SU1765408A1 - Способ разработки пластов полезных ископаемых средней мощности крутого и наклонного падени - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение относитс  к горному делу и может быть использовано при безлюдной подземной разработке угольных месторождений с устойчивой кровлей. Сущность изобретени : способ включает проведение конвейерного, вентил ционного штреков, разрезных печей, деление выемочного пол  на столбы по простиранию, причем разр дные печи проход т под углом к линии простирани  столба , Параллельно указанным разрезным печам проход т дополнительные разрезные печи. Выемочное поле дел т на узкие диагональные столбы и при их отработке формируют опорные целики. 1 ил.

Description

w

Ё

Изобретение относитс  к горнодобывающей промышленности, а конкретно к системам конструировани  способов разработки пластов полезного ископаемого , и предназначено дл  использовани  в горнодобывающей промышленности при разработке подземным способом пластов полезных ископаемых средней мощности крутого и наклонного падени  с устойчивой, средней устойчивости и весьма устойчивой кровлей и почвой; наиболее приемлемо изобретение дл  угольной горнодобывающей промышленности.

Известны в горнодобывающей промышленности способы разработки пластов полезного ископаемого, как, например, столбовой способ разработки по простиранию пласта, который представл ет собой выемочный столб полезного ископаемого, вдоль пол  оконтуренного стрех сторон горными выработками: вентил ционным, конвейерным штреками и разрезной печью.

Отработка выемочного пол  (столба) при таком способе ведетс  обратным ходом, т.е. от разрезной печи к рудничному двору. В этом случае вентил ционный штрек гаситс , а выработанное и призабойное пространства креп тс  дерев нно-металлической или же гидрофицированной (при применении комплексов ) крепью. Конвейерный штрек поддерживаетс  целиками, размеры которых 20 х 1, м. Механизаци  выемки полезных ископаемых при известном способе разработки на пластах крутого падени  мощностью 1,5- 2 м ведетс  комбайнами УКР-1, ТЕМП. Столбовой способ разработки полезных ископаемых создает нормальные услови  дл  работы комбайнов УКР, ТЕМП. На крутых пластах (45-90°) их рекордна  производительность при таком способе достигает расчетной.

Однако известный способ не создает условий дл  отработки угольных пластов без креплени  выработанных призабойных проVI

О

ел

Ј

00

странств, вследствие чего возникает необходимость управлени  кровлей, а поэтому с увеличением производительности комбайна УКР-2 растет задолженность рабочих очистного забо , требуютс  большие мате- риальные затраты на крепление с целью поддержани  выработанного и призабойно- го пространств. При этом не создаетс  необходимых условий дл  безлюдной выемки угл .

Известен также способ разработки длинных крутопадающих столбов по падению щитовым перекрытием (КВКП), который представл ет собой выемочное поле, оконтуренное основным и вентил ционным штреком, фланговыми печами-скатами и ходовой печью со стойками.

Печи-скаты располагаютс  на флангах щитового столба в трех метрах от его кромки по простиранию и выполн ютс  с двум  отделени ми - ходовым и углепускным. После этого проводитс  монтаж крепи КВКП. Крепь представл ет собой р д треугольных металлических ферм, перекрытых сплошным дерев нным настилом. Кажда  ферма состоит из двух стропил с распорной стойкой , соединенных шарнирно между собой, и двух лыж, которые опираютс  на боковые породы.

В распорные стойки вставлены гидро- домкраты, при помощи которых они могут измен ть свою длину, расшир   при этом крепь между боковыми породами

Все фермы св зывают попарно в отдельные секции длиной 2,5 м, которые в свою очередь св заны между собой в одно целое четырьм  балками. Внешн   поверхность дерев нного перекрыти  секций обшита тонким металлическим листом. В зависимости от горногеологических уело- вий длина щита может быть 50 м и меньше Общий вес металла 50-метрового щита равен 72 т и дерева 22 т.

Доставка угл  к печам производитс  двум  скреперными установками, смонти- рованными на концах щитовой крепи. Производительность каждой установки равна 50 т/ч.

