RU2134785C1 - Method of mining thick steep coal seam - Google Patents

Method of mining thick steep coal seam Download PDF

Info

Publication number
RU2134785C1
RU2134785C1 RU97118504A RU97118504A RU2134785C1 RU 2134785 C1 RU2134785 C1 RU 2134785C1 RU 97118504 A RU97118504 A RU 97118504A RU 97118504 A RU97118504 A RU 97118504A RU 2134785 C1 RU2134785 C1 RU 2134785C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
coal
formation
shield
mining
Prior art date
Application number
RU97118504A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU97118504A (en
Inventor
Б.А. Анферов
В.М. Станкус
Л.В. Кузнецова
Original Assignee
Институт угля СО РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт угля СО РАН filed Critical Институт угля СО РАН
Priority to RU97118504A priority Critical patent/RU2134785C1/en
Publication of RU97118504A publication Critical patent/RU97118504A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2134785C1 publication Critical patent/RU2134785C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: according to method, working field is prepared to shield system of mining. Created on ventilation horizon is mounting layer with leaving supporting pillars at roof and floor of seam. Mounted on supporting pillars is sectional extendible shield-type covering. Sections of shield-type covering are oriented with their extending part towards floor of seam. Coal is excavated under shield-type covering in horizontal layers by two mining combines from center to flanges which allows for increasing productivity with given method. Each mining combine by moving straight forward excavates middle part of workable layer, cuts in supporting pillar of worked layer at seam floor, and loads extracted coal into telescopic trough, and moving in reverse they cut in supporting pillar of worked layer at seam roof. Shield-type covering is controlled by its smooth lowering on supporting pillars. EFFECT: higher efficiency. 2 cl, 9 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к горному делу, в частности к способам добычи угля из мощных крутых пластов по щитовой системе разработки. The present invention relates to mining, in particular to methods for coal mining from powerful steep seams through a shield development system.

Известен щитовой способ разработки крутопадающих угольных пластов, включающий механизированную отбойку угля и перепуск его по углеспускным скважинам, подрезку опорных целиков и опускание щита [1]. A well-known shield method for the development of steeply falling coal seams, including mechanized breaking of coal and passing it through coal-hole wells, trimming the pillars and lowering the shield [1].

Недостатками этого способа являются невозможность отрабатывать пласты переменной мощности из-за нерегулируемости перекрытия по ширине; сложность управления перекрытием, которое осуществляется только подрезкой опорных целиков. The disadvantages of this method are the inability to work out layers of variable power due to unregulated overlap in width; the difficulty of controlling the overlap, which is carried out only by trimming the support pillars.

Наиболее близким к разработанному является способ, включающий подготовку выемочного столба по щитовой системе разработки, выемку монтажной камеры с оставлением опорных целиков у кровли и почвы пласта, монтаж на них раздвижного щитового перекрытия и последующую механизированную выемку угля из-под перекрытия и транспортировку отбитого угля до углеспускной скважины конвейером [2]. Closest to the developed one is a method that includes the preparation of a mining column along a shield development system, excavation of an assembly chamber with the support pillars remaining at the roof and soil of the formation, installation of a sliding shield panel on them and subsequent mechanized excavation of coal from under the ceiling and transportation of beaten coal to a coal discharge wells conveyor [2].

Недостатками способа являются необходимость проведения трудоемких работ по передвижке и перемонтажу конвейера в рабочем пространстве; кинематическая связь выемочной машины и перекрытия, ограничивающая свободу выемочной машины и тем самым снижающая ее производительность по отбойке угля; опасность прорыва обрушенных пород под перекрытие; сложность управления выемкой угля из-за удаленности оператора от места выемки, т.к. отсутствует место безопасного присутствия обслуживающего персонала. The disadvantages of the method are the need for time-consuming work on the movement and remounting of the conveyor in the workspace; kinematic connection of a mining machine and overlapping, limiting the freedom of a mining machine and thereby reducing its productivity for breaking coal; the danger of breakthrough of collapsed rocks under the overlap; the difficulty of managing the extraction of coal due to the remoteness of the operator from the place of extraction, because there is no place for the safe presence of staff.

