способ разработки крутых угольных пластов средней мощности и тонких

Формула изобретения

Способ разработки крутых угольных пластов средней мощности и тонких, включающий подготовку выемочного столба проведением вентиляционного и транспортного штреков и нарезкой монтажной камеры под углом около 80° к линии простирания пласта в сторону последующего подвигания очистного забоя, монтаж секций механизированной крепи и очистного комбайна, выемку угля очистным комбайном с самотечным транспортом отбитого угля вдоль забоя, поддержание очистного забоя секциями механизированной крепи и управление горным давлением полным обрушением кровли, отличающийся тем, что выемку угля осуществляют по челноковой схеме комбайном двустороннего действия, поддержание очистного забоя осуществляют секциями самоходной безразгрузочной крепи, установленными под углом около 45° к линии падения пласта устройством передвижки, расположенным ниже стоек по линии падения пласта, передвижку секций крепи осуществляют в направлении очистного забоя и вентиляционного штрека, а вышедшие на вентиляционный штрек секции после технического обслуживания устанавливают в нижней части очистного забоя на сопряжении с транспортным штреком.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к горному делу, в частности к способам разработки крутопадающих пластовых месторождений полезных ископаемых.

Известен способ разработки крутых угольных пластов средней мощности с помощью выемочного агрегата АКЗ, позволяющий разрабатывать угольные пласты самой производительной системой разработки - «Длинные столбы по простиранию» [1]. Недостатком этого способа является повышенная его чувствительность к параллельности подготовительных выработок, в частности вентиляционного и транспортного штреков, проведением которых подготавливается выемочный столб.

За прототип принят способ разработки крутых пластов средней мощности и тонких, включающий подготовку выемочного столба, поддержание очистного забоя гидрофицированными крепями, выемку угля очистным комбайном, самотечный транспорт отбитого угля вдоль забоя и управление горным давлением полным обрушением кровли [2]. Недостатками прототипа являются:

- сползание секций механизированной крепи по линии падения пласта, происходящее во время передвижки;

- повышенная частота знакопеременных нагрузок на ограниченном участке кровли, связанная с конструктивными особенностями секций механизированной крепи, провоцирующая породы кровли к более раннему обрушению;

- низкая маневренность секции крепи, обусловленная большим количеством связей данной секции крепи с соседними секциями.

Перечисленные недостатки снижают эффективность разработки крутых угольных пластов средствами комплексной механизации.

Целью изобретения является повышение эффективности разработки крутых угольных пластов средней мощности и тонких за счет поддержания очистного забоя безразгрузочной самоходной крепью.

Поставленная цель достигается тем, что в способе разработки крутого угольного пласта средней мощности, включающем подготовку выемочного столба, проведением вентиляционного и транспортного штреков и нарезкой монтажной камеры под углом около 80 градусов к линии простирания пласта в сторону последующего подвигания очистного забоя, монтаж секций механизированной крепи и очистного комбайна, выемку угля очистным комбайном с самотечным транспортом отбитого угля вдоль забоя, поддержание очистного забоя секциями механизированной крепи и управление горным давлением полным обрушением кровли, выемку угля осуществляют по челноковой схеме комбайном двустороннего действия, поддержание очистного забоя осуществляют секциями самоходной безразгрузочной крепи, установленными под углом около 45 градусов к линии падения пласта устройством передвижки, расположенным ниже стоек по линии падения пласта, передвижку секций крепи осуществляют в направлении очистного забоя и вентиляционного штрека, а вышедшие на вентиляционный штрек секции после технического обслуживания устанавливают в нижней части очистного забоя на сопряжении с транспортным штреком.

Сущность заявляемого способа поясняется схемой расстановки секций самоходной безразгрузочной крепи в очистном забое крутопадающего угольного пласта, показанной на чертеже.