Выемку угл  под крепью производ т при помощи буро-взрывных работ. Взорванный уголь скреперными лебедками доставл етс  к печам-скатам, откуда по углепускным печам поступает в приемные бункера над основным штреком и затем из них погружаетс  в шахтные вагонетки.

Шаг посадки крепи принимаетс  равным 1,0-1,3 м.

После выемки угл  на указанную величину по всей линии забо  снимаетс  давление в гидросистеме и крепь опускаетс . Затем цикл выемки угл  повтор етс .

Наиболее экономически выгодна эта крепь при использовании гидроотбойки и гидротранспорта угл .

Способ разработки длинных столбов по падению с щитовым перекрытием (КВКП) примен етс  при отработке крутопадающих пластов средней мощности от 2 до 4 м и с углом падени  50° и выше.

Недостатком такой системы  вл етс  то, что бурение шпуров, зар жение их, от- палка забо  ведутс  вручную. Кроме того, щит - громоздкое подземное сооружение и им довольно трудно управл ть, не говор  о материальных и физических затратах, которые идут на его сооружение. Большие материальные и физические затраты идут на буро-взрывные работы.

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности труда очистных забоев, снижение себестоимости добываемого полезного ископаемого, снижение расхода металла и дерева на 1 т добываемого полезного ископаемого.

Это достигаетс  тем, что в способе разработки пластов полезного ископаемого средней мощности крутого и наклонного падени  длинными столбами по простиранию с механизированной комбайновой выемкой, имеющей выемочный столб - часть пласта полезного ископаемого по простиранию, оконтуренного конвейерным, вентил ционным штреками и разрезной печью, длинные столбы разработки со стороны разрезной печи нарезными комбайнами разрезаютс  по восстанию на узкие выемочные диагональные столбы с углом наклона к линии простирани  пласта, определ емого экспериментальным путем, обеспечивающим свободное падение вырезанных блоком, при его работе по челноковой схеме, конда он движетс  сверху вниз.

Величина этих углов должна быть такой, чтобы блоки вырезанные комбайном под действием своих гравитационных сил могли (самосто тельно) транспортироватьс , как по конвейерному штреку длинного столба так и по плоскости диагонального столба котора  создаетс  при работе комбайне сверху вниз, это получаетс  тогдаО когдг комбайн работает по челноковой схеме. Пс челноковой схеме, когда идет с конвейерного штрека на вентил ционный, то в 3TOiv случае, угол наклона диагонального столбе никакой роли не играет, вырезанные блоку комбайном транспортируютс  на конвейер ный штрек по почве пласта под углом которым находитс  сам пласт-крутого ИЛУ наклонного падени . Совершенно ина  си

туаци  создаетс  при работе комбайна по той же схеме, но только уже тогда, когда комбайн движетс  сверху вниз, здесь угол наклона диагонального столба дл  транспортировки блоков, вырезанных из диагональных столбов, имеет решающее значение. При вертикальном расположении узкого столба по восстанию вырезанные из него комбайном блоки остаютс  на месте, а при наклоне узкого столба относительно лини простирани  пласта образуетс  узкий диагональный столб, при отработке которых сверху вниз образуютс  площадки, наклонные к линии простирани  пласта, по которым спокойно движутс  вырезанные комбайном из узких диагональных столбов. Они попадают в р дом лежащую печь, по которой, спуска сь, попадают на конвейерный штрек, затем, двига сь по конвейерному штреку, они попадают на погрузочный пункт,

