RU2046947C1

RU2046947C1 - Method to develop thick steep and inclined coal stratums

Info

Publication number: RU2046947C1
Authority: RU
Inventors: Константин Петрович Чалый; Владимир Александрович Михалицын
Original assignee: Константин Петрович Чалый; Владимир Александрович Михалицын
Priority date: 1990-11-06
Filing date: 1990-11-06
Publication date: 1995-10-27

Abstract

FIELD: mining. SUBSTANCE: method to develop thick steep and inclined coal stratums provides for excavation of dropped coal in advanced face at ground of stratum (layer) by clearing aggregate, coal-cutting and coal release, using underroof members, to advanced workings with following roof collapse (exhausted space filling up) onto placed on ground behind advanced face connected with the aggregate separating partition between coal mass and collapsed rocks (insert). To increase effectiveness of the measure separating partition covers near face space with height exceeding thickness of advanced face, with one edge resting on underroof member and another one on clearing aggregate. Movement of separating partition down the pitch is exercised in series: first at ground after aggregate setting, then near roof after removal of underroof member coal; and separating partition and advanced face are moved down the pitch in stratum with face shifting from ground along thickness of stratum. EFFECT: increased effectiveness of operation. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при отработке мощных крутых и наклонных пластов полезного ископаемого, особенно угля. The invention relates to the mining industry and can be used in the development of powerful steep and inclined seams of minerals, especially coal.

Известен способ и комбинированное перекрытие для выемки мощных наклонных пластов (1), в котором увеличение мощности отрабатываемого пласта достигается увеличением высоты щитового забоя путем наращивания высоты щита по мощности пласта за счет установки на него надставки из комбинированного перекрытия с ребрами жесткости, шарнирно закрепленными на щите. Гибкое перекрытие подтягивается к угольному массиву подкровельной пачки с помощью канатов из пробуренных заранее опережающих скважин лебедкой на откаточном горизонте. Недостатком известной технологии является высокая трудоемкость подготовки столба, настила гибкого перекрытия и управления щитом с дополнительной надставкой из перекрытия. Трудоемкость подготовки связана с большим количеством углеспускных печей по пласту, необходимых для спуcка отбитого угля при отсутствии в забое транспортного средства, способного транспортировать уголь на большое расстояние с высокой производительностью. The known method and combined overlap for the extraction of powerful inclined formations (1), in which an increase in the power of the worked out formation is achieved by increasing the height of the shield face by increasing the height of the shield by the thickness of the formation due to the installation of extensions from the combined overlap with stiffeners pivotally mounted on the shield. Flexible overlap is pulled up to the coal mass of the subroofing pack using ropes from pre-drilled pre-drilled wells with a winch on the recoil horizon. A disadvantage of the known technology is the high complexity of the preparation of the pillar, flexible flooring and control board with an additional extension of the ceiling. The complexity of the preparation is associated with a large number of coal-smelting furnaces in the seam, necessary for launching the beaten-off coal in the absence of a vehicle in the face capable of transporting coal over long distances with high productivity.

При опережении выемки верхней пачки и верхнего конца перекрытия (при слабом угле) забоя под щитом щит может потерять устойчивость (в профильной плоскости), наклонен и оторваться от почвы давлением обрушенных пород. Управлять щитом с высокой надстройкой под горным давлением очень сложно и опасно. When advancing the recess of the upper pack and the upper end of the overlap (at a weak angle) of the face under the shield, the shield can lose stability (in the profile plane), tilt and tear off from the soil by the pressure of collapsed rocks. Managing a shield with a high superstructure under rock pressure is very difficult and dangerous.

Отработка пачек угля под таким двухэтажным щитом возможна только в жесткой последовательности, нижняя, а потом верхняя, что снижает эффективность работы на мощных пластах. The mining of packs of coal under such a two-story shield is possible only in a rigid sequence, the lower and then the upper, which reduces the efficiency of work on powerful seams.

Известен способ и очистное оборудование (2) для отработки по падению мощных крутых пластов с двумя опережающими забоями с очистными агрегатами под распорным в боковые породы секционным щитом, связанным с крепями агрегатов двух опережающих забоев (прототип). A known method and treatment equipment (2) for practicing on the fall of powerful steep formations with two leading faces with treatment units under the spacer sectional shield connected to the supports of the units of two leading faces (prototype).

