способ селективной выемки пластовых полезных ископаемых

Формула изобретения

Способ селективной выемки пластовых полезных ископаемых, включающий раздельную выемку очистным комбайном полезного ископаемого и прослоя ценной породы, разделение потоков полезного ископаемого и прослоя в очистном забое и транспорт пород полезного ископаемого и прослоя до поверхности, отличающийся тем, что сначала, при движении очистного комбайна прямым ходом, вынимают полосу в прослое, грузят отбитую массу на забойный конвейер и по конвейерному штреку транспортируют до магистральной выработки, где ее перегружают в средство магистрального транспорта, и выдают далее на поверхность, затем, при движении очистного комбайна обратным ходом, вынимают полосу полезного ископаемого, отбитую массу забойным конвейером транспортируют к конвейерному штреку, по которому ее транспортируют к магистральной выработке, между выемкой полос прослоя ценной породы и полезного ископаемого выдерживают временную паузу, в течение которой выполняют концевые операции и управляют перегрузкой транспортируемой массы в соответствующие транспортные средства магистральной выработки.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к горному делу, в частности к селективной выемке из пласта полезного ископаемого более ценного прослойка (одного или нескольких).

При разработке пластовых месторождений имеют место случаи, когда пласт полезного ископаемого содержит в себе в виде прослоев другие полезные ископаемые, ценность которых на порядки выше, чем вмещающего, разрабатываемого пласта. Добыча этих полезных ископаемых совместно с вмещающим полезным ископаемым ведет к их разубоживанию, а обогащение всего объема добытой горной массы ведет к излишней загрузке оборудования, повышению затрат, увеличению потерь более ценных полезных ископаемых.

Известен способ подземной селективной выемки полезного ископаемого, включающий раздельную выемку прослойка, содержащегося в пласте полезного ископаемого, прямым ходом очистного комбайна, выемку полезного ископаемого прямым и обратным ходом комбайна, разделение транспортных потоков отбитого прослойка и полезного ископаемого [1]. Недостатком этого способа является необходимость применения комбайна особой конструкции, не имеющей широкого применения при добыче полезных ископаемых, сложность раздельной выдачи на поверхность двух и более транспортных потоков.

В качестве прототипа выбран способ разработки пласта полезного ископаемого с прослоем породы, включающий раздельную выемку очистным комбайном полезного ископаемого и прослоя ценной породы, разделение потоков полезного ископаемого и прослоя в очистном забое и транспорт пород полезного ископаемого и прослоя на поверхность [2].

Недостатками данного способа являются:

- его неосуществимость в случае, когда прослой залегает у кровли пласта и нельзя прорезать отрезную щель, не нарушая сплошности пород кровли пласта;

- низкая производительность очистного забоя, связанная с особенностями пород прослоя - необходимостью вынимать их блоками определенных размеров, чего не требуется, если последующая переработка включает дробление и измельчение;

- необходимость применения специальных транспортных средств для пород прослоя как в участковых выработках, так и в магистральных. Это требует дополнительных материальных и трудовых затрат, загромождает выработки оборудованием, усложняет организацию ведения горных работ.

Эти недостатки снижают эффективность разработки пластовых полезных ископаемых, содержащих прослои с ценными полезными ископаемыми.

Целью изобретения является повышение эффективности разработки пластовых полезных ископаемых, содержащих прослои ценных полезных ископаемых, за счет селективной выемки полезного ископаемого и прослоев ценных полезных ископаемых и раздельной их выдачи на поверхность по существующей транспортной цепочке.

Поставленная цель достигается тем, что в способе селективной выемки полезного ископаемого, включающем раздельную выемку очистным комбайном полезного ископаемого и прослоя ценной породы, разделение потоков полезного ископаемого и прослоя в очистном забое и транспорт пород полезного ископаемого и прослоя до поверхности, сначала, при движении очистного комбайна прямым ходом, вынимают полосу в прослое, грузят отбитую массу на забойный конвейер и по конвейерному штреку транспортируют до магистральной выработки, где ее перегружают в средство магистрального транспорта, и далее выдают на поверхность, затем, при движении очистного комбайна обратным ходом, вынимают полосу полезного ископаемого, отбитую массу забойным конвейером транспортируют к конвейерному штреку, по которому ее транспортируют к магистральной выработке, между выемкой полос прослоя и полезного ископаемого выдерживают временную паузу, в течение которой выполняют концевые операции и управляют перегрузкой транспортируемой массы в соответствующие транспортные средства магистральной выработки.

Предлагаемый способ селективной выемки поясняется схемой подготовки выемочного столба, показанной на фиг.1.

