Механогидравлический способ проведения выработок

Способ механогидравлической проходки подготовительных выработок в угольных пластах

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к угольной, и может быть использовано на угольных шахтах при проходке подготовительных выработок в угольных пластах большой мощности. Задачами, решаемыми данным изобретением, являются повышение темпов проведения подготовительных выработок, а также уменьшение потерь угля в целиках. Поставленные задачи достигаются тем, что механогидравлическую проходку подготовительных выработок осуществляют двумя забоями, верхним и нижним, смещенными по мощности пласта и разнесенными друг от друга вдоль выработки, при этом анкерное крепление устанавливают в кровлю и борта верхнего забоя, а удаление отбитого угля нижнего забоя осуществляют потоком пульпы верхнего забоя и направляют на комплекс обезвоживания угля, находящийся в непосредственной близости от обоих забоев, на котором выделяют уголь из пульпы и аккумулируют воду в количестве, достаточном для последующей ее подачи насосами в верхний забой выработки. 1 ил.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности, к угольной, и может быть использовано на угольных шахтах, при проходке подготовительных выработок в угольных пластах большой мощности.

Известен способ проведения подготовительных выработок с помощью комбайна, включающий механизированную отбойку угля, погрузку его на конвейер, крепление горной выработки металлическими арками. Такой способ проведения подготовительных выработок применяется в Воркутинском и Кузнецком бассейнах («Уголь» — 1997, N 9. — С. 19-20, рис. 1).

Недостатками данного способа являются: относительно низкие темпы проведения горных выработок, наличие громоздкого оборудования для транспортирования угля.

Известен способ механогидравлической проходки подготовительных выработок в угольных пластах, принятый за прототип, включающий отбойку угля комбайном со стреловидным рабочим органом и его смыв из забоя с последующим безнапорным гидротранспортированием и креплением забоя (Авторское свидетельство СССР N 1723325 A1, кл. Е 21 C 41/18).

Недостатками данного способа являются относительно низкие темпы проведения горных выработок, а также большие потери угля в целиках, что связано с тем, что для обеспечения безнапорного гидротранспорта выработки необходимо проводить с уклоном не менее 0,05, а при значительной длине шахтного поля получаются потери угля в целиках.

Задачами, решаемыми данным изобретением, являются: повышение темпов проведения подготовительных выработок, а также уменьшение потерь угля в целиках.

Поставленные задачи достигаются тем, что механогидравлическую проходку подготовительных выработок осуществляют двумя забоями: верхним и нижним, смещенными по мощности пласта и разнесенными друг от друга вдоль выработки, при этом анкерное крепление устанавливают в кровлю и борта верхнего забоя, а удаление отбитого угля нижнего забоя осуществляют потоком пульпы верхнего забоя и направляют на комплекс обезвоживания угля, находящийся в непосредственной близости от обоих забоев, на котором выделяют уголь из пульпы и аккумулируют воду в количестве, достаточном для последующей ее подачи насосами в верхний забой выработки.

Заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что отработку ведут одновременно двумя забоями и пульпу направляют на комплекс обезвоживания угля, находящийся в непосредственной близости от забоя, где выделяют уголь из пульпы и аккумулируют воду для последующей ее подачи насосами в забои выработки, а в прототипе пульпу углесосами выдают на поверхность, а затем разделяют на уголь и воду.

Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию изобретения «новизна». Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежной областей техники и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию «существенное отличие».

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежом, где изображен общий вид способа механогидравлической проходки подготовительных выработок в угольных пластах.

