СЕКЦИЯ АГРЕГАТИРОВАННОЙ КРЕПИ ОЧИСТНОГО ЗАБОЯ МОЩНОГО КРУТОНАКЛОННОГО УГОЛЬНОГО ПЛАСТА
SECTION OF PACKAGED SUPPORT OF MINING FACE OF THICK STEEPLY INCLINED COAL BED

Предлагаемое изобретение относится к горному делу, в частности к крепям для поддержания очистных забоев мощных крутонаклонных угольных пластов, разрабатываемых полосами по падению.
Известно щитовое перекрытие для разработки крутых и крутонаклонных угольных пластов, содержащее различные элементы, обеспечивающие крепление кровли, подачу выемочной машины на забой, отделение угля от массива, транспорт отбитого угля вдоль забоя и фронтальную передвижку [1]. Недостатками такого щитового перекрытия являются повышенная чувствительность к прямолинейности очистного забоя, узкая область применения, ограниченная участками без тектонических нарушений, повышенная трудоемкость монтажно-демонтажных работ.
За прототип принята агрегатированная крепь, содержащая основание, установленное на почве пласта и жестко связанное с нормально ориентированным к нему в сторону кровли пласта неподвижным ограждением со слоями накатника, подвижное ограждение, посредством горизонтальной оси связанное с неподвижным ограждением с возможностью углового перемещения и снабженное выдвижным козырьком, разновысокие ступени, образующие лестницу, поднимающуюся поперек основания от фланговой стороны, домкраты передвижки двойной раздвижности, установленные на боковых сторонах основания, боковые ограждения, установленные с фланговой стороны, и исполнительные органы разрушения массива и транспортирования отбитого угля [2].
Недостатками прототипа являются:
- повышенные затраты электроэнергии на транспортирование отбитого угля вдоль очистного забоя;
- повышенная сложность управления двумя исполнительными органами, имеющими частично общую зону действия;
- слабая управляемость движением секции крепи по линии падения;
- повышенная аварийная опасность, обусловленная как из-за близкого расположения вращающихся частей, в частности исполнительных органов, соседних секций, так и вследствие значительного обнажения кровли призабойного пространства.
Эти недостатки, по нашему мнению, резко снижают область применения данной крепи, ограничивая ее пластами с устойчивой кровлей, эффективность поддержания рабочего пространства очистного забоя и безопасность ведения очистных работ.
Цель изобретения - повышение эффективности и безопасности поддержания рабочего пространства очистного забоя крутонаклонного угольного пласта за счет снижения площади обнажения кровли, повышения управляемости движения крепи по линии падения и организации самотечного транспорта отбитого угля вдоль забоя.
Поставленная цель достигается тем, что в секции агрегатированной крепи, содержащей основание, установленное на почве пласта и жестко связанное с нормально ориентированным к нему в сторону кровли пласта неподвижным ограждением со слоями накатника, подвижное ограждение, посредством горизонтальной оси связанное с неподвижным ограждением с возможностью углового перемещения и снабженное выдвижным козырьком, разновысокие ступени, образующие лестницу, поднимающуюся поперек основания от фланговой стороны, домкраты передвижки двойной раздвижности, установленные на боковых сторонах основания, боковые ограждения, установленные с фланговой стороны, и исполнительные органы разрушения массива и транспортирования отбитого угля, подвижное ограждение посредством укосины жестко закреплено под тупым углом к неподвижному ограждению, исполнительный орган выполнен в виде телескопической стрелы со сферической режущей головкой и установлен на качающейся каретке с возможностью углового перемещения в вертикальной плоскости и поступательного перемещения вдоль забоя, качающаяся каретка снабжена телескопичностью и установлена на основании также с возможностью углового перемещения относительно основания, транспортирующий исполнительный орган выполнен в виде эмалированного скребка желобчатой формы, установленного под углом к фронту секции и снабженного поступательной подвижностью в плоскости основания и угловой подвижностью в плоскости своего поперечного сечения, во внутреннем пространстве между лестницей, основанием и ограждением установлен стопорящий бур, ориентированный по нормали к почве пласта.
Предлагаемое изобретение поясняется схемами. На фиг.1 показана секция агрегатированной крепи со снятыми боковыми ограждениями в очистном забое (продольный разрез); на фиг.2 - схема монтажа секций крепи в монтажной камере (вид в плане); на фиг.3 - очередность ввода секций в работу по выемке угля.
