Способ добычи угля и агрегат для его осуществления

(191 (11) 11 Е 21 С 41/04 10230 КОМИТЕТ СССР ЕТЕКИЙ И ОТКРЫТИЙЛАМ ИЗОБР ИЗОБР ЛЬСТВУ хно- ация ОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ С(71) Институт горного дела АН Казахской ССР(56) 1, Бурчаков А.С . и др . Те ,логия, механизация и автоматиз производственных процессов подземных разработок. 1., "Недра", 1968,с.255- .290.2. Там же, с. 128-134 (прототип) .3. Красносельский М.М. Совершенствование технологии и средств безлюдной выемки угля. М., ЦНИЭИуголь, 1980, с . 15-16 (прототип) . (54) СПОСОБ ДОБЫЧИ УГЛЯ И АГРЕГАТ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ .(57) 1. Способ добычи угля, включающий проведение вентиляционной, транспортной и разрезной выработок с последующей отбойкой угля в лаве и управлением кровлей, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью увеличения производительности и безопасности труда, по мере подвигания лавыотбитый уголь перемещают в выработанное пространство и образуют массив временной закладки, после отхода лавы от разрезной выработкина расстояние, не превышающее шагапервичного обрушения основной кровли, одновременно с подвиганиемлавы производят извлечение временной закладки на транспортную выработку, начиная от разрезной выработки,причем одновременно с образованиеммассива временной закладки на сопряжении массива временной закладкис вентиляционной и транспортной выработками устанавливают оградительную временную крспь, которую убирают по мере извлечения временной закладки.112) 105 2. Агрегат для добычи угля, содержащий выемочный орган с направляющими, размещенными в лаве, лавный конвейер, помещенный между направлякзцими, и пневмобалонную крепь, состоящую иэ отдельных секций, соеди- ненных между собой отрезками гибких связей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения производительности и Геэопасности труда, выемочный орган снабжен устройством для перемещения отбитого угля в выработанное пространство, направляющие выемочного органа со стороны выработанного пространства связаны с оградительными щитами, установленными параллельно направляющим и состыкованными друг с другом, каждый иэ оградительных щитов снабжен со стороны выработанного пространства гнездом, в котором размещен пневмобаллон передвижки, выполненный в виде сильфона, пневмобаллоны расположены друг эа другом в направлении, перпендикулярном направляющим выемочного органа, и помещены в обойму, выполненную из верхних и нижних пластин, иэ которых каждая последующая частью длины помещена с зазором в паз, выполненный в торце предыцущей пластины, и которые имеют возможность перемещения относительно друг друга путем вдвигания и выдвигания из пазов, при этом участки средних верхних и нижних пластин, ие входящие в соответствующие пазы предыдуИзобретение относится к горнойпромышленности и предназначено дляразработки пластовых месторождений,а именно для добычи угля,Известен способ добычи угля,включающий проведение вентиляционной, транспортной и разрезной выработок 9,Однако данный способ недостаточно проиэводителен. Известен также способ добычи угля, включающий проведение вентиляционной, транспортной и разрезной щих пластин, снабжены с внешней поверхности шипами, контактирующими с боковыми породами, каждая верхняя пластина связана с соответствующей ,нижней пластиной гибкой неупругой связью, при этом связи средних плас - тин закреплены с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном направляющим выемочного органа, ближняя к массиву временной закладки верхняя пластина выполнена длиннЕе соответствующей нижней пластины на величину 60, которую определяют из соотношенияЕьР)- -)Сцр где- мощность пласта, м,- угол естественного откоса отбитого угля, град,на ближний к массиву временной закладки нижней пластине установлен козырек, вдоль секций крепи в пространстве под козырьками на нижних пластинах размещен дополнительный конвейер,один из крайних пневмобаллонов вкаждой секции постоянно заполненсжатым воздухом и размещен междумассивом временной закладки и гибкой связью ближних к массиву временной закладки верхней и нижней пластин, остальные пневмобаллоны установлены по одному между гибкими связями верхних и нижних пластин, гибкие связи крайних пластин соединеныдруг с другом неупругой связью. выработок с последующей отбойкой угля в лаве и управлением кровлей 2 .Однако известный способ также 5 характеризуется недостаточной производительностью и безопасностью .