RU2168629C1

RU2168629C1 - Method of mining of thick flat coal bed

Info

Publication number: RU2168629C1
Application number: RU99124913A
Authority: RU
Inventors: Б.А. Анферов; В.М. Станкус; Л.В. Кузнецова
Original assignee: Институт угля и углехимии СО РАН
Priority date: 1999-11-22
Filing date: 1999-11-22
Publication date: 2001-06-10

Abstract

FIELD: mining industry; applicable in mining of coal and other minerals from thick flat beds. SUBSTANCE: method includes preparation of long extraction pillar by belt and air headings, division of bed thickness into two layers, laying of supporting beams in grooves on upper layer foot, drilling of guide holes over boundary of layers toward side of pillar extraction, pushing into holes of supporting beams, mechanized extraction of coal from both layers with organization of transport along breakage face and transfer of transported coal onto junctions of breakage faces with belt heading. In this case, coal extraction is carried out in turn, first, one strip in lower layer, then, a few strips in upper layer. EFFECT: higher efficiency of mining of thick flat coal beds, reduced specific metal content in mining equipment and labor input in mounting operations. 5 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к горному делу, в частности к способам разработки мощных пологих угольных пластов по системе разработки длинными столбами по простиранию. The present invention relates to mining, in particular to methods for developing powerful shallow coal seams according to the development system of long posts along strike.

Известен способ разработки мощного пологого угольного пласта с делением толщи пласта на два наклонных слоя, с поддержанием рабочего пространства в каждом слое механизированными крепями и выемкой угля в верхнем слое выемочной машиной, а в нижнем - отрывным длинномерным баллоном [1]. Недостатками способа являются: повышенный объем проведения подготовительных выработок из-за проведения их в каждом слое; повышенные трудовые и финансовые затраты, связанные с приобретением и монтажом двух механизированных комплексов; низкая вероятность полного отрыва угля в нижнем слое, в связи с чем возможно появление "земника" на почве, из-за чего нельзя передвинуть конвейер вплотную к забою; возможен прорыв обрушенных пород в рабочее пространство нижнего слоя со стороны забоя. There is a method of developing a powerful flat coal seam with dividing the thickness of the seam into two inclined layers, maintaining the working space in each layer with mechanized supports and excavation of coal in the upper layer with a mining machine, and in the lower layer with a detachable long cylinder [1]. The disadvantages of the method are: increased volume of preparatory workings due to their conduct in each layer; increased labor and financial costs associated with the acquisition and installation of two mechanized complexes; low probability of a complete separation of coal in the lower layer, in connection with which the appearance of a “zemnik” on the soil is possible, because of which it is impossible to move the conveyor close to the bottom; breakdown of collapsed rocks into the working space of the lower layer from the bottom is possible.

В качестве прототипа выбран способ, включающий: проведение выработок для транспорта угля, проветривания забоя и монтажа оборудования; деление толщи пласта на два слоя - верхний (у кровли пласта) и нижний (у почвы пласта); укладку на почве верхнего слоя опорных балок и перекрытия; установку ленточного телескопического конвейера в транспортной выработке, механизированную выемку угля в каждом слое с опережающей отработкой верхнего слоя и транспорт отбитого угля вдоль забоя с пересыпом на сопряжении с транспортной выработкой [2]. As a prototype, a method was selected including: mine workings for coal transport, ventilation of the face and installation of equipment; dividing the thickness of the reservoir into two layers - the upper (at the top of the reservoir) and lower (at the soil of the reservoir); laying on the soil of the upper layer of support beams and floors; installation of a telescopic conveyor belt in a transport mine, mechanized coal extraction in each layer with advanced mining of the upper layer, and transport of broken coal along the face with overburden in conjunction with the transport mine [2].

Недостатки прототипа: при углях слабой крепости возможен отжим угля в нижнем слое вплоть до оснований секций крепи, установленных в верхнем слое, что может привести к проседанию секции и потере ее контакта с кровлей пласта; при невыдержанной гипсометрии пласта вдоль направления отработки столба возможен уход оборудования верхнего слоя от заданного уровня деления пласта на слои, что может привести к аварийной ситуации - посадке секций "насухо" или потере их контакта с кровлей пласта; верхний слой отрабатывается как бы "вслепую", т. к. практически в слое нет ни одной смежной выработки, поэтому возможен выброс угля и газа в призабойное пространство верхнего слоя. The disadvantages of the prototype: with coals of weak strength, it is possible to squeeze the coal in the lower layer up to the bases of the support sections installed in the upper layer, which can lead to subsidence of the section and the loss of its contact with the formation roof; in case of unstable formation hypsometry along the direction of working out the column, the equipment of the upper layer may leave the specified level of dividing the formation into layers, which can lead to an emergency - landing sections "dry" or loss of their contact with the formation roof; the upper layer is worked out as if “blindly”, since practically there is not a single adjacent mine in the layer, therefore, coal and gas can be released into the bottomhole space of the upper layer.