Недостатками известного способа с двумя опережающими забоями являются высокая трудоемкость подготовки столба, монтажно-демонтажных работ и сложность согласования при управлении движением всего очистного оборудования с двумя агрегатами в опережающих забоях. Кроме того устойчивость средней пачки, которую "топчут" два агрегата, определяется ее мощностью, и при значительном ее уменьшении (при изменении мощности пласта) может возникнуть аварийное состояние забоя, которое уже не исправить. The disadvantages of this method with two leading faces are the high complexity of the preparation of the column, installation and dismantling works and the complexity of coordination when controlling the movement of all treatment equipment with two units in leading faces. In addition, the stability of the middle pack, which is “trampled down” by two units, is determined by its power, and if it is significantly reduced (when the formation power changes), an emergency state of the bottom can occur, which can no longer be fixed.

Целью изобретения является повышение эффективности отработки мощных крутых пластов путем снижения трудоемкости работ при подготовке эксплуатации и повышение управляемости движения разделяющего перекрытия. The aim of the invention is to increase the efficiency of mining powerful steep formations by reducing the complexity of the work in preparation for operation and increasing the controllability of the movement of the dividing floor.

Цель достигается тем, что отработку мощных крутых и наклонных пластов угля производят, включая выемку в опережающем забое пласта (слоя) очистным агрегатом по падению, отбойку и выпуск угля подкровельной пачки в опережающие выработки с обрушением кровли (закладкой выработанного пространства) на установленное за опережающим забоем на почве, связанное с агрегатом разделяющее перекрытие между угольным массивом и обрушенными породами (закладкой), причем для повышения эффективности отработки разделяющим перекрытием накрывают призабойное пространство высотой более мощности опережающего забоя, одним краем опирая его на подкровельную пачку, а другим на очистной агрегат, край по кровле перекрытия перемещают по падению с отставанием от опережающего забоя с шагом, кратным шагу передвижения очистного агрегата, перемещение разделяющего перекрытия по падению производят последовательно, сначала у почвы после посадки агрегата потом у кровли после выемки угля подкровельной пачки, а разделяющее перекрытие и опережающий забой перемещают по падению в пласте со смещением забоя от почвы по мощности пласта. The goal is achieved by the fact that the mining of powerful steep and inclined coal seams is carried out, including excavation in the leading face of the seam (layer) by the treatment unit for falling, breaking and the release of coal of the roofing pack into the leading workings with the roof collapsing (laying of the mined out space) to the installed behind the leading face on soil associated with the aggregate separating the overlap between the coal mass and collapsed rocks (tab), and to increase the efficiency of mining the separating overlap cover the bottom hole a height higher than the power of the leading face, resting it on the under-roof member with one edge and the treatment unit with the other, the edge along the roof is moved downward with a lag from the leading face with a step that is a multiple of the movement step of the treatment unit, moving the dividing floors over the fall is performed sequentially, first, near the soil after planting, then near the roof after excavation of coal of the subroofing pack, and the dividing overlap and leading face are moved along the dip in the formation with the face shifted from the soil s of the reservoir capacity.