Выемочные комбайны в процессе работы по выемке диагональных столбов наход тс  в разрезных печах. По времени отработки узких диагональных столбов формируетс  выработанное пространство кровл  которой опираетс  на диагональные выемочные столбы. При данных услови х принимаетс  система отработки выемочных диагональных столбов без креплени  выработанного пространства искусственными средствами креплени  (металлическими и дерев нными стойками, гидрофицирован- ными комплексами и др.), т.е. кровл  очистного забо  крепитс  на диагональных выемочных столбах. По мере работы комбайнов оголенна  площадь кровли увеличиваетс , а площадь диагональных выемочных столбов уменьшаетс , следовательно, уменьшаетс  сила крепежных естественных средств - диагональных выемочных столбов , Далее происходит отстаивание кровли, пропорциональное оголенной площади кровли и времени ее простаивани , Комбайнова  выемка полезных ископаемых благопри тно вли ет на устойчивость кровли. Когда кровл  отсто лась, она постепенно идет на посадку, в это врем  комбайны должны находитьс  вверху, а если они наход тс  где-то в середине диагонального столба. то они должны доработать свои выемочные столбы или к конвейерному штреку, или к вентил ционному. После этого необходимо кровле дать возможность свободно сесть, До посадки лавы, а точнее с началом работы комбайнов необходимо экспериментальным путем определить шаг посадки. До этого в процессе отработки диагональных столбов установить по всей длине выработанного пространства контрольные рудничные стойки (руд.стойки) по центру длинного выемочного столба по линии его простирани  через 2 м друг от друга. Необходимо отметить, что шаг посадки ла ёы уве71йЧив аетс  от скорости продвигани  очистного забо .

После отстаивани  кровли она начинает отслаиватьс  от основного ма сс и в а кр о вли. Отслоенна  кровл  давит на контрольные

0 стойки, последние начинают постепенно трескатьс , а затем разрушатьс  (ломатьс ) в это врем  комбайны должны зан ть исходные положени  или на конвейерном штреке или на вентил ционном. Если комбайны

5 окажутс  на конвейерном штреке, то осевша  кровл  будет опиратьс  на диагональный столб толщиной 3,5 м, а если на вентил ционном штреке, то кровл  будет оседать на диагональный выемочный столб

0 толщиной 1,8 м.

После посадки кровли определ ют шаг посадки и состо ние целиков, на которые опиралась кровл  при посадке, если целики не разрушены. Есть основани  полагать, что

5 эти целики достаточно (дл  посадки) крепки и их можно использовать в качестве охранных целиков, если диагональные выемочные столбы кровл  раздавит, то тогда следует оставл ть охранные целики, При устойчивой

0 кровле шаг посадки 70-90 м; при средней устойчивости шаг посадки 40-50 м.

Осевша  кровл  на конвейерный штрек не попадает. Конвейерный штрек после посадки лавы сохран етс , а также сохра5 н ютс  межцеликовые п ечи, т.е. транспортировка полезных ископаемых по печам и конвейерному штреку после посадки лавы сохран етс .

При данной системе отработки пластов

0 полезного ископаемого в работу запускаетс  не менее двух комбайнов (подземных катамаранов ). Как уже известно, комбайны запускаютс  в работу с конвейерного штрека , достигнув вентил ционного штрека.

5Как видим, при челноковой схеме обработки узких диагональных столбов, при спуске комбайна сверху вниз, он производит такую же работу, какую производил, поднима сь снизу сверх.

0

Ширина выемочных диагональных столбов зависит от ширины рабчоей части двух- захватного рабочего органа выемочного комбайна. Узкие выемочные диагональные

5 стобы, кроме своего основного назначени  - создание очистных забоев, выполн ют функцию элементов креплени  очистного забо , выработанного пространства и функции элементов креплени  нарезанных печей .

Кроме того, предлагаемый способ разработки создает услови  дл  одновременной работы как одного, так и большего количества выемочных комбайнов (катамаранов ) в одной лаве.

Основной целью изобретени   вл етс  создание новой технологии отработки угольных пластов средней мощности крутого и наклонного падени  без применени  искусственных средств креплени  вырабо- тайных пространств, забойных рабочих пространств и нарезанных выработок.

Следовательно, при применении предлагаемого способа разработки полезного ископаемого в комплексе с выемочным ком- байном (катамараном) отпадает операци  возведени  крепи выработанного пространства , т.е. отпадает операци  управлени  кровлей, увеличиваетс  до максимума полезное врем  на выемку полезного иско- лаемого, создаетс  высока  безопасность работ путем создани  условий дл  безлюдной выемки полезных ископаемых.