Все эти недостатки резко снижают область применения способа и, следовательно, эффективность разработки мощного пологого угольного пласта средствами комплексной механизации. All these disadvantages dramatically reduce the scope of the method and, therefore, the efficiency of developing a powerful flat coal seam by means of complex mechanization.

Целью предлагаемого технического решения является повышение эффективности разработки мощного пологого угольного пласта за счет расширения области применения способа. The aim of the proposed technical solution is to increase the efficiency of developing a powerful flat coal seam by expanding the scope of the method.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе разработки мощного угольного пласта, включающем проведение транспортной и вентиляционной выработок и монтажной камеры, деление пласта по мощности на два слоя, верхний (у кровли пласта) и нижний (у почвы пласта), укладку на почве верхнего слоя опорных балок и перекрытия, монтаж очистного оборудования в рабочем пространстве каждого слоя, установку ленточного телескопического конвейера в транспортной выработке, механизированную выемку угля в каждом слое с опережающей отработкой верхнего слоя, транспорт отбитого угля вдоль очистного забоя в каждом слое и его пересып на сопряжении с транспортной выработкой, на сопряжении транспортной выработки с очистным забоем нижнего слоя монтируют передвижной узел отклонения ленты конвейера, выемку угля в слоях ведут по очереди, сначала под перекрытием вынимают полосу угля в нижнем слое самоходным очистным комбайном фронтального действия, при движении его прямым ходом от транспортной выработки к вентиляционной, и при этом узлом отклонения ленты переворачивают и отклоняют ленту конвейера в очистную выработку, а комбайном вытягивают ее из телескопической части конвейера, затем задают направление бурения скважин по границе верхнего и нижнего слоев вдоль простирания пласта, бурят скважины и после прохода комбайна обратным ходом задвигают в скважины опорные балки, после этого вынимают несколько полос угля в верхнем слое, причем ширина полосы в нижнем слое равна ширине нескольких полос, вынимаемых в верхнем слое. This goal is achieved by the fact that in the known method of developing a powerful coal seam, which includes carrying out transport and ventilation workings and an installation chamber, dividing the seam by power into two layers, the upper (near the seam roof) and lower (near the seam), laying on the upper soil a layer of support beams and ceilings, installation of treatment equipment in the working space of each layer, installation of a telescopic conveyor belt in a transport mine, mechanized coal extraction in each layer with advanced mining of the upper layer, transport of the beaten-off coal along the face in each layer and its filling in conjunction with the mine working, at the interface of the mine with the bottom face of the bottom layer, a mobile assembly unit for deflecting the conveyor belt is mounted, coal mining in the layers is carried out in turn, first the strip is removed under the overlap coal in the lower layer of a self-propelled shearer of frontal action, when moving it in the direct course from the transport to the ventilation mine, and at the same time the belt deflection unit is turned over and the belts are rejected at the conveyor into the treatment workout, and with a combine puller pull it out of the telescopic part of the conveyor, then set the direction of drilling wells along the boundary of the upper and lower layers along the strike of the formation, drill wells and, after passing the combine in reverse, support beams are pushed into the wells, after which several strips of coal are removed in the upper layer, and the width of the strip in the lower layer is equal to the width of several strips taken out in the upper layer.

Предлагаемый способ поясняется схемами. На фиг. 1 показана схема подготовки выемочного столба; на фиг. 2 - монтажная камера (вид в плане); на фиг. 3 - схема размещения очистного оборудования в рабочих пространствах забоев обоих слоев; на фиг. 4 - то же, вид со стороны завала; на фиг. 5 - схема размещения опорной балки в окне направляющей механизированной секции. The proposed method is illustrated by diagrams. In FIG. 1 shows a diagram of the preparation of the excavation column; in FIG. 2 - mounting chamber (plan view); in FIG. 3 - layout of treatment equipment in the working spaces of the faces of both layers; in FIG. 4 - the same view from the obstruction; in FIG. 5 - layout of the support beam in the window of the guide mechanized section.