Предлагаемый способ позволит повысить эффективность отработки мощных крутых пластов угля за счет снижения трудоемкости подготовительных и монтажно-демонтажных работ по сравнению с прототипом, исключения аварийных ситуаций от разрушения средней пачки при местном сокращении мощности пласта, особенно в зонах нарушений. Эффективность отработки повысится из-за снижения трудоемкости и упрощения управления движением разделяющего перекрытия по падению, так как исключается жесткая синхронизация работы двух агрегатов и разделяющего перекрытия (щита) при его передвижении с отставанием от опережающего забоя с шагом, кратным шагу перемещения агрегата и особенно при смещении опережающего забоя по мощности пласта от почвы. The proposed method will improve the efficiency of mining powerful steep coal seams by reducing the complexity of preparatory and installation and dismantling operations compared to the prototype, eliminating emergencies from the destruction of the average pack with local reduction in the thickness of the reservoir, especially in areas of disturbance. Mining efficiency will increase due to reduced labor intensity and simplified control of the movement of the dividing floor over the fall, since the rigid synchronization of the operation of two units and the dividing floor (shield) is excluded when it moves behind the leading face with a step that is a multiple of the unit moving step and especially when shifting leading bottom in the thickness of the reservoir from the soil.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый способ отработки мощных крутых и наклонных пластов угля отличается тем, что разделяющим перекрытием накрывают призабойное пространство высотой более мощности опережающего забоя, одним краем опирая его на подкровельную пачку, а другим на очистной агрегат, край по кровле перекрытия перемещают по падению с отставанием от опережающего забоя с шагом, кратным шагу передвижения очистного агрегата, а перемещение разделяющего перекрытия по падению производят последовательно сначала у почвы после посадки агрегата, потом у кровли после выемки угля подкровельной пачки. Таким образом заявляемое техническое решение соответствует критерию "Новизна". Comparative analysis with the prototype allows us to conclude that the inventive method for mining powerful steep and inclined coal seams is characterized in that the bottom hole is covered with a separating overlap with a height greater than the power of the leading face, resting it on the roofing unit with one edge, and the roof edge with the other the floors are moved in the fall with a lag behind the leading face in increments that are a multiple of the step of the movement of the treatment plant, and the separation of the floors in the fall is carried out by the last quently first with soil after planting machine, and then in recesses after the roofing underlay packs coal. Thus, the claimed technical solution meets the criterion of "Novelty."

На фиг.1 показана технологическая схема отработки мощных крутых пластов столбами по падению с обрушением кровли; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1. Figure 1 shows the technological scheme of mining powerful steep formations with pillars in the fall with the collapse of the roof; figure 2 section aa in figure 1.

Выемочное поле разделяют наклонными 1 и горизонтальными 2 выработками на столбы 3, которые отрабатывают по падению с обрушением крови. На вентиляционном горизонте сначала монтируют в монтажной камере 4 очистной агрегат 5, накрывают разделяющим перекрытием 6, опирая его одним краем на агрегат 5, другим на угольный массив, проходя над очистным агрегатом рассечку. Разделяющее перекрытие в процессе движения по падению накрывает по мощности пласта (слоя) весь опережающий забой 8 и большую часть подкровельной пачки 7. Величина неперекрытой части подкровельной пачки 7 у кровли зависит от угла падения пласта (увеличивается при уменьшении наклона пласта) и колебания мощности пласта. Проникновение породы под перекрытие 6 предотвращается установкой на конце перекрытия 6 поворотных щитков 9, скользящих при движении перекрытия по поверхности вновь образуемой кровли. По почве разделяющее перекрытие скользит на лыжах 10. После окончания монтажа оборудования очистного забоя начинают отработку мощного пласта, имея два ската впереди забоя и один скат в соседнем столбе сзади. Отбитый уголь грузят в углеспускной скат 11 на левом фланге забоя 8. Выемку ведут сначала очистным агрегатом 5 в опережающем забое 8, а потом после его посадки (передвижения) с отставанием отбойку и выгрузку угля конвейером 12 из подкровельной пачки 7. Очистной агрегат 5, например 2 АНЩ, отбивает и грузит уголь конвейеростругом 13. Выемочный цикл агрегата 5 включает зарубку конвейероструга 13, выдвижку вспомогательных секций, передвижение (посадку) основных секций 14 с ограждением 15, на котором установлен конвейер 12 для выгрузки отбитого угля подкровельной пачки 7, отбойку и выгрузку оставшейся части ленты конвейеростругом 13. Очистной агрегат 5 соединен с разделяющим ограждением (перекрытием) 6 завальными консолями 16 оснований крепи основных секций 14. Разделяющее перекрытие 6 включает жесткие щиты 17 в виде арок из металлопроката. Щиты 17 соединены между собой гибкими связями и накрыты сверху металлической сеткой и металлическими полосами 18 от просыпания мелкой породы в призабойное пространство. Щиты 17 на почву установлены лыжами 10, шарнирно связаны с консолями 16 оснований крепи очистного агрегата. Верхние края щитов 17 опираются на угольный массив подкровельной пачки 7. Щитки 9 перекрывают оставшуюся часть угольного массива, неперекрытую щитами 17. Отбитый с помощью (БВР) буро-взрывных работ или другим способом уголь подкровельной пачки 7 выгружается конвейером 12, установленным на ограждении 15 крепи очистного агрегата 5. Ограждение 19 щитов 17 способствует полной выгрузке отбитого угля конвейером 12 к скату 11. Конвейер 12 имеет дробилку для разрушения негабаритов угля. The excavation field is divided by inclined 1 and horizontal 2 workings into columns 3, which are worked out by falling with the collapse of blood. On the ventilation horizon, the treatment unit 5 is first mounted in the mounting chamber 4, covered with a separating overlap 6, resting it with one edge on the unit 5, the other on a coal mass, dissecting above the treatment unit. The dividing overlap during the movement along the dip covers the entire leading face 8 and the majority of the subroofing pack 7 by the thickness of the formation (layer). The value of the uncovered part of the subroofing pack 7 at the roof depends on the angle of incidence of the formation (increases with decreasing incline of the formation) and fluctuations in the formation's thickness. The penetration of the rock under the overlap 6 is prevented by installing at the end of the overlap 6 pivoting shields 9, sliding when the overlap moves along the surface of the newly formed roof. On the ground, the dividing overlap slides on skis 10. After the end of the installation of the working face equipment, mining of a powerful layer begins, having two slopes in front of the face and one slope in the adjacent column at the back. The beaten-off coal is loaded into a coal slope 11 on the left flank of the face 8. The extraction is carried out first by the treatment unit 5 in the leading face 8, and then after it is planted (moved) with a lag, the coal is blown off and unloaded by conveyor 12 from the sub-roofing pack 7. The treatment unit 5, for example 2 ANSC, beats and loads coal with a conveyor belt 13. The extraction cycle of the unit 5 includes notching the conveyor belt 13, the extension of the auxiliary sections, the movement (landing) of the main sections 14 with a guard 15, on which a conveyor 12 is installed for unloading the beaten coal pack 7, breaking and unloading the remaining part of the belt with a conveyor belt 13. The treatment unit 5 is connected to a separating fence (overlap) 6 with blocking consoles 16 of the base supports of the main sections 14. The separating overlap 6 includes rigid shields 17 in the form of metal-rolled arches. Shields 17 are interconnected by flexible connections and are covered from above with a metal mesh and metal strips 18 from spilling of small rock into the bottom hole. Shields 17 are mounted on the soil with skis 10, pivotally connected to the consoles 16 of the base of the lining of the treatment plant. The upper edges of the shields 17 are based on the coal mass of the subroofing bundle 7. The shields 9 overlap the remainder of the coal mass, which is not covered by shields 17. The coal of the subroofing bundle 7, beaten off with the help of (BWR), is unloaded by a conveyor 12 mounted on the roof support 15 treatment unit 5. The fence 19 shields 17 contributes to the complete unloading of the beaten-off coal by conveyor 12 to the ramp 11. The conveyor 12 has a crusher for destroying oversized coal.