Для осуществления предлагаемого способа используют для отработки верхнего забоя механогидравлический комбайн 1 со стреловидным органом, стойки временной крепи 2, облегченную анкерную крепь 3, устанавливаемую в борта и кровлю верхнего забоя, комплекс обезвоживания угля 4, имеющий наклонный участок со шпальтовыми ситами, на котором и происходит разделение пульпы на воду и уголь, насос 5, для перекачивания воды снова в забои. Для отработки нижнего забоя используют механогидравлический комбайн 6 со стреловидным исполнительным органом.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Сначала механогидравлическим комбайном 1 проводят выработку полным сечением и длиной 60-100 м, в которой через 5-10 м от устья на половину сечения выработки возводят водонепроницаемую перегородку, в перегороженной части монтируют комплекс обезвоживания угля 4, а за перегородкой устанавливают насос 5 для подачи воды по трубопроводу в забои. После проходки выработки комбайном 1 устанавливают стойки временной крепи 2, которые по мере передвижения выработки заменяют облегченной сталеполимерной анкерной крепью 3 с перетяжной металлической сеткой по контуру выработки. Второй забой смещен по мощности пласта и разнесен от первого вдоль выработки. Второй комбайн 6 расширяет выработку до заданного сечения, при этом крепления бортов дополнительно не производят, а удаление отбитого угля нижнего забоя осуществляют потоком пульпы верхнего забоя и направляют на комплекс обезвоживания угля 4, находящийся в непосредственной близости от забоев. Уголь выдают на погрузку, а воду аккумулируют в водосборнике, откуда насосами вновь подают в забой.

Таким образом, решаются задачи повышения темпов проведения выработок, а также уменьшения потерь угля в целиках.

Способ механогидравлической проходки подготовительных выработок, включающий отбойку угля комбайном со стреловидным рабочим органом и его смыв из забоя с последующим безнапорным гидротранспортированием и креплением забоя, отличающийся тем, что проходку осуществляют двумя забоями, верхним и нижним, смещенными по мощности пласта и разнесенными друг от друга вдоль выработки, при этом анкерное крепление устанавливают в кровлю и борта верхнего забоя, а удаление отбитого угля нижнего забоя осуществляют потоком пульпы верхнего забоя и направляют на находящийся в непосредственной близости от забоев комплекс обезвоживания угля, на котором выделяют уголь из пульпы и аккумулируют воду в количестве, достаточном для последующей ее подачи насосами в верхний забой выработки.

Источник

Создание высоко рентабельных угледобывающих предприятий на основе механогидравлической технологии

Создание высоко рентабельных угледобывающих предприятий на основе механогидравлической технологии

Технология гидравлической добычи угля всегда имела высокие технико-экономические показатели в сравнении с традиционной «сухой» угледобычей. Однако широкому внедрению гидродобычи в угольную промышленность препятствовали высокие капиталоемкость и энергоемкость этой технологии, значительные эксплуатационные потери, необходимость строительства специальных обогатительных (обезвоживающих) фабрик и отстойников, усугубляющих экологическую обстановку, высокая трудоемкость и стоимость обезвоживания угля и осветления технологической воды. Устранить указанные выше недостатки позволяет созданная МГГУ и НПО «Гидроуголь» высокоэффективная, экологически чистая механогидравлическая технология добычи угля, упрощающая процесс угледобычи. При этом исключается использование дорогостоящих механизированных комплексов, присущих традиционной технологии.

Технологическая структура и техническое обеспечение новой технологии гидродобычи, обеспечившей высокие технико-экономические показатели, характеризуются наличием ограниченного числа технологических процессов, что определяет ее простоту, низкую капиталоемкость и экологическую чистоту.

Новая технология гидравлической добычи включает следующие процессы:

механогидравлическое проведение подготовительных выработок и выемочных печей;

механогидравлическая выемка угля в коротких очистных забоях;

подземный замкнутый комплекс обезвоживания и обогащения угля, осветления технологической воды и ее подачи в забой;

выдача обезвоженного угля и его складирование на технологическом комплексе промплощадки;

дополнительное обогащение угля (если оно требуется) на поверхности и погрузка концентрата в железнодорожные вагоны.

Следует отметить, что механогидравлический способ проведения подготовительных выработок может применяться для шахт с традиционной технологией добычи с отдельной локальной схемой обезвоживания угля.

Для крепления горных выработок применяются анкеры типа АГА разных модификаций с закреплением их на всю длину твердеющими составами (полимерные, фосфогипсовые, фосфополимербетонные, бетонные составы и др.) Рецепты скрепляющих составов на основе полимерных смол, фосфогипса, цемента и др., разработанные в НПО «Гидроуголь» и защищенные патентами, позволяют регулировать продолжительность процесса закрепления анкеров в шпурах от 1 мин. до 24 часов. Созданы и опробованы составы для различных условий закрепления анкеров (обводненность, различная прочность пород, кислотность среды, расслоение, трещиноватость и др.).