Способ может быть реализован следующим образом. В выемочном поле пласта полезного ископаемого, содержащего прослой ценной породы, подготавливают длинный выемочный столб по простиранию пласта проведением главных воздухоподающего 1, конвейерного 2 и вентиляционного 3 уклонов (или бремсбергов), конвейерного 4 и вентиляционного 5 штреков, которые на фланге столба сбивают монтажной камерой. В монтажной камере монтируют механизированный комплекс, состоящий из очистного комбайна 6, забойного конвейера 7 и секций механизированной крепи 8. В конвейерном штреке монтируют ленточный телескопический конвейер 9 и загрузочное устройство 10, позволяющее перегружать отбитую горную массу с забойного конвейера 7 на штрековый конвейер 9. В конвейерном уклоне (бремсберге) 2 устанавливают магистральный ленточный конвейер 11 и настилают рельсовый путь 12 для организации рельсового транспорта горной массы и вспомогательных материалов. На сопряжении ленточного конвейера 9 с магистральным конвейером 11 устанавливают загрузочное устройство 13 для организации перегрузки горной массы со штрекового конвейера на магистральный, а на сопряжении конвейера 9 с рельсовым путем 12 устраивают перегрузочное устройство 14 и устанавливают плужковый сбрасыватель 15 для организации пересыпа горной массы с ленты конвейера 9 в вагонетки 16.

Селективная выемка пластового полезного ископаемого (например, угля) и ценного прослойка осуществляется в следующем порядке. Сначала очистной комбайн 6, двигаясь прямым ходом, вынимает полосу в прослое ценной породы и грузит отбитую горную массу на забойный конвейер 7. Забойный конвейер 7 транспортирует ее к конвейерному штреку 4, где через загрузочное устройство 10 перегружает на ленту штрекового конвейера 9. Штрековый конвейер 9 транспортирует горную массу к конвейерному уклону (бремсбергу) 2. На сопряжении штрека 4 с конвейерным уклоном (бремсбергом) 2 горная масса с ленты конвейера 9 плужковым сбрасывателем 15 сбрасывается в перегрузочное устройство 14 и поступает в вагонетки 16, замену которых осуществляет насыпщик известным способом.

После выхода комбайна 6 на вентиляционный штрек 5 выполняют концевую операцию - его исполнительные органы, шнеки, устанавливают в положение для выемки угля, т.е. выдерживают временную паузу в погрузке угля на конвейер. По готовности очистного комбайна 6 насыпщику подают сигнал о том, что начинается выемка угля. Насыпщик наблюдает за транспортным потоком ценного полезного ископаемого и, после его прохода, о чем будет свидетельствовать весьма низкий уровень заполнения ленты конвейера горной массой, поднимает плужковый сбрасыватель 15 - транспортная цепочка конвейеров готова для транспортировки отбитого угля на поверхность. При выемке полосы угля очистной комбайн 6 движется от вентиляционного штрека 5 к конвейерному 4, а отбитый уголь забойным конвейером 7 перегружается на штрековый конвейер 9 и далее в магистральный конвейер 11, которым и выдается на поверхность.

После выхода очистного комбайна 6 на конвейерный штрек 4 опять выполняют концевые операции - исполнительные органы комбайна устанавливают в положение для выемки прослоя, осуществляют передвижку и крепление приводной головки забойного конвейера 7, а также передвижку загрузочного устройства 10, т.е. опять осуществляют задержку по времени в транспортировании горной массы; после чего подают сигнал насыпщику, что начинается выемка более ценного полезного ископаемого. Насыпщик, получив сигнал о начале выемки пород ценного прослойка, наблюдает за движущимся потоком угля и после его прохода опускает плужковый сбрасыватель и т.д. Управление перегрузкой транспортируемой массы осуществляется насыпщиком по команде из очистного забоя путем подъема или опускания плужкового сбрасывателя, а замена вагонеток - любым другим известным способом, например толкателем.

Привлекательность данного способа состоит в том, что в существующих шахтах в конвейерных уклонах (бремсбергах) обязательно укладываются рельсовые пути для организации транспорта вспомогательных материалов, технология пересыпа отбитого полезного ископаемого с ленты конвейера в вагонетки отработана многолетним опытом ее использования на отечественных шахтах, способ не требует дополнительных капитальных затрат и позволяет в условиях подземного предприятия разделить транспортные потоки из одного забоя с выдачей двух и более потоков горной массы на поверхность, т.е. повысить эффективность разработки пластовых полезных ископаемых, содержащих прослои ценного полезного ископаемого, а это и есть цель изобретения.

Источники информации

1. Способ подземной селективной выемки полезного ископаемого. Патент РФ №1585520, Е 21 С 41/04, опубл. 1990, бюл. №30 (аналог).

2. Способ разработки пластов полезных ископаемых с прослоем породы. Патент РФ №1553683, Е 21 С 41/16, опубл. 1990, бюл. №12 (прототип).