Перечисленные недостатки снижают эффективность разработки мощных крутых угольных пластов. These shortcomings reduce the efficiency of the development of powerful steep coal seams.

Цель предлагаемого изобретения - повышение эффективности разработки мощного крутого угольного пласта за счет незначительного разделения во времени и пространстве операций по выемке угля и управлению перекрытием, а также повышения интенсивности разработки. The purpose of the invention is to increase the efficiency of developing a powerful steep coal seam due to the insignificant separation in time and space of operations for coal extraction and management of overlap, as well as increasing the intensity of development.

Поставленная цель достигается тем, что секционное перекрытие монтируют раздвижной частью в сторону лежачего бока пласта, секции связывают последовательно друг с другом гибкими связями, выемку угля осуществляют двумя проходческими комбайнами, которые, двигаясь по простиранию пласта в разные стороны прямым ходом, вынимают и грузят уголь из средней части отрабатываемого горизонтального слоя и опорного целика у почвы пласта вышележащего отработанного слоя в транспортное средство, используя телескопические желоба и углеспускные скважины, двигаясь обратным ходом, разрушают опорный целик у кровли пласта отработанного слоя, управление перекрытием осуществляют с отставанием от выемки угля плавным опусканием его на опорные целики сначала по лежащему боку пласта, затем - по висячему. This goal is achieved by the fact that the sectional overlap is mounted with a sliding part towards the lying side of the formation, the sections are connected sequentially with each other by flexible connections, the coal is excavated by two tunneling combines, which, moving along the strike of the formation in different directions in direct motion, take out and load coal from the middle part of the worked out horizontal layer and the support pillar near the soil of the layer of the overlying worked out layer in the vehicle using telescopic troughs and coal-run wells Moving return stroke, destroy the support pillar in the roof exhaust layer formation overlap control is performed with a delay from the smooth dropping coal recesses on its supporting pillars lying on the first layer side, then - by hanging.

Предлагаемый способ разработки поясняется схемами. На фиг. 1 показана схема вскрытия и подготовки выемочного блока (общий вид); на фиг. 2 - схема подготовки выемочного блока (разрез вкрест простирания пласта); на фиг. 3 - схема размещения основного оборудования в рабочем пространстве перед выемкой слоя; на фиг. 4 - то же, после выемки в процессе подрубки целика у кровли пласта; на фиг. 5 - положение комбайна в слое во время выемки угля; на фиг. 6 - вид из рабочего пространства слоя на сопряжение его со скатом; на фиг. 7 - положение комбайна в слое у сопряжения со скатом (вид в плане); на фиг. 8 - схема зарубки комбайнов на полную мощность слоя; на фиг. 9 - то же, на половинную мощность. The proposed development method is illustrated by diagrams. In FIG. 1 shows a diagram of the opening and preparation of the extraction unit (general view); in FIG. 2 is a diagram of the preparation of the excavation block (cross section across the strike of the formation); in FIG. 3 - layout of the main equipment in the working space before the notch layer; in FIG. 4 - the same, after excavation in the process of cutting the pillar at the roof of the reservoir; in FIG. 5 - position of the combine in the bed during coal mining; in FIG. 6 is a view from the working space of the layer to pair it with a ramp; in FIG. 7 - position of the harvester in the layer at the interface with the ramp (plan view); in FIG. 8 is a diagram of the notch harvesters at full capacity layer; in FIG. 9 - the same at half power.

