способ подготовки и отработки запасов шахтных полей

Формула изобретения

1. Способ подготовки и обработки запасов шахтных полей, включающий подготовку шахтного поля столбами по системе разработки «Длинные столбы по простиранию», выемку угля в длинном очистном забое обратным ходом, проветривание очистного забоя, управление горным давлением обрушением пород кровли в выработанном пространстве, сбор шахтных вод в нижних точках шахты и подачу водного раствора антипирогена в выработанное пространство, отличающийся тем, что выемочные столбы отрабатывают попеременно обратным и прямым ходом, заранее сооружают демонтажную техосмотровую и монтажную камеры соосно, затем загоняют очистной механизированный комплекс - ОМК в демонтажную камеру без распора в кровлю камеры, перегоняют поблочно тройками элементами комплекса из демонтажной камеры в монтажную, попутно осуществляют текущий ремонт по пути движения блоков в камере техосмотра, при этом используют механизмы передвижения распорно-скользяще-скользящего - РСС типа с автономным энергопитанием каждого блока.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве механизма передвижения распорно-скользяще-скользящего - РСС типа используют те же секции крепи ОМК, их взаимосвязь через цилиндры передвижки с соответствующим рештаком лавного конвейера и на период демонтажа из них образуют n-е количество автономных блоков «тройки» с попеременным перемещением 3-х секций крепи без распора относительно 3-х рештаков, выполняющих функций жесткой балки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу, в частности к способам разработки шахтных полей по системе разработки «Длинные солбы по простиранию», и может быть использовано при добыче других пластовых полезных ископаемых.

Известен способ разработки шахтного поля при этажной подготовке, в котором выемочные столбы подготавливают проведением конвейерного и вентиляционного штреков, отработку столба ведут обратным ходом, управление горным давлением осуществляют полным обрушением кровли в выработанном пространстве, а проветривание очистного забоя - по противоточной схеме [1].

Недостатком способа является то, что при доработке выемочного столба очистной механизированный комплекс (ОМК) используют для крепления демонтажной камеры; отработку ведут обратным ходом с проведением монтажной камеры на флангах выемочного столба, что усложняет перемонтаж ОМК из лавы в лаву.

За прототип принято наиболее близкое к заявленному способу техническое решение, при котором выемочные столбы подготавливают проведением конвейерного и вентиляционного штреков, столбы отрабатывают в обратном порядке, горным давлением управляют полным обрушением кровли, перемонтаж производят путем поэтапного демонтажа ОМК с выдачей на поверхность шахты последующей сборкой элементов комплекса, например, секции крепи при разобранном лавном конвейере и комбайне [2].

Недостатком прототипа является:

- столбы отрабатывают только в обратном порядке;

- демонтажную камеру осуществляют использованием ОМК;

- удаленность мест демонтажа и монтажа на длину столба;

- при запасе ресурса ОМК еще на один или два столба его выдают на поверхность в разобранном виде, затем спускают и монтируют частично с собранном виде;

- сложная схема перемонтажа с расстановкой монтажных доставочных средств разового использования;

- непроизводительное использование ОМК.

Перечисленные недостатки способа снижают эффективность разработки шахтных полей, что не позволяет использовать его для снижения затрат на перемонтаж ОМК.

Целью изобретения является повышение эффективности разработки шахтно-угольного поля со снижением затрат на перемонтаж ОМК.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем подготовку шахтного поля столбами по системе разработки «Длинные столбы по простиранию», выемку угля в длинном очистном забое обратным ходом, проветривание очистного забоя, управление горным давлением обрушением пород кровли в выработанном пространстве, сбор шахтных вод в нижних точках шахты и подачу водного раствора антипирогена в выработанное пространство, выемочные столбы отрабатывают попеременно обратным и прямым ходом, сооружают заранее демонтажную, техосмотровую и монтажную камеры соосно.

Затем загоняют ОМК в демонтажную камеру без распора в кровлю камеры, перегоняют поблочно тройками элементы комплекса из демонтажной камеры в монтажную, осуществляют текущий ремонт по пути движения блоков в камере техосмотра, при этом используют механизмы передвижения распорно-скользяще-скользящего типа (РСС) с автономным энергопитанием каждого блока.

Комплекс заводится в подготовленную закрепленную монтажную камеру без распора секции крепи в кровлю камеры, используя механизм передвижения распорно-скользящий-скользящий (РСС/3) путем существующей взаимосвязи секций крепи через цилиндры передвижки с лавным конвейером (балкой), затем блоками, 3-и секции с 3-мя рештаками (тройка), разворачивают в сторону монтажа и перегоняют своим ходом к месту монтажа, разворачивают поблочно (тройками) в исходное положение. При самоперемонтаже.

По пути перегона блоков сооружают промежуточный пункт техосмотра по замене быстро изнашиваемых элементов ОМК.

На фиг.1 показана схема подготовки шахтного поля, поясняющая способ разработки пласта с перемонтажом ОМК из демонтажной камеры в монтажную с промежуточной камерой техосмотра.

На фиг.2 изображен перемонтаж ОМК при слабых породах кровли.

Способ может быть реализован следующим образом.

Угольный пласт шахтного поля вскрывают фланговыми конвейерными 1 и воздухоподающими 2 уклонами с выходом на главный конвейерный уклон 3 путем проведения спаренных горных выработок с фланга промплощадки № 1, из которых одна как основной конвейерный штрек 4, другая как вентиляционный штрек 5 первой лавы 6. Одновременно с проведением уклонов 1, 2 с промплощадки № 2 сооружают монтажную 7, демонтажную 8, техосмотра 9 камеры, с последующим проведением спаренных протяженных горных выработок 10, 11 по постоянной схеме. До начала очистных работ оборудуют водоотливы 12.