После нескольких выемочных циклов очистного агрегата 5 с отставанием производят выемку подкровельной пачки 7 угля под разделяющим перекрытием 6, то есть с шагом, кратным шагу передвижения очистного агрегата. Выемку подкровельной пачки 7 производят с помощью буровзрывных работ и конвейера 12 или механическим (гидравлическим) разрушением с помощью комбайна, конвейероструга (гидравлического гидромонитора), устанавливаемого на очистном агрегате 5. Отбитый буро-взрывными работами уголь скатывается по откосу на конвейер 12 и транспортируется вдоль забоя к углеспускному скату 11. Негабариты угля дробят или дробилкой на конвейере 12, или отбойным молотком. После окончания выгрузки угля из-под разделяющего перекрытия 6 повторяется выемочный цикл очистного агрегата 5 с его посадкой (передвижением) в опережающем забое 8. Изменение мощности пласта без изменения размеров разделяющего перекрытия 6 компенсируют изменением величины неперекрытой разделяющим перекрытием 6 подкровельной пачки 7. After several dredging cycles of the treatment unit 5 with a lag, a subroofing pack of coal 7 is excavated under the dividing overlap 6, that is, with a step that is a multiple of the step of movement of the treatment unit. The excavation of the subroofing pack 7 is carried out using drilling and blasting operations and the conveyor 12 or mechanical (hydraulic) destruction with the help of a combine, a conveyor belt (hydraulic hydraulic monitor) installed on the treatment unit 5. The coal beaten off by drilling and blasting is rolled downhill to the conveyor 12 and transported along the face to coal slope 11. Oversized coal is crushed either by a crusher on the conveyor 12, or by a jackhammer. After the unloading of coal from under the dividing floor 6, the extraction cycle of the treatment unit 5 is repeated with its landing (moving) in the leading face 8. The change in the thickness of the formation without changing the size of the dividing floor 6 is compensated by a change in the value of the uncovered separating overlap 6 of the subroofing pack 7.