Способ может быть реализован следующим образом. Мощный крутой пласт вскрывают транспортным 1 и вентиляционным 2 квершлагами. Проводят транспортный 3 и вентиляционный 4 штреки, которые сбивают скатами 5, деля таким образом выемочное поле на выемочные блоки. Каждый блок делят подэтажными штреками 6, 7 на три подэтажа 8, 9, 10. На уровне вентиляционного горизонта отрабатывают монтажный слой 11 с оставлением опорных целиков 12 - у почвы и 13 - у кровли пласта. На опорных целиках 12 и 13 монтируют секции раздвижного щитового перекрытия 14, ориентируя их выдвижной частью в сторону почвы пласта. Секции перекрытия связывают между собой последовательно гибкими связями, например отрезками круглозвенной цепи или троса, длина которых не более высоты секции. Пространство над перекрытием заполняют пустой породой. С подэтажного штрека 6 в направлении монтажного слоя 11 по середине пласта равномерно по всей длине выемочного блока проводят углеспускные скважины 15, а на почве штрека 6 монтируют транспортное средство, например ленточный конвейер 16. The method can be implemented as follows. A powerful steep layer is opened with transport 1 and ventilation 2 crosshairs. Carry out transport 3 and ventilation 4 drifts, which are knocked down by ramps 5, thus dividing the excavation field into the extraction blocks. Each block is divided by sub-floor drifts 6, 7 into three sub-floors 8, 9, 10. At the level of the ventilation horizon, the assembly layer 11 is worked out with the support pillars 12 left at the soil and 13 at the top of the formation. On supporting pillars 12 and 13, sections of the sliding shield panel 14 are mounted, orienting them with the sliding part towards the formation soil. Overlapping sections are connected together sequentially by flexible connections, for example, segments of a round link chain or cable, the length of which is not more than the height of the section. The space above the ceiling is filled with waste rock. From the sub-floor drift 6 in the direction of the mounting layer 11 in the middle of the formation, coal-discharge wells 15 are uniformly distributed along the entire length of the extraction block, and a vehicle is mounted on the soil of the drift 6, for example, a conveyor belt 16.

Выемку угля под перекрытием 14 ведут двумя проходческими комбайнами 17 и 18, например, типа 4ПУ, начиная от центра к флангам. Например, комбайн 17 зарубают в почву слоя под углом до 10 градусов на всю мощность слоя, сооружая тем самым съезд для комбайна 18, который, следуя за комбайном 17 задним ходом, съезжает на отрабатываемый слой. Далее каждый из комбайнов движется прямым ходом, вынимая уголь перед собой из отрабатываемого слоя и подрубая опорный целик 12 вышележащего слоя. Отбитый уголь каждый комбайн грузит в желоба 19, телескопически связанные между собой и гибко связанные с хвостовой частью погрузчика комбайна и направленные в ближайшую углеспускную скважину. По желобам 19 уголь самотеком поступает к скважине 15, по которой поступает на конвейер 16 в штреке 6, далее самотеком на скату 5 - на транспортный шнек 3. Coal excavation under floor 14 is carried out by two roadheaders 17 and 18, for example, 4PU type, starting from the center to the flanks. For example, the combine 17 is cut into the soil of the layer at an angle of up to 10 degrees to the entire thickness of the layer, thereby constructing a ramp for the combine 18, which, following the combine 17 in reverse, moves to the worked out layer. Next, each of the combines moves in a straight line, removing coal in front of itself from the worked out layer and cutting the supporting pillar 12 of the overlying layer. Each combine is loaded with chipped coal into the gutters 19, which are telescopically connected to each other and flexibly connected to the tail end of the combine loader and directed to the nearest coal drain well. Through the grooves 19, coal flows by gravity to the well 15, through which it enters the conveyor 16 in the drift 6, then by gravity to the ramp 5 - to the transport auger 3.

После подрубки опорного целика 12, с небольшим отставанием от исполнительного органа комбайна начинают перемещать секции щитового перекрытия 14, используя давление породы над перекрытием. Для этого сокращают длину перемещаемой секции со стороны лежачего бока пласта. По мере продвижения комбайна секции плавно перемещаются, скользя по почве пласта, на опорный целик 12 отрабатываемого слоя. After cutting the support pillar 12, with a slight lag from the executive body of the combine, sections of the shield panel 14 begin to be moved using rock pressure above the floor. To do this, reduce the length of the movable section from the side of the lying side of the reservoir. As the combine advances, the sections move smoothly, sliding along the soil of the formation, onto the support pillar 12 of the worked out layer.