труда.Известен агрегат для добычи угля,содержащий выемочный орган с направляющими, размещенными в лаве, лавный конвейер, помещенный между направлякщими, и пневмобаллонную крепь, состоящую из отдельных секций, соединенных между собой отрезками гибких связей 3.Однако данный агрегат иедостаточ" но производителен и безопасен в работе.Целью изобретения является увеличение производительности и безопасности трудаПоставленная цель достигается тем, что согласно способу добычи угля, включающему проведение вентиляционной, транспортной и разрезной выра О боток с последукщей отбойкой угля в лаве и управлением кровлей, по мере подвигания лавы отбитый уголь перемещают в выработанное пространство и образуют массив временной за кладки, после отхода лавы от разрезной выработки на расстояние, не превышающее шага первичного обрушения основной кровли, одновременно с подвиганием лавы производят извлечение временной закладки на транспортную выработку, начиная от разрезной выработки, причем одновременно с образованием массива временной закладки на сопряжении массива вре менной закладки с вентиляционной и транспортной выработками устанавливают оградительную временную крепь, которую убирают по мере извлечения временной закладки. 30Кроме того,в агрегате для добычи угля, содержащем выемочный орган с направляющими, размещенными в лаве, лавный конвейер, помещенный меж. ду направляющими, и пневмобаллонную З 5 крепь, состоящую из отдельных секций, соединенных между собой отрезками гибких связей, выемочный орган снабжен устройством для перемещения отбитого угля в выработанное 40 пространство, направляющие выемочно - го органа со стороны выработанного пространства связаны с оградительными щитами, установленными параллельно направляющим и состыкованны- ф 5 ми друг с другом, каждый из оградительных щитов снабжен со стороны выработанного пространства гнездом,. в котором размещен пневмобаллон передвижки, выполненный в виде сильфо на, пневмобаллоны расположены друг за другом в направлении, перпендикулярном направляющим выемочного органа, и помещены в обойму, выполненную из верхних и нижних пластин, из . 5 которых каждая последующая часть длины помещена с зазором в паз, выполненный в торце предыдущей пластины,и которые имеют возйожность перемещения относительно друг друга путем вдвигания и выдвигания из пазов, при этом участки средних верхних и нижних пластин, не входящие в соответствующие пазы предыдущих пластин снабжены с внешней поверхности шипами, контактирующими с боковыми породами, каждая верхняя пластина связана с соответствующей нижней пластиной гибкой неупругой связью, при этом связи средних пластин закреплены с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном направляющим выемочного органа, ближняя к массиву временной закладки верхняя пластина выполнена длиннее соответствующей нижней пластины на величину 67, которую определяют из соотношенияш7г.дамгде ш - мощность пласта, м,В - угол естественного откосаотбитого угля, град,на ближней к массиву временной заклад -ки нижней пластине установлен козырек, вдоль секций крепи в пространстве под козырьками на нижних пластинах размещен дополнительный конвейер, один из крайних пневмобаллонов в каждой секции постоянно заполнен сжатым воздухом и размещен между массивом временной закладки и гибкой связью ближних к массиву временной закладки верхней и нижней пластин, остальные пневмобаляоны установлены по одному между гибкими связями верхних и нижних пластин, гибкиесвязи крайних пластин соединены друг .с другом неупругой связью.На фиг. 1 представлен выемочныйучасток, план, на фиг. 2 и 3 - вертикальный разрез выемочного участка посередине лавьц на фиг. 4-6 - вертикальный разрез секции крепи и порядок ее передвижки.Агрегат (фиг. 1-3) содержит вы,емочный орган 1 с направляющими 2 и равный конвейер 3, помещенные в ла ве 4, пневмобаллонную крепь, состоящую из отдельных секций 5, соединенньм между собой отрезками гибких связей б,.выемочный орган 1 соединен с устройством 7 для перемещения отбитого угля в выработанное пространство и образования массива112,0105 50 55 временной закладки 8. Направляющие 2 выемочного органа 1 со стороны выработанного пространства связаны с оградительными щитами 9, установленными параллельно направляющим 2 и состыкованными друг с другом, каждый из оградительных щитов 9 снабжен со стороны выработанного пространства гнездом, в которое помещен пневмобаллон передвижки 10, выполненный в виде сильфона .