Способ может быть реализован следующим образом. Выемочный столб 1 подготавливают проведением конвейерного 2 и вентиляционного 3 штреков у почвы пласта. По дальней границе столба эти выработки сбивают монтажной камерой 4, выполненной в виде почвоуступного забоя, который делит толщу пласта на два слоя: верхний 5 (у кровли пласта) и нижний 6 (у почвы пласта). При этом забой верхнего слоя опережает забой нижнего слоя по ходу предполагаемой отработки. На почве верхнего слоя прорубают канавки 7, ориентированные по простиранию пласта, и монтируют очистной механизированный комплекс, в состав которого входят секции крепи 8, скребковый конвейер 9 и очистной комбайн 10. При этом каждая секция крепи 8 направляющими 11 входит в канавки 7. В окно 12 каждой направляющей 11 вставляют опорную пустотелую балку 13, завальный край которой связывают с вертикальным ограждением 14 нижнего слоя 6. Пространство между опорными балками 13 сзади секций крепи 8 покрывают телескопическим перекрытием 15. Выработанное пространство за перекрытием 15 и ограждением 14 заполняют породой. В конвейерном штреке 2 монтируют телескопический ленточный конвейер 16, а на сопряжении штрека 2 с очистным забоем нижнего слоя - передвижной узел 17 отклонения ленты. На сопряжении штрека 2 с очистным забоем верхнего слоя устраивают пересып транспортируемого угля со скребкового конвейера 9 на ленту конвейера 16 при помощи, например, желобов 18. The method can be implemented as follows. The extraction column 1 is prepared by carrying out conveyor 2 and ventilation 3 drifts near the formation soil. At the far boundary of the column, these workings are knocked down by an assembly chamber 4, made in the form of a bottom face, which divides the thickness of the formation into two layers: the top 5 (at the top of the formation) and bottom 6 (at the bottom of the formation). In this case, the bottom face slaughter is ahead of the bottom face slope in the course of the proposed mining. Grooves 7, oriented along the strike of the formation, are cut through the soil of the upper layer, and a mechanized treatment complex is mounted, which includes support sections 8, a scraper conveyor 9, and a combine harvester 10. Moreover, each support section 8 with guides 11 enters into grooves 7. The window 12 of each guide 11 insert a supporting hollow beam 13, the obstruction edge of which is connected with a vertical fence 14 of the lower layer 6. The space between the supporting beams 13 behind the roof support sections 8 is covered with a telescopic overlap 15. The worked out the transom behind the ceiling 15 and the fence 14 is filled with rock. In the conveyor drift 2, a telescopic belt conveyor 16 is mounted, and at the interface of the drift 2 with the bottom face of the bottom layer, a mobile belt deflection unit 17 is mounted. At the mate of the drift 2 with the working face of the upper layer, coal is transported from the scraper conveyor 9 to the conveyor belt 16 using, for example, gutters 18.

Выемку угля начинают с нижнего слоя. Очистным самоходным комбайном 19 фронтального действия осуществляют: отбойку угля в толще нижнего слоя под защитой вертикального ограждения 14, опорных балок 13 и телескопического перекрытия 15; вытягивание конвейерной ленты из телескопической части конвейера 16 через узел отклонения ленты 17 и погрузку отбитого угля на конвейерную ленту. Отбитый уголь лентой транспортируется вдоль очистного забоя, а на сопряжении забоя с конвейерным штреком 2 его сбрасывают, ленту узлом отклонения переворачивают, отклоняют в конвейерный штрек 2 и заполняют углем для дальнейшего транспортирования, т.е. осуществляют пересып угля. Coal mining begins from the bottom layer. The self-propelled self-propelled combine harvester 19 of the frontal action is carried out: breaking of coal in the thickness of the lower layer under the protection of the vertical fence 14, support beams 13 and telescopic overlap 15; pulling the conveyor belt from the telescopic part of the conveyor 16 through the deflection unit of the belt 17 and loading the beaten-off coal onto the conveyor belt. The beaten-off coal is transported by tape along the working face, and at the interface of the face with the conveyor drift 2 it is discarded, the belt is turned over by the rejection unit, rejected into the conveyor drift 2 and filled with coal for further transportation, i.e. carry out coal pouring.

Дойдя до вентиляционного штрека 3, комбайн 19 начинает движение обратным ходом, а вытянутая лента начинает возвращаться в телескопическую часть конвейера 16. При этом в каждую пустотелую опорную балку 13 вставляют буровой снаряд 20, ориентируют его изменением высоты завального края опорной балки 13, осуществляют бурение скважины 21 на глубину, равную ширине вынутой полосы угля, используя комбайн 19 как источник энергии. По окончании бурения опорную балку 13 задвигают в скважину 21, оставляя между ограждением 14 и забоем пространство 22 для прохода людей и организации проветривания забоя. Having reached the ventilation drift 3, the combine 19 begins to move backward, and the elongated tape begins to return to the telescopic part of the conveyor 16. At the same time, a drill 20 is inserted into each hollow support beam 13, oriented with a change in the height of the block edge of the support beam 13, the well is drilled 21 to a depth equal to the width of the removed strip of coal, using the combine 19 as a source of energy. At the end of drilling, the support beam 13 is pushed into the well 21, leaving a space 22 between the guard 14 and the face for the passage of people and the ventilation of the face.