При подходе комбайна к скату 5 удаляют часть стоек крепи 20 ската 5 для организации выхода из рабочего пространства и вентиляции, а на сопряжении ската 5 с отработанным слоем восстанавливают крепление 20 ската 5 для защиты последнего от прорыва пород за перекрытием. Затем переводят исполнительный орган комбайна в сторону опорного целика 13 отработанного слоя у кровли пласта, переводят желоба 19 в транспортное положение, например закрепив их на корпусе комбайна, и включают комбайн в работу при движении задним ходом. When the combine approaches the ramp 5, part of the strut supports 20 of the ramp 5 is removed to organize the exit from the working space and ventilation, and when the ramp 5 is paired with the used layer, the ramp 20 mount is restored to protect the latter from breaking out of rocks behind the ceiling. Then, the executive body of the combine is transferred to the side of the support pillar 13 of the worked-out layer at the top of the formation, the grooves 19 are moved to the transport position, for example, by securing them to the body of the combine, and the combine is turned on when reversing.

При движении задним ходом комбайн только подрубает опорный целик 13, а погрузку отбитого угля не производит. Следом за комбайном перемещают секции щитового перекрытия 14 без потери контакта с кровлей пласта. При этом принудительно увеличивают длину каждой секции до ширины горизонтального слоя. When reversing, the combine only cuts the support pillar 13, but does not load the chipped coal. Following the harvester, sections of the shield 14 are moved without loss of contact with the formation roof. At the same time, the length of each section is forcibly increased to the width of the horizontal layer.

В зависимости от элементов залегания пласта и параметров комбайна мощность вынимаемого слоя может быть определена из следующего выражения:

Figure 00000002

где H - максимальная высота выработки, которую можно пройти комбайном принятого типа, м;
h - высота корпуса комбайна, м;
m - минимальная мощность разрабатываемого пласта, м;
mc - мощность вынимаемого слоя, м;
α - угол залегания пласта, град.Depending on the bedding elements and the parameters of the combine, the power of the layer to be removed can be determined from the following expression:
Figure 00000002

where H is the maximum height of the output that can be passed by the harvester of the accepted type, m;
h is the height of the combine harvester, m;
m is the minimum power of the developed reservoir, m;
m c is the thickness of the layer to be removed, m;
α - formation angle, degrees

Для комбайна типа 4ПУ (H = 2,85 м; h = 1,3 м) и пласта мощностью 4 м и углом залегания 70o рекомендуемая мощность слоя находится в пределах от 1,2 до 1,4 м, например 1,3 м.For a 4PU type combine (H = 2.85 m; h = 1.3 m) and a layer with a thickness of 4 m and a bed angle of 70 o, the recommended layer thickness is in the range from 1.2 to 1.4 m, for example 1.3 m .

Первый из комбайнов, дошедший до середины слоя, осуществляет зарубку на следующий слой, как это было описано выше. Возможен и такой вариант, когда один комбайн, например 17, зарубается в новый слой только на половину его мощности, а другой 18 съезжает задним ходом на этот слой и, двигаясь прямым ходом, зарубается еще на половину мощности слоя и т.д. В этом случае каждый комбайн будет съезжать на половину мощности слоя и зарубаться еще на половину мощности. Далее устанавливают желоба 19 для организации самотечного транспорта угля от комбайна до углеспускной скважины и продолжают работу по выемке. The first of the combines, which has reached the middle of the layer, carries out the notch on the next layer, as described above. It is also possible that one combine, for example 17, is cut into a new layer by only half its power, and the other 18 moves backwards to this layer and, moving in direct motion, is cut by another half of the layer power, etc. In this case, each combine will move to half the power of the layer and cut another half power. Next, gutters 19 are installed for organizing gravity transport of coal from the combine to the coal drain well and continue work on excavation.