До подхода ОМК 13 к месту демонтажа при заранее взятой демонтажной камере своим ходом без распора ОМК заходит в нее с последующим разъединением на блоки-

тройки, начиная с рештаков лавного конвейера и элементов гидравлики, образуя n-е количество блоков. Начиная с блока n-1, первого со стороны конвейерного штрека, первая тройка своим ходом вместе с приводной головкой лавного конвейера передвигается через пункт техосмотра по монтажной камере до исходного положения для разворота, оставляет приводную головку на месте монтажа, затем разворачивается на 90° к груди забоя, состыковывая рештаки с приводной головкой. Тоже проделывают с блоками-тройками n-2, n-3 и т.д., включая последнюю, которая, как замыкающая, доставляет и концевую головку лавного конвейера. Но перед этим на лавный конвейер подают очистной комбайн, который все это время находился в камере техосмотра, подвергаясь текущему ремонту.

До начала перемонтажа в очередную вторую лаву 14 завершают проведение 3-х устьевых протяженных горных выработок конвейерного 15, целикового 16 и вентиляционного 17 штреков, причем штрек 15 проходят по постоянной схеме с оставлением концевой головки ленточного конвейера на сопряжение с монтажной камерой, подготовленной для установки приводной головки лавного конвейера в соответствии с устройством забойного погрузочного пункта, согласно авт.св. на изобретение № 576426 от 15.10.1977 г. и заявке на изобретение № 2012132763 от 31.07.2012 г. на «Устройство забойного пересыпа».

Следующие горные выработки 18, 19 проводятся по аналогии в данном случае, как завершающие 2-устьевые на границе шахтного поля. Ведение горных работ подготовительных и очистных ведется раздельно с попеременным использованием фланговых промплощадок, обеспечивая непрерывную эксплуатацию технологических линий с подачей угля на центральную площадку. Перевозку людей осуществляют по ленточным конвейерам с использованием верхней и нижней ветвей и средств схода и посадки как на центральной промплощадке, так и на рабочих местах в забоях как очистных, так и подготовительных горных работ. Доставка материалов и оборудования осуществляется с использованием дизелевозной откатки.

Демонтаж и перегон блоков-троек при устойчивой кровле камеры начинают со стороны конвейерного штрека, при неустойчивой кровле - от вентиляционного штрека как бы сверху вниз, при этом ширина камеры увеличивается.

Способ перемонтажа ОМК при слабых породах по устойчивости в кровле пласта отличается тем, что демонтажную камеру проходят на ширину, необходимую для размещения блочной тройки между ОМК и бортом камеры, исчисляемой пространством от кромки рештака лавного конвейера (например, при ширине одной секции, равной 1,5 м, для размещения тройки это пространство должно быть не менее 4,5 м).

Демонтаж в таких камерах ведется в обратном порядке от вентштрека с перемещением блочных троек частично под защитой секций крепи ОМК (см. фиг.2).

Во всех способах ОМК заводится в готовую камеру для его демонтажа без распора. Для удержания кровли камеры в месте ее разрыва путем обрушения от ведения очистных работ при окончании вхождения ОМК в демонтажную камеру заранее кровлю камеры 8 со стороны завала закрепляют удлиненными анкерами в два ряда, например канатными, согласно паспорту крепления, с учетом, что удлиненные анкера первого ряда 20 устанавливают в зоне обрушения пород кровли на контакте пласт-порода с учетом в дальнейшем выполнения функции ограждения 21 рабочего пространства демонтажной камеры от обрушенных пород кровли (вид по А-А фиг.2).

Второй ряд удлиненных анкеров 22 устанавливают в зону необрушаемых пород, в качестве органного ряда крепления камеры со стороны завала. По мере демонтажа секции ОМК камера поддерживается путем установки контрольных крепежных стоек со стороны завала в месте установки удлиненного анкера (органного ряда).

В длинной 450-метровой лаве из 300 секций крепи с шагом 1,5 м каждая создают в демонтажной камере 100 блоков-троек. При пути передвижения ~500 м, включая межлавный целик, и времени разворота в демонтажной камере - 2 часа, перегона со скоростью 1 м/мин в течение 500 минут, разворота в монтажной камере с подключениями за 2 часа, общее время на один блок составляет 2 ч+9 ч+2 ч=13 ч плюс неучтенные непроизводительные простои 1 час. Итого время на цикл одной тройки 14 часов. Допуская разрыв во времени готовности последующего блока в течение 2-х часов, при всех остальных операциях со всеми тройками как совмещенные, общее время перемонтажа составит: 1 сутки на подготовку демонтажно-монтажной схемы плюс 100 блоков×2 часа=200 часов или 8 суток; одни сутки на установку комбайна и завершение работ к исходному положению для работы по выемке угля - 10 суток при длине лавы 450 м, а при длине лавы 300 м - соответственно в 1,5 раза меньше - 6÷7 суток.

Организационно для сокращения общего времени должны быть горнорабочие: разворотчики, соответственно, как в демонтажной камере, так и в монтажной с техсредствами для разворота; перегонщики блоков-троек на каждый блок по два человека, при одновременном перемещении из 100 блоков и монтаже в течение 10 суток - 10 пар перегонщиков в каждую смену. При продуманной организации и технологии срок перемонтажа можно уменьшить в два раза.

Источники информации

1. Жигалов М.Л. Технология, механизация и организация подземных горных работ. Учеб. для вузов. / М.Л. Жигалов, С.А. Ярунин . - Недра, с.330.

2. Патент РФ № 2284414. Способ разработки пологого угольного пласта, опубликован 27.09.2006 г.

3. Черных Н.Г. Механизмы передвижения горных машин. М.: Уголь, с.48-51.