После выхода комбайна 19 на конвейерный штрек 2 и окончания передвижки ограждений 14 приступают к выемке угля в верхнем слое. В верхнем слое очистным механизированным комплексом вынимают столько полос угля, во сколько раз ширина захвата исполнительного комбайна в нижнем слое больше ширины захвата исполнительного органа комбайна в верхнем слое. Транспорт угля в пространстве верхнего слоя осуществляют скребковым конвейером 9, а на сопряжении с конвейерным штреком 2 осуществляют пересып угля по желобам 18 на ленту конвейера 16. Во время выемки угля в верхнем слое осуществляют контроль величины опускания шнеков до уровня направляющих 11, используя известные средства автоматизации. After the combine 19 on the conveyor drift 2 and the end of the movement of the fences 14 begin to excavate coal in the upper layer. In the upper layer, so many strips of coal are taken out by the mechanized treatment complex, how many times the working width of the executive combine in the lower layer is greater than the working width of the executive body of the combine in the upper layer. Coal transport in the space of the upper layer is carried out by a scraper conveyor 9, and in conjunction with the conveyor drift 2, coal is poured through the grooves 18 onto the conveyor belt 16. During the extraction of coal in the upper layer, the screws are lowered to the level of the guides 11 using known automation means .

Таким образом, мощный пологий угольный пласт отрабатывают на всю мощность, используя только один механизированный комплекс, предназначенный для выемки пластов средней мощности, и штреки, пройденные по почве пласта; за счет опережающего бурения скважин по границе верхнего и нижнего слоев достигается разгрузка пласта от горного давления в зоне выемки и частичная его дегазация, что говорит о повышении безопасности отработки и позволит отрабатывать выбросоопасные пласты; кроме того, за счет удлинения опорных балок, размещаемых в скважинах, угольный массив выполняет роль дополнительной стойки крепи, что должно снизить проявление отжима угля в нижнем слое, а коррекция направления бурения скважин позволит снизить влияние гипсометрии пласта. Тогда можно говорить о расширении области применения способа и повышении эффективности разработки мощного пологого угольного пласта. Thus, a powerful shallow coal seam is worked out at full capacity, using only one mechanized complex designed to excavate medium-power seams and drifts passed through the soil of the seam; due to the advanced drilling of wells along the boundary of the upper and lower layers, the formation is unloaded from the rock pressure in the excavation zone and partially degassed, which indicates an increase in mining safety and will allow for the development of outburst hazardous formations; in addition, by lengthening the support beams placed in the wells, the coal mass acts as an additional support lining, which should reduce the manifestation of coal extraction in the lower layer, and the correction of the direction of drilling will reduce the influence of formation hypsometry. Then we can talk about expanding the scope of the method and increasing the efficiency of developing a powerful flat coal seam.

Источники информации
1. A.c. N 775318, СССР, E 21 C 41/04 (аналог).Sources of information
1. Ac N 775318, USSR, E 21 C 41/04 (analogue).

2. Патент РФ N 2138640, E 21 C 41/18, 27.09.1999 (прототип). 2. RF patent N 2138640, E 21 C 41/18, 09/27/1999 (prototype).

Claims

A method for developing a powerful flat coal seam, including mine workings for coal transport, face ventilation and installation of treatment equipment; dividing the reservoir by thickness into two layers: the upper one is at the top of the reservoir and the lower is at the soil of the reservoir; laying on the soil of the upper layer of support beams and floors; installation of a telescopic conveyor belt in the transport excavation, installation of treatment equipment in the working space of each layer; mechanized coal mining in each layer with advanced mining of the upper layer; transport of beaten coal along the face in each layer and its pouring in conjunction with the transport mine, characterized in that at the interface of the transport mine with the mine face of the lower layer, a conveyor belt deviation assembly is mounted, the coal is excavated in layers, and the coal strip is first removed the lower layer with a front-mounted self-propelled combine harvester moving in a direct course from the transport excavation to the ventilation, and the belt deflection unit rejects the conveyor belt into the treatment excavation, and the combine harvester they pull it from the telescopic part of the conveyor, then set the direction of the drilling of wells along the boundary of the upper and lower layers along the strike of the formation, drill the wells and, after passing the combine backward, push the support beams into the wells, then remove several strips of coal in the upper layer, and the total width of several stripes taken out in the upper layer is equal to the width of one strip taken out in the lower layer.