Секции 5 пневмобаллонной крепи размещены непосредственно за массивом временной закладки 8, каждая секция крепи 5 (фиг, 4-6) состоит из пневмобаллонов 11-13, расположенных друг эа другом в направлении, перпендикулярном направляющим 2 и помещенных в обойму, выполненную иэ верхних 14-16 и нижних 17-19 пластин,20 из которых каждая последующая от массива временной закладки частью длины помещена в паз, выполненный в торце предыдущей пластины, и которйе имеют возможность перемещения относительно друг друга путем вдвигания и выдвигания из пазов, при эТом участки средних верхней 15 и нижней 18 пластин, не входящие в соответствующие пазы предыдущих пластин З 0 14 и 17, снабжены с внешней поверхности шипами 20, контактирующими с боковыми породами и препятствующими смещению секции 5 назад.Каждая верхняя пластина 14-16 З 5 связана с соответствующей нижней пластиной 17-19 гибкими неупругими связями 21-23, при этом связь 22 средних пластин 15 и 18 закреплена с возможностью перемещения в направ ленни, перпендикулярном направляющим выемочного органа. Ближняя к массиву временной закладки 8 верхняя пластина 14 выполнена длиннее соответствующей нижней пластины 17 на 45 величину 6 У, определяемую из соот- ношения где а - мощность пласта, м,Й - угол естественного откосаотбитого угля, град.На пластине 17 установлен козырек 24, вдоль секций крепи 5 в пространстве под козырьками 24 на пластинах 17 размещен дополнительный конвейер 25, пневмобаллон 11 в каждой иэ секций 5 установлен между массивом временной закладки 8, игибкой неупругой связью 21, опирается частью нижней поверхностина козырек 24 и постоянно заполненсЖатым воздухом, Пневмобаллон 12выполнен в виде сильфона и установлен между гибкими неупругими связями2 1 и 22, пневмобаллон 13 также выполнен в виде сильфона и установленмежду связями 22 и 23, гибкие неупругие связи 21 и 23 соединены друг с другом неупругой связью 26. Способ осуществляется следующим образом,После проведения вентиляционной 27, транспортной 28 и разрезной 29 выработок уголь отбивают от пласта, в лаве 4, перемещающейся в направлении от разрезной выработки 29. Помере подвигания лавы 4 производятперемещение отделяемого от пластаугля в выработанное пространство,которое заполняют от, почвы до кровли, образуя тем самым массив временной закладки 8. Одновременно с этимна сопряжении массива временной закладки 8 с вентиляционной 27 итранспортной 28 выработками устанавливают органную или пневмокостровуюкрель 30, защищая выработки от высыпания временной закладки. Излишки угля транспортирует по лаве 4 на транспортную выработку 28, после отхода лавы 4 от разрезной выработки 29 на расстояние, не меньшее шага первичного обрушения основной кровли, одновременно с подвиганием лавы 4 производят извлечение временной закладки 8 на транспортную выработку 28, начиная от разрезной выработки 29, при этом извлечение временной закладки 8 производят посредством секций крепи 5,с установленным на них кон-, вейером 25.По мере извлечения временнрй закладки 8 секции крепи 5 перемещают от разрезной выработки 29 в направлении подвигания лавы 4, по мереперемещения секций крепи 5 временную органную или пневмокостровуюкрель 30 убирают, расстояние между лавой 4 и секциями крепи 5 выдерживают не менее шага вторичного обрушения основной кровли .Агрегат работает следующим образом. Отбойку угля от пласта производятвыемочным органом 1, размещенным влаве 4. Выемочный орган 1, переме"щаясь по направляющим 2, снимаетстружку угля и наваливает уголь налавный конвейер 3, с которого угольпопадает в устройство 7, соединенное с выемочным органом 1 и перемещающееся вместе с ним и выполненное,например, в виде вентилятора с эжектором. Устройство 7 перемещает отбитый уголь в выработанное простран Оство за состыкованные друг с другомоградительные щиты 9, связанные снаправляющими 2, образуя в выработанном пространстве массив временнойзакладки 8. Излишки угля из закладочного массива пересылаются черезщиты 9 и попадают на лавный конвейер3, который транспортирует их натранспортную выработку 28, Перемещение направляющих 2 к забою осуще- . 