На чертеже изображена схема выемочного столба по способу разработки длинных столбов по простиранию, общий вид.

Предлагаемый способ разработки содержит выемочное поле. 1, разрезанное на длинные выемочные столбы по простиранию 2. Каждый выемочный столб по прости- ранию 2 оконтурен конвейерным штреком 3, вентил ционным штреком 4 и разрезной печью 5.

Разрезные печи 5 нарезаютс  под углом 60° к линии простирани  пласта. Выемоч- ные длинные столбы 2 со стороны разрезной печи 5 разрезаютс  по восстанию пласта на узкие диагональные столбы 7 разрезными рабочими печами 6, которые нарезаютс  параллельно разрезной печи 5.

Последовательность операции при выполнении конструктивных элементов способа разработки пластов полезного ископаемого длинными столбами по простиранию с механизированной комбайновой выемкой при отработке пластов средней мощности крутого и наклонного падени  с весьма устойчивой, с устойчивой и средней устойчивости кровлей, с извлечением полезного ископаемого узкими диагональны- ми столбами следующа  одновременно вдоль простирани  пласта на рассто нии друг от друга 10-200 м проход т конвейерный штрек 3 и параллельно ему вертикальный штрек 4; так оконтуриваетс  по простиранию пласта каждый столб 2 выемочного пол  1 на всю его длину, равную 800-1000 м. Со стороны границы выемочного пол  1 с конвейерного штрека 3 на вентил ционный штрек 4 проход т разрезную

печь 5. Так оконтуриваетс  каждый столб 2 выемочного пол  1, После этого параллельно разрезной печи 5 провод т разрезные рабочие печи 6 на рассто нии 2-3,5 м друг от друга. Между разрезными рабочими печами 6 остаютс  узкие диагональные столбы 7,

Способ осуществл етс  следующим образом .

Когда нарезаны в выемочном поле 1 длинные столбы 2 и они готовы к очистной выемке, подготавливаетс  очистной фронт дл  выемочных комбайнов. Отработка длинных столбов 2 ведетс  в нисход щем пор дке , при этом вентил ционный штрек 4 отрабатываемого длинного столба 2 гаситс , а конвейерный штрек 3 поддерживаетс  целиком.

Подготовка очистного фронта дл  выемочного комбайна заключаетс  в следующем .

С конвейерного штрека 3 на вентил ционный штрек 4 параллельно разрезной печи

5нарезными комбайнами нарезаютс  разрезные рабочие печи 6. Образованные между разрезными рабочими печами 6 узкие диагональные столбы 7 создают индивидуальные забои дл  выемочных комбайнов. Разрезные печи 5 и разрезные рабочие печи

6огол ют кровлю и почву выемочного столба 2.

Сечение каждой разрезной печи зависит от мощности пласта и ширины рабочегс органа нарезных комбайнов; ширина рабочего органа нарезных комбайнов равна 1 1,5 м, а мощность пластов средней мощности равна 1-4 м, Так как рабоча  скорость нарезных комбайнов достигает 60-8С м/смен, то кровл  нарезных выработок не успевает отстаиватьс , поэтому она не нарушаетс  и, следовательно, отпадает необходимость в креплении нарезных выработок . Как только нарезные выработка пройдены и подготовлен очистной фронт дл  выемочных комбайнов, с конвейерного штрека 3 в разрезные печи 6 завод тс  выемочные комбайны, которые включаютс  Е работу. Работают они по челноковой схеме

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ разработки пластов полезных ископаемых средней мощности крутого v наклонного падени , включающий проведение конвейерного, вентил ционного штреков , разрезных печей, деление выемочногс пол  на столбы по простиранию пласта v выемку полезного ископаемого, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности комбайнов при безлюдной выемке полезного ископаемого

   разрезные печи проход т под углом к линии простирани  столба, а параллельно им проход т дополнительные разрезные печи и

   А чНаправление восстани  пласта

   формируют узкие диагональные столбы, причем при отработке указанных столбов формируют опорные целики.