Секция крепи содержит основание 1, жестко связанное с нормально ориентированным к нему с завальной стороны неподвижным ограждением 2, подвижное ограждение 3, посредством оси 4 с возможностью поворота в вертикальной плоскости связанное с неподвижным ограждением 2, выдвижной козырек 5, две укосины 6, установленные между основанием 1 и подвижным ограждением 3 и ориентирующие последнее под тупым углом к неподвижному ограждению 2. В пространстве между укосинами 6 с возможностью углового перемещения в вертикальной плоскости установлена телескопическая каретка 7, на которой также с возможностью углового перемещения установлен режущий исполнительный орган 8. Исполнительный орган 8 выполнен в виде телескопической стрелы со сферической режущей головкой, снабженной резцами. К боковым сторонам основания прикреплены гидравлические домкраты передвижки 9, обладающие двойной раздвижностью, а во внутреннем пространстве основания размещен гидравлический привод эмалированного скребка 10, который установлен перед основанием под углом к нему с возможностью поворота в плоскости своего поперечного сечения. В пространстве между укосинами 6, основанием 1, ограждениями 2 и 3 установлены разновысокие ступени, образующие лестницу 11, обеспечивающую подъем поперек секции в направлении от фланговой ее стороны. В пространстве между лестницей 11, неподвижным ограждением 2 и основанием 1 установлен электропривод 12 стопорного бура 13, ориентированного по нормали к основанию в сторону почвы пласта.
Агрегатированные секции используют при выемке угля из мощных крутонаклонных пластов в длинных столбах по простиранию, отрабатываемых полосами по падению (щитовая система разработки). В монтажной камере 14 у вентиляционного штрека 15 и у флангового углеспускного ската 16 монтируют агрегатированные секции крепи, ориентируя их по линии падения пласта (фиг.2). В исходном положении секции установлены в линию, выдвижные козырьки выдвинуты до соприкосновения с кровлей пласта, скребки находятся в положении «грести» и прижаты к основаниям секций, буры каждой секции заглублены в почву пласта.
Работа агрегатированных секций по выемке угля осуществляется следующим образом. Сначала включают в работу крайнюю фланговую секцию, установленную на фланге выемочной полосы. Исполнительным органом 8 разрушают массив у почвы пласта на глубину, равную телескопичности стрелы. Затем исполнительный орган переводят в среднюю часть мощности пласта, а в зоне у почвы пласта из основания данной секции выдвигают скребок 10 на величину его хода. За счет этого отбитый уголь приобретает форму вала и подгребается к очистному забою. По окончании хода скребка 10 его переводят в положение «транспортировать», т.е. поворачивают в поперечной плоскости скребка. За счет заданного угла установки относительно фронта основания скребок 10 оказывается установленным под углом к горизонту, за счет чего обеспечивается самотечный транспорт отбитого угля вдоль очистного забоя. Отбитый уголь самотеком транспортируется в фланговый углеспускной скат. Уголь, отбитый исполнительным органом в средней части мощности пласта и у кровли, под собственным весом поступает в желоб скребка 10 и далее самотеком следует в углеспускной скат.
После окончания выемки в зоне действия первой (фланговой) секции ее стопорные буры выводят из почвы пласта, саму секцию передвигают на шаг передвижки домкратами 9, забуривают стопоры 13 и повторяют выемочные работы в том же порядке. Затем включают в работу вторую секцию и при этом для транспорта отбитого угля вдоль забоя используют желоб скребка фланговой секции и т.д.
По мере подвигания по падению пласта линия установки секций крепи принимает уступообразный вид - каждая последующая секция отстает на шаг передвижки от предыдущей, а линия очистного забоя ориентирована под углом к простиранию пласта (фиг.3).
Особенностями секции крепи, выгодно отличающими ее от прототипа и аналогов, являются:
- установка подвижного ограждения под тупым углом к неподвижному значительно сокращает площадь обнажения кровли, что повышает надежность поддержания призабойного пространства;
- установка одного стреловидного исполнительного органа в секции крепи значительно снижает вероятность его контакта с исполнительным органом соседней секции, что снижает вероятность аварии;
- замена нижнего исполнительного органа на транспортирующий эмалированный скребок, установленный под углом к фронту секции крепи, позволяет организовать самотечный транспорт отбитого угля вдоль забоя, что снижает затраты электроэнергии на транспортирование угля;
- внедрение в почву пласта стопорного бура обеспечивает удержание секции крепи от самопроизвольного сползания по линии падения пласта, повышает управляемость движением секции крепи.
Перечисленные обстоятельства свидетельствуют о повышении эффективности и безопасности поддержания призабойного пространства очистного забоя мощного крутонаклонного угольного пласта, а это и есть цель изобретения.
Источники информации
1. Способ разработки мощных крутонаклонных угольных пластов и щитовое перекрытие для его осуществления. Патент РФ №2069267, опубл. 20.11.96, бюл. №32 (аналог).
2. Секция крепи очистного забоя мощного крутонаклонного угольного пласта. Патент РФ №2361087, опубл. 10.07.2009, бюл. №19 (прототип).