Способ может быть реализован следующим образом. В шахтном поле тонкого крутопадающего угольного пласта или пласта средней мощности подготавливают выемочный столб по простиранию пласта проведением транспортного 1 и вентиляционного 2 штреков и монтажной камеры 3 под углом около 80 градусов к линии простирания пласта в сторону последующего подвигания очистного забоя. В монтажной камере вдоль линии очистного забоя монтируют секции безразгрузочной самоходной крепи 4, располагая их таким образом, чтобы устройство передвижки находилось ниже стоек по линии падения пласта, и ориентируя их под углом 45 градусов к линии падения пласта с возможностью предполагаемой передвижки на забой и в сторону вентиляционного штрека, и очистной комбайн 5, способный отбивать уголь по двусторонней (челноковой) схеме. При этом секции крепи устанавливают с шагом, позволяющим осуществить перенос завальной стойки в сторону очистного забоя без контакта с соседней секцией.

Выемка угля осуществляется в следующем порядке. Очистной комбайн 5, подвешенный на тяговом и предохранительном канатах, при движении от транспортного штрека 1 к вентиляционному 2 осуществляет отбойку полосы угля от массива. Отбитый уголь самотеком поступает на сопряжение очистного забоя с транспортным штреком, где грузится в транспортное средство известным способом и вывозится по штреку 1. Вслед за комбайном по мере его продвижения верх осуществляют передвижку секций крепи 4 следующим образом. Завальную стойку разгружают, перемещают в сторону очистного забоя и устанавливают по оси секции ближе к очистному забою. При этом завальная стойка стала забойной и т. д., а сама секция крепи стала ближе к линии очистного забоя и к вентиляционному штреку. После выхода очистного комбайна 5 на вентиляционный штрек 2 заканчивают передвижку оставшихся секций крепи 4 и начинают выемку следующей полосы угля при движении очистного комбайна 5 от вентиляционного штрека 2 к транспортному 1. При этом, поскольку крепь безразгрузочная, передвижку секций крепи 4 осуществляют в том же порядке (по мере продвижения комбайна) или снизу вверх, начиная с третьей от вентиляционного штрека.

Естественно, что при движении секций на очистной забой и в сторону вентиляционного штрека верхняя секция в какой-то момент не сможет быть передвинутой. Ее разгружают и по вентиляционному штреку 2 и далее выдают на поверхность для профилактического ремонта или технического обслуживания, после выполнения которого данную секцию крепи устанавливают в очистном забое, но уже в нижней его части - на сопряжении с транспортным штреком.

Таким образом, за счет использования самоходной безразгрузочной крепи исключено сползание секций во время передвижки, за счет ориентации секций под углом 45 градусов к линии падения пласта секции сами выходят на вентиляционный штрек по очереди, что позволяет производить текущий профилактический ремонт и техническое обслуживание в условиях механического цеха, за счет безразгрузочности секция крепи не распирается дважды в один и тот же участок кровли, а это, в свою очередь, улучшает состояние кровли во время производства очистных работ. Все это способствует повышению эффективности разработки крутопадающих угольных пластов средней мощности и тонких, т.е. достижению поставленной цели.

Для реализации данного способа необходим специальный очистной комбайн, способный осуществлять выемку угля по двусторонней (челноковой) схеме, и секции безразгрузочной самоходной крепи. Такие образцы техники уже разработаны. В качестве выемочного комбайна для данного способа может быть использован комбайн по техническому решению [3], а в качестве призабойной крепи - секции крепи по техническому решению [4].

Источники информации

1. Жигалов М.Л., Ярунин С.А. Технология, механизация и организация подземных горных работ: Учеб. для вузов. - М.: Недра, 1990, с.290-292, рис.3.16 (аналог);

2. Там же, с.284, рис.3.14 (прототип).

3. Узкозахватный комбайн для выемки угля из крутонаклонных пластов. Патент РФ №2235202, 7 Е 21 С 27/02, Опубл. 27.08.2004, Бюл. №24.

4. Искусственный механизированный целик. Патент РФ №2083844, 6 E 21 D 23/00, Опубл. 10.07.1997.