Демонтаж очистного оборудования после отработки столба 3 производят под защитой разделяющего перекрытия 6, которое крепят анкерами в боковые породы. Отступая, демонтируют на откаточный штрек конвейероструг 13, секции крепи, конвейер 12 и другие узлы, необходимые для отработки следующего столба. Оставшуюся угольную пачку отрабатывают под защитой перекрытия 6. Само перекрытие 6 остается в обрушенных породах, кроме тех узлов, которые возможно будет демонтировать. Dismantling of the treatment equipment after working off the pillar 3 is carried out under the protection of the dividing floor 6, which is fixed with anchors in the side rocks. Retreating, dismantle the conveyor belt 13, the lining sections, the conveyor 12 and other nodes necessary for working out the next column onto the haulage drift. The remaining coal pack is worked out under the protection of floor 6. The floor 6 itself remains in the collapsed rocks, except for those nodes that can be dismantled.

Порядок перемещения разделяющего перекрытия 6 за опережающим забоем 8 может быть изменен сначала перемещается вслед за выемкой подкровельной пачки 7 опирающийся на нее край разделяющего перекрытия 6, что целесообразно на наклонных пластах порядка 35-55^о для компенсации давления обрушенных пород на агрегат 5.The order of movement of the dividing floor 6 behind the leading face 8 can be changed; first, the edge of the dividing floor 6 resting on it, which is appropriate for inclined formations of the order of 35-55 ^{о, is used} to compensate for the pressure of the collapsed rocks on the aggregate 5, following the excavation of the subroofing bundle 7.

Предлагаемый способ отработки мощных крутых пластов может быть использован для послойной выемки особо мощных крутых пластов с обрушением кровли и оставлением между слоями минимальной угольной пачки, а также с закладкой выработанного пространства. The proposed method of mining powerful steep seams can be used for layer-by-layer excavation of particularly powerful steep seams with collapse of the roof and leaving a minimum coal bundle between the layers, as well as laying out the worked out space.

Перемещение разделяющего перекрытия 6 и опережающего забоя 8 по падению для увеличения мощности отрабатываемого пласта производят со смещением опережающего забоя 8 по мощности пласта от почвы. Мощность пачки угля на почве в этом случае по условиям погрузки угля на конвейер очистного агрегата значительно меньше подкровельной пачки, а связь агрегата с перекрытием смещается по мощности пласта на величину пачки и может быть переменной длины (на чертежах не показано). Moving the separating overlap 6 and the leading face 8 in the fall to increase the power of the produced formation is performed with the displacement of the leading face 8 in the capacity of the formation from the soil. The power of the coal pack in the soil in this case, according to the conditions of loading the coal onto the conveyor of the treatment unit, is significantly less than the subroofing pack, and the connection of the unit with the overlap is shifted by the thickness of the formation by the size of the pack and can be of variable length (not shown in the drawings).

Claims

1. METHOD OF POWERFUL STEEL AND TILT COAL TREATMENT PROCESSING, including coal extraction in the leading face of the formation or layer by the treatment unit for falling, breaking and release of coal of the under-roofing pack into leading workings, collapse of the roof or laying of the mined out space at the installed behind the run-off mine with an aggregate dividing the overlap between the coal mass and collapsed rocks or laying, characterized in that, in order to increase the efficiency of the processing of powerful seams by reducing labor the capacity of preparatory and cleaning works and increasing the controllability of the movement of the dividing overlap by covering the bottom hole with a height greater than the power of the leading face, resting it on the under-roof pack with one edge, and with the other on the treatment unit, the edge along the roof is moved downward with a lag behind the leading face with in increments that are a multiple of the movement of the treatment plant, while moving the dividing floors along the fall, they are performed sequentially first at the soil after lowering gregata, then after coal in the roof of the recess in the underroof pack.

2. The method according to claim 1, characterized in that the dividing overlap and the leading face are moved along the dip in the formation with the offset of the face from the soil according to the thickness of the formation.