20ствляется пневмобаллонами передвижки10, размещенными в гнездах, устроенных в нижней части оградительных щитов 9 со стороны выработанного пространства. Так как пневмобаллоны передвижки 10 выполнены в виде сильфонов, то основное усилие, развиваемое ими при заполнении сжатым воздухом, направлено перпендикулярно забою. Поэтому пневмобаллоны передвиж-З30ки 10 распираются между массивомвременной закладки 8 и оградительными щитами 9, уплотняя первую и перемещая вторые вместе с направляющими 2 к забою С отставанием от ла 1вы 4 на расстояние, не меньшее шагаобрушения основной кровли, перемещаются секции пневмобаллонной крепи5, разбеганию которых препятствуютотрезки гибких связей Ь между секциями, Работа отдельной секции показана40на фиг. 3. В исходном положении пневмобаллоны 11 и 12 заполнены сжатымвоздухом, пневмобаллон 13 соединенс,атмосферой, верхняя 15 и нижняя18 пластины выведены из пазов верх 45.ней 14 и нижней 17 пластин, а верхняя 16 и нижняя:19 пластины вдвинуты в пазы пластин 15 и 18. Гибкаясвязь 22 находится в крайнем, дальнем от массива временной закладки 8 положении, Концы пластин 14 и 17 внедрены в массив временной закладки 8, и уголь навален на конвейер25,. После включения конвейера 25, огражденного от пневмобаллона 11 55 козырьком 24, часть угля из закладоч. ного массива транспортируется на транспортную выработку 28. После этого сжатый воздух подается в пнев.мобаллон 13,. а из пневмобаллона 12 соединяется с атмосферой. Пневмобаллон 13, раздуваясь, оказывает давление на гибкую связь 22, которая смещается в крайнее, ближнее к массиву временной закладки 8 положение, пос,ле чего давление пневмобаллона .13 через гибкую связь 22 передается на пластины 15 и 18, которые перемещаются в сторону массива временной за. кладки 8, входя в пазы пластин 14 и 17. Смещению пластин 16 и 19 в сторону обрушенного пространства препятствует связь 26, соединяющая гибкие связи 21 и 23. Затем сжатый воздух подается в пневмобаллон 12, а из пневмобаллона 13 вйпускается, При этом пневмобаллон 12 раздуваясь, смещает связь 22 в крайнее, дальнее от массива временной закладки 8 положение, и затем распирается между связями 22 и 21, Так как смещению пластин 15 и 18 в сторону обрушенного пространства препятствуют шипы 20, которые при раздувании пневмобаллона 12 внедряются в боковые породы, то в движение приходят пластины 14 и 17, которые вместе с пневмобаллоном 11 и конвейером 25 перемещаются к массиву временной закладки 8, при этом концы пластин 14 и 17 внедряются в массив временной закладки 8, осуществляя навалку угля на конвейер 25. При перемещении пластин 14 и 17 дви" жутся также пластины 16 и 19, связан" ные с пластинами 14 и 17 посредством связи 26, соединяющей связи 22 и 23. При этом пластины 16 и 19 входят в пазы на пластинах 15 и 18. Тем самым секция крепи приходит в исходное положение.Создание массива временной закладки достаточно большой длины и большая усадка массива приводит к тому, что породы кровли до момента извлечения закладки успевают пластически деформироваться, потерять. сплошность и разрушиться на отдельные блоки, Тем самым значительная часть энергии напряженного состояния пород кровли разряжается над массивом временной закладки, не оказывая влияния на зоны, в которых ведутся работы. Предлагаемый способ позволяетэффективно и безопасно отрабатыватьпласты с труднообрушаемой кровлей,на которых применение широко распространенных механизированных комплексов весьма затруднительно. Использование в качестве временной закладки отбитого угля позволяет ис-, 5 ключить затраты на изготовление и транспортировку закладки . Малая ширина приэабойного пространства, где ведется отбойка угля и полное перекрытие кровли в зоне, где производит 1 О ся извлечение временной закладки, снижает влияние неустойчивой непосредственной кровли на работу агрегата,Так как секции пневматической крепи обладают большои податливостью,д 5 то опускание блоков кровли на почву происходит постепенно, с их разворотом в сторону обрушенного пространства без потери распора между блоками, Такой режим осадки кровли приближается к режиму плавного опус кания, наиболее благоприятного для крепи.Простота конструкции агрегата, от.сутствие непосредственного контакта пневмобалЛонов с боковыми породами, постоянный распор секции крепи между почвой и кровлей на большей части длины секции обеспечивают надежное и эффективное управление кровлей в зоне производимых работ по извлечению закладки.Применение изобретения позволяет более эффективно добывать уголь из тонких пластов без присутствия людей в очистном забое.. Е.Сирохман" одписно 4 лиал ППП"Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 аказ 7713/25 Тираж ВНИИПИ Государственн по делам иэобрете 113035, Москва, Ж