забоя, бурят скважины в сторону предполагаемого подвигания очистного забоя, в каждую скважину вставляют опорную балку, завальный конец которой подпирают к кровле гидравлической стойкой; у почвы пласта вынимают транспортную щель, в которой располагают скребковый изгибающийся конвейер; выемку угля ведут очистным комбайном фронтального действия над скребковым конвейером; погрузку отбитого угля осуществляют самотеком.

Сущность способа поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема подготовки выемочного столба; на фиг.2 - возможная компоновка рабочих органов очистного комбайна (фронтальная проекция) и положение комбайна в рабочем пространстве забоя; на фиг.3 - поперечное сечение монтажной камеры или очистного забоя; на фиг.4 - схема зарубки комбайна и разворота его корпуса.

Способ может быть реализован следующим образом. В предварительно дегазированном угольном массиве длинный выемочный столб подготавливают проведением конвейерного 1 и вентиляционного 2 штреков, монтажной камеры 3. В монтажной камере 3, равномерно по всей ее длине, у границы пласта с породами кровли бурят скважины 4 в сторону предполагаемой отработки выемочного столба. В каждую скважину 4 вставляют опорную балку 5, завальный конец которой подпирают к кровле стойкой 6. На почве очистного забоя монтируют скребковый изгибающийся конвейер 7, а в конвейерном штреке 1 - ленточный конвейер 8.

Для выемки угля используют комбайн 9 фронтального действия, снабженный исполнительным органом 10, выполненным в виде горизонтально ориентированного шнека, фланговым врубовым баром 11 и двумя приемными лотками 12 и 13. Приемные лотки 12 и 13 несколько шире величины захвата исполнительного органа 10 комбайна 9. Перед началом работ по выемке угля осуществляют выемку транспортной щели 14 и бурение (углубление) скважин 4. Выемку транспортной щели осуществляют врубовым баром 11, длина которого соответствует ширине захвата исполнительного органа 10. При этом осуществляется погрузка угля, отбитого в щели, на скребковый конвейер 7. Для бурения (углубления) скважин 4 используют буровой снаряд, расположенный внутри каждой опорной балки 5. Затем осуществляют передвижку става конвейера 7 в транспортную щель 14, и опорных балок 5 со стойками 6 в скважинах 4.

При выемке угля комбайн 9 движется над конвейером и осуществляет разрушение угольной пачки над транспортной щелью и углубление транспортной щели. Погрузка угля, отбитого из верхней пачки, на скребковый конвейер осуществляется самотеком посредством приемного лотка 13. Одновременно с этими операциями осуществляют бурение (углубление) скважин 4, а с отставанием от комбайна на 2-3 м - волновую передвижку става лавного конвейера 7. В случае попадания на конвейер кусков угля, которые из-за своих размеров не могут пройти под комбайном, предусматривается их дробление цепью врубового бара.

После окончания выемки полосы угля и выхода комбайна 9 на вентиляционный штрек 2 приступают к зарубке комбайна в массив угля. Для этого комбайн отгоняют назад на 10-15 м и осуществляют передвижку става конвейера и опорных балок перед ним. Затем включают комбайн в работу опять в сторону вентиляционного штрека. Комбайн зарубается в массив угля и осуществляет выемку транспортной щели. После этого осуществляют разворот корпуса комбайна 9 с исполнительным органом 10 на 180^o относительно ходовой части и врубового бара. По завершении зарубки комбайна и разворота его корпуса осуществляют передвижку оставшейся части става конвейера в транспортную щель и передвижку всех стоек 6 с опорными балками 5. Далее цикл работы очистного оборудования повторяется при движении комбайна от вентиляционного штрека к конвейерному. При этом цепь врубового бара направляют в обратную сторону, а погрузку угля осуществляют через лоток 12.

В ремонтную смену кроме технического обслуживания оборудования очистного забоя осуществляют осмотр очистного забоя и положения опорных балок 5. Увеличенный зазор между опорной балкой 5 у груди забоя и кровлей пласта свидетельствует об отклонении скважины 4 в сторону почвы пласта; изменение расстояний между соседними опорными балками - об отклонении направления скважин по курсу. При обнаружении таких отклонений от штатного положения балок 5 обслуживающий персонал производит коррекцию направления бурения (углубления) скважин 4, например, переносом завального конца опорной балки в сторону, соответствующую требуемому изменению направления бурения скважины.

Опережающее бурение скважин и расположение в них опорных балок позволяет использовать в качестве стойки угольный массив и за счет этого резко снизить металлоемкость очистного забоя и добычи угля. Расположение скребкового конвейера под вынимаемым угольным массивом позволяет использовать для погрузки отбитого угля силу тяжести, что повышает эффективность погрузки и позволяет отказаться от активных погрузочных органов. Оснащение каждой опорной балки буровым снарядом позволяет совместить во времени и приблизить в пространстве операции выемки угля и бурения скважин, использовать для этого энергосиловую установку очистного комбайна, т.е. отказаться от постоянно работающей насосной станции. В совокупности все перечисленные особенности предлагаемого способа свидетельствуют о повышении эффективности разработки пологого угольного пласта, кроме того, позволяют освободить рабочее пространство очистного забоя от оборудования, тем самым улучшить условия проветривания.

Источники информации

1. Б.В. Бокий. Горное дело. М., Углетехиздат, 1953, с.86-89.

2. Оборудование для механизации очистных работ в угольных шахтах. Под ред. Б.Ф. Братченко, М., Недра, 1972, с. 83-87.