Заменив кинематическую связь выемочной машины с перекрытием на технологическую, мы разделили в пространстве и времени операции выемки угля и управления перекрытием, а очередностью подрубки сначала опорного целика в лежачем боку и перемещения секций перекрытия по почве пласта затем подрубки опорного целика и завершения перемещения перекрытия уже по кровле пласта это разделение в пространстве и времени стало незначительным. При этом выемочная машина (а их стало две) получила большую свободу, за счет чего обеспечивается повышение производительности по отбойке угля и интенсивности отработки горизонтального слоя и выемочного блока в целом; использование самотечного транспорта в рабочем пространстве слоя существенно сократит объем работ по монтажу-демонтажу оборудования. Рост производительности и сокращение затрат соответствует повышению эффективности разработки. Replacing the kinematic connection of the extraction machine with the overlap with the technological one, we divided in space and time the operations of coal extraction and managing the overlap, and the order of cutting the support pillar in the lying side and moving the sections of overlap along the soil of the formation, then cutting the support pillar and completing the movement of the overlap already along the roof formation, this separation in space and time has become insignificant. At the same time, the extraction machine (and there were two of them) received great freedom, due to which an increase in coal breaking capacity and the intensity of mining the horizontal layer and the extraction block as a whole are provided; the use of gravity transport in the working space of the layer will significantly reduce the amount of work on installation and dismantling of equipment. Increased productivity and reduced costs are consistent with improved development efficiency.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:
1. А.с. СССР N 374452, МКИ E 21 C 41/04
2. Технология щитовой разработки угольных месторождений/ Курленя М.В.. Зворыгин Л.В., Лебедев А.В. - Новосибирск: Наука. Сиб.отд-ние, 1988, с. 190, рис.5.28
Sources of information taken into account when preparing the application:
1. A.S. USSR N 374452, MKI E 21 C 41/04
2. The technology of shield mining of coal deposits / Kurlenya MV. Zvorygin LV, Lebedev AV - Novosibirsk: Science. Sib. Branch, 1988, p. 190, fig. 5.28

Claims (2)

1. Способ разработки крутого угольного пласта, включающий подготовку выемочного блока по щитовой системе разработки, выемку монтажного слоя с оставлением опорных целиков, монтаж в нем раздвижного щитового перекрытия, механизированную выемку угля в нисходящем порядке под перекрытием и управление перекрытием по мере погружения очистных работ, отличающийся тем, что перекрытие монтируют раздвижной частью в сторону лежачего бока пласта, выемку угля осуществляют горизонтальными слоями проходческими комбайнами, которые, двигаясь по простиранию пласта прямым ходом, вынимают и грузят уголь из средней части отрабатываемого слоя и опорного целика отработанного слоя у почвы пласта, а, двигаясь обратным ходом, - разрушают опорный целик отработанного слоя у кровли пласта, управление перекрытием осуществляют плавным опусканием его на опорные целики сначала у почвы, затем у кровли пласта. 1. A method of developing a steep coal seam, including preparing a mining block in a shield development system, removing a mounting layer while leaving the pillars, installing a sliding shield in it, mechanized mining of coal in a descending order under the overlapping and controlling the overlap as the treatment operations are immersed, characterized the fact that the overlap is mounted with a sliding part in the direction of the lying side of the seam, coal is excavated in horizontal layers by roadheaders, which, moving along the strike When the formation is in direct motion, coal is removed and loaded from the middle part of the working layer and the support pillar of the worked layer near the soil of the formation, and, moving in reverse, they destroy the support pillar of the worked layer near the roof of the formation, control of the overlap is carried out by smooth lowering it onto the support pillars, first at soil, then at the top of the formation. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в зависимости от мощности отрабатываемого пласта, угла его залегания и габаритов используемого комбайна мощность отрабатываемого слоя находится в соотношении
Figure 00000003