Для установки анкерной крепи применяются гидравлические бурильные установки, позволяющие бурить шпуры в любом направлении по углю и породам крепостью до 8 по шкале проф. Протодъяконова. Мощность бурильной установки с гидравлической подачей варьирует в пределах от 1, 2 до 14 кВт.

Разработанные технические средства (дозаторы, нагнетатели, инъекторы, смесители для закрепляющих составов на основе полимерных смол, фосфогипса, цемента и др.) позволяют устанавливать анкеры в течение 1-2 мин.

В качестве временной крепи используются инвентарные шарико-винтовые стойки ИСА конструкции НПО «Гидроуголь», обеспечивающие параллельность процессов проведения выработки и возведения постоянной крепи, что способствует высоким темпам проходки и повышению безопасности работ.

Особенностью гидравлической технологии является отсутствие сдерживающих и ограничивающих факторов по горно-геологическим условиям, кроме пластов с углом падения менее 4-5ш, где применение гидродобычи затруднено по условиям обеспечения безнапорного гидротранспорта.

В условиях залегания пластов от 4-5ш до 90ш освоены способы подготовки и отработки пластов с высокой эффективностью, где использованы новейшие разработки, позволяющие отказаться от проведения дорогостоящих скатов и применить гидромеханизированный способ подготовки крутых пластов диагональными выработками и спиральными спусками, исключающий значительный объем ручного труда.

Выемка угля в очистных забоях осуществляется механогидравлическим способом. Особо эффективно работают опорно-шагающие комбайны КПА-3М, позволяющие упростить процесс разворота и заезда комбайна в заходку за счет его параллельного смещения. При этом сопряжение выработок значительно уменьшается по длине и не превышает 2, 5 м, что обеспечивает безопасность очистных работ.

Схема замкнутого подземного комплекса обезвоживания угля и осветления технологической воды включает в себя агрегаты и устройства, позволяющие осуществлять следующие технологические операции:

обезвоживание и обогащение угля;

осветление технологической воды;

подача воды в забой;

гидротранспортирование пульпы от забоя до камеры обезвоживания.

Обезвоживание угля осуществляется на специальных обезвоживающих агрегатах с размером шпальтовых щелей 0, 25-0, 3 мм. При этом фракции размером менее 0, 25-0, 5 мм в количестве 100% обезвоживаются совместно с крупной фракцией, как на подстилающем фильтре.

Подрешетная вода самотеком поступает в систему вторичного осветления, которая оборудуется двумя обезвоживателями, выключаемыми по мере накопления мелких фракций. В оперативной емкости вторичного обезвоживания оборудованы насадки (перегородки), которые обеспечивают определенное направление движению воды. При этом интенсивность осаждения мелких фракций увеличивается в 3-5 раз. Осветленная вода с содержанием твердого 15-20 г/л перетекает в водосборник, откуда углесосами подается в подготовительные и очистные забои.

Отбитый уголь безнапорным гидротранспортом по почве выработок (при уклоне > 0, 05) или по желобам (при уклоне

О НАС

Промышленный портал, объявления, каталог предприятий и компаний, каталог оборудования, справочники

Источник

32. Область применения и целесообразность проведения горных выработок с помощью отбойных молотков

Отбойный молоток — механический ручной инструмент ударного действия, предназначенный для разрыхления твердого и промерзшего грунта, пробивки проемов и отверстий в кирпичных стенах зданий, разборки кирпичных кладок, раскалывания льда, отбойки угля различной крепости, добычи мягких руд, глины, сланца и других строительных и горных работ. Исполнительным органом обычно является металлическое долото или пика. Механизация инструмента заключается в воздействии на исполнительный орган серии механических импульсов от бойка, который приводится в движение каким либо приводом. Отбойные молотки используют главным образом при разработке крутых пластов в сложных горно-геологических условиях, когда невозможно применить другие, более эффективные средства меха­низации – комбайны и струги. Кроме того, они находят при­менение при разработке некрепких сланцев, руд, при строитель­ных и вспомогательных работах. По типу привода отбойные молотки подразделяются на:

пневматические — с приводом от разницы давлений между сторонами поршня;

электрические — работающие через преобразование электрической энергии в механическую;

бензиновые — использующие двигатель внутреннего сгорания, встроенный в корпус молотка.

