СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ГОРНЫХ ПОРОД К ВЫЕМКЕ ДЛЯ ДОБЫЧИ УГЛЯ ОТКРЫТЫМ СПОСОБОМ
METHOD OF PREPARING ROCK EXTRACTION FOR OPEN-PIT COAL MINING

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а конкретно к добыче угля открытым способом.
Известны способы подготовки горных пород к выемке, а именно: механические, буровзрывные и гидравлические.
К механическим способам относятся предварительное рыхление одноковшовыми экскаваторами, драглайнами, роторными экскаваторами, бульдозерами (см. В.Ф. Хныкин, Ю.Ш. Хузин, М.С. Триандафилов. Гидровскрышные работы на карьерах горнорудной промышленности. М.: «Недра»,  1973 г., с. 31).
Скальные, полускальные и плотные глинистые породы предварительно разрыхляют буровзрывным способом, включающим бурение скважин с поверхности блока до заданной отметки блока, заряжание скважин взрывчатыми материалами и их взрывание, в результате которого происходит рыхление массива горных пород (см. В.Ф. Хныкин, Ю.Ш. Хузин, М.С. Триандафилов. Гидровскрышные работы на карьерах горнорудной промышленности. М.: «Недра»,  1973 г., с.38). Дальнейшее разрушение горных пород и их выемку осуществляют гидравлическим способом.
Буровзрывному способу рыхления горных пород сопутствует изобилие вредных воздействий взрыва на окружающую среду (сейсмического, ударно-воздушной волны, разлета осколков породы), а также и негативное воздействие на безопасность обслуживающего персонала.
Задачей предлагаемого способа подготовки горных пород к их выемке является полное исключение указанных видов вредных воздействий на окружающую среду и обслуживающий персонал.
Задача решается тем, что предварительное рыхление блока скальных и полускальных пород осуществляют путем одновременного массированного бурения в нем скважин с максимальной плотностью по всей площади блока, подготовленного к выемке, после чего осуществляют выемку горных пород машинными способами, например экскаваторами, разрушая целики горной породы между скважинами.
Подготовку пород реализуют устройством, представление о котором легко усматривается непосредственно из изложения самого процесса подготовки пород следующим образом.
На отрабатываемый блок уступа подъемным краном опускают так называемый многоштанговый бурильный агрегат (МБА), представляющий собой плоскостную платформу, к нижней внешней поверхности которой прикреплено максимально возможное количество бурильных штанг для бурения скважин в вертикальной плоскости, оснащенных шнеками для удаления буровой мелочи, при этом количество скважин в каждом конкретном случае определяют экспериментально. Для особо крепких пород возможно использование термобуров или плазмобуров на МБА, количество которых также определяют экспериментально. Внешний контур агрегата МБА оборудуют необходимым количеством гидродомкратов для удержания его в горизонтальной плоскости на поверхности блока после его освобождения от подъемного крана, а также для компенсации реактивного момента, возникающего при контакте рабочих органов МБА с поверхностью отрабатываемого блока. Рабочий цикл начинают с одновременного включения в работу всех буровых штанг, после чего, управляя гидродомкратами, опускают МБА до момента соприкосновения его рабочих органов с поверхностью блока. После погружения рабочих органов до заданной отметки блока гидродомкратами поднимают МБА над блоком и далее переносят его подъемным краном на следующий участок блока уступа и процесс повторяется.
В результате графических проработок установлено, что на площади МБА, равной одному квадратному метру, можно равномерно разместить до 40 перфораторов для бурения скважин диаметром 60 мм и глубиной 3 метра, при этом поперечные размеры межскважинных целиков составляют порядка 100×100 мм, что наглядно свидетельствует о достаточной предварительной «рыхлости» блока и его непрочности для разрушения машинными способами, например экскаваторами, драглайнами, роторными экскаваторами или бульдозерами, гидромониторами.