где Н - максимальная высота выработки, которую можно пройти комбайном принятого типа, м;
h - высота корпуса комбайна, м;
m - минимальная мощность разрабатываемого пласта, м;
mc - мощность вынимаемого слоя, м;
α - угол залегания пласта, град.
2. The method according to claim 1, characterized in that, depending on the power of the worked out formation, the angle of its occurrence and the dimensions of the used combine, the power of the worked out layer is in the ratio
Figure 00000003

where H is the maximum height of the output that can be passed by the harvester of the accepted type, m;
h is the height of the combine harvester, m;
m is the minimum power of the developed reservoir, m;
m c is the thickness of the layer to be removed, m;
α - formation angle, degrees
RU97118504A 1997-10-30 1997-10-30 Method of mining thick steep coal seam RU2134785C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97118504A RU2134785C1 (en) 1997-10-30 1997-10-30 Method of mining thick steep coal seam

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97118504A RU2134785C1 (en) 1997-10-30 1997-10-30 Method of mining thick steep coal seam

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU97118504A RU97118504A (en) 1999-07-10
RU2134785C1 true RU2134785C1 (en) 1999-08-20

Family

ID=20198800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97118504A RU2134785C1 (en) 1997-10-30 1997-10-30 Method of mining thick steep coal seam

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2134785C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2462593C1 (en) * 2011-03-14 2012-09-27 Учреждение Российской академии наук Институт угля Сибирского отделения РАН (ИУ СО РАН) Method of development of thick steep coal bed in straps downstream
CN113669063A (en) * 2021-10-22 2021-11-19 中国矿业大学(北京) Roof cutting self-entry surrounding rock control method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Курленя М.В, и др. Технология щитовой разработки угольных месторождений. - Новосибирск: Наука, Сиб.отделение, 1988, с.190, р.5.28. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2462593C1 (en) * 2011-03-14 2012-09-27 Учреждение Российской академии наук Институт угля Сибирского отделения РАН (ИУ СО РАН) Method of development of thick steep coal bed in straps downstream
CN113669063A (en) * 2021-10-22 2021-11-19 中国矿业大学(北京) Roof cutting self-entry surrounding rock control method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2123600C1 (en) Method and device for continuous mining of aggregate material from seam
US4065929A (en) Mine roof support and method in longwall mining of thick mineral seams
RU2462593C1 (en) Method of development of thick steep coal bed in straps downstream
RU2344291C2 (en) System of deposit development
RU2364722C1 (en) Developing method of heavy abrupt layer with cast solid stowing
RU2461713C1 (en) Development method of thick steeply inclined coal formation in strips as to inclination
RU2134785C1 (en) Method of mining thick steep coal seam
EP0795680B1 (en) Shortwall mining equipment for extraction of pillars in underground coal mines
SU1668667A1 (en) Method for combination mining of gently sloping seams
RU2233983C1 (en) Method for extracting massive sloping coal bed by horizontal descending layers with full filling of extracted space
RU2103507C1 (en) Method and cutter-loader machine for development of seam deposits of minerals
RU2130554C1 (en) Universal mineral extraction complex
RU2212536C1 (en) Method of mining of thick steep coal seams
RU2172410C2 (en) Powered tunneling and stoping complex (unit)
RU2295037C1 (en) Method for extracting thick inclined coal formation by column-chambers
RU2151294C1 (en) Method of horizontal slicing of thick steep coal seam
RU2085738C1 (en) Method for development of steep coal seams of medium thickness
RU1834974C (en) Potassium salts mining extracting equipment
RU2138640C1 (en) Method for development of thick gently dipping coal seam
RU2130121C1 (en) Aggregated support (versions)
RU2528350C2 (en) Shaft-sinking and tunnelling mining unit (module)
RU2122634C1 (en) Method of mining thick steeply dipping coal seam by horizontal layers
RU1809059C (en) Cut-and-fill method for thick steep fire-hazardous seams mining
CN109538204B (en) Mechanized continuous production method for mineral aggregate
SU1164437A1 (en) Set for excavating steep coal beds