гидравлические и пр.

У пневматических отбойных молотков немало достоинств. Высокая надежность, долговечность, простота и дешевизна конструкции до сих пор делают ее очень привлекательной, особенно по сравнению с электрическим инструментом того же назначения. Отбойный пневматический молоток существенно отличается от своего электрического собрата. Во-первых, из-за простоты механизма он легче и надежнее. Во-вторых, такой молоток имеет встроенную виброзащиту и глушитель шума — функции, которые делают работу удобнее и, что немаловажно, безопаснее для здоровья. Особенно это значимо для людей, использующих подобные отбойные молотки не время от времени, а ежедневно и подолгу. После продолжительного труда электрическим отбойным молотком онемение пальцев гарантировано. Благодаря же виброзащите, установленной в пневматических отбойных молотках, уровень вибрации снижается на три четверти. Во-первых, полностью исключена возможность поражения током при выполнении наружных и прочих «влажных» работ. Во-вторых, отсутствует искрообразование (конечно, если речь не идет о шлифмашинах) и вероятность возникновения пожара. И третий фактор — эргономичность: при равной мощности «воздушный» инструмент обычно тише, легче и компактнее, к тому же им проще работать. Как следствие, меньше усталость и напряжение — основные источники травматизма.

33. Гидравлический, механогидравлический, гидромеханический и взрывогидравлический способы проведения горных выработок.

Сущность гидравлической добычи состоит в том, что очистная выемка ведется при помощи высоконапорной струи воды, выбрасываемой гидромониторами. Размытый уголь в виде пульпы самотеком поступает в приемные, аккумулирующие выработки – камеры углесосов, а уже углесосами перекачивается на поверхность, на обогатительную фабрику. Для обеспечения самотечного транспорта все транспортные выработки проводятся с уклоном не менее 0,05(50) в сторону пульпоприемных выработок и стволов. Подготовительные выработки проводятся при помощи механогидравлических комбайнов. Наиболее распространенная система разработки – короткими очистными забоями. При гидравлической добыче угля производительность труда рабочих в 2-3 раза выше, а себестоимость угля в 1, — 3 раза ниже, чем при «сухой» традиционной технологии. Недостатки: большие потери угля, большой объём подготовительных выработок, ухудшение санитарных условий труда вследствие подачи в шахту большого количества воды. Получила распространение механогидравлическая выемка, т. е. отделение угля от пласта горным комбайном, а транспортировка — гидравлическая. Механогидравлический спо­соб получил распространение при выемке крепких углей, когда использовать гидромониторы нецелесообразно. К этому способу можно отнести выемку пород на открытых работах землесосны­ми снарядами, снабженными рыхлителями. Гидромеханический способ разрушения угля и горных пород основан на совместном использовании в исполнительных органах горных машин непрерывных струй воды и механического инструмента режущего или скалывающего действия.Сущность способа заключается в том, что струя воды, ориентированная тем или иным путем относительно механического инструмента, обеспечивает главным образом снижение его нагруженности при взаимодействии с массивом. Таким образом, отметим здесь только некоторые из основных преимуществ гидромеханического способа разрушения угля и слабых горных пород:

повышение энерговооруженности выемочных машин без увеличения габаритов и массы, увеличение скорости их подачи более чем в 2 раза за счет уменьшения усилий резания на резцах и усилий перекатывания на дисковых шарошках

снижение запыленности атмосферы забоя до уровней, не превышающих предельно допустимых концентраций;

улучшение сортности добываемого угля.

Взрывогидравлический, при котором разрушение горной массы в забое осуществляют буровзрывным способом, а транспортирование разрушенной горной массы — смывом водой под давлением.

Источник