Способ добычи блоков горных пород из тонких пластов и устройство для его осуществления

21 41/26, 21 47/10 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СПОСОБ ДОБЫЧИ БЛОКОВ ГОРНЫХ ПОРОД ИЗ ТОНКИХ ПЛАСТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(71) Заявитель Открытое акционерное общество БЕЛГОРХИМПРОМ(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество БЕЛГОРХИМПРОМ(57) 1. Способ добычи блоков горных пород из тонких пластов, включающий бурение в пласте скважин и извлечение из них кернов с предварительной их подрезкой, отличающийся тем, что ведут бурение ряда скважин, расстояние между осями которых меньше их диаметра, а подрезают керны исполнительным органом,который размещают в образовавшейся пересекающимися скважинами полости. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что последовательно бурят вдоль оси выработки ряды скважин выше и ниже первого ряда, причем перпендикулярные осям скважин пропилы для верхнего и нижнего рядов выполняют при подрезке кернов первого ряда скважин. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что блоки получают в виде кернов серповидной формы. 4. Устройство для добычи блоков горных пород из тонких пластов, содержащее направляющую и ходовую рамы, установленный на подвижной каретке вместе с приводом и механизмом подачи исполнительный орган, включающий пустотелую цилиндрическую коронку и подрезной элемент, отличающееся тем, что подрезной элемент выполнен в виде отрезного бара и укреплен за режущей кромкой коронки с возможностью поворота на валу, параллельном оси коронки. Фиг. 6 5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что каретка с установленным на ней исполнительным органом размещена на направляющих ходовой рамы с возможностью поворота на 180, а вал с отрезным баром уста 3449 1 новлен с возможностью поворота на 180 относительно оси коронки. 6. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что на боковой поверхности цилиндрической коронки вдоль ее оси вращения выполнены пазы, открытые со стороны режущей кромки коронки. 7. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что симметрично оси коронки со стороны отрезного бара установлены два шнековых расштыбовщика. Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при добыче блоков горных пород для строительства различных сооружений, например из блоков сильвинитового состава - для строительства наземных климатических галокамер (спелеолечебниц). Известен исполнительный орган проходческого комбайна, позволяющий при проходке горных выработок разрушать забой способом выбуривания кернов пустотелой коронкой, которая укреплена на поворотной стреле комбайна. В торце горной выработки забой разрушается путем выбуривания кернов коронкой, в которой предусмотрены устройство для прорезания у основания керна канавки (шейки) и клиновой отрывник,воздействующий на керн для отделения его от массива 1. К недостаткам указанного технического решения при возможном его использовании для добычи кернов(блоков) можно отнести следующее. Извлекаемые керны (блоки) не являются готовым строительным изделием, так как отрыв керна от массива происходит по неопределенной поверхности в месте его ослабления канавкой. Задачей изобретения является извлечение из тонких пластов горных пород готовых строительных изделий в виде блоков серповидной формы для строительства, например из сильвинитосодержащих блоков, климатических галокамер (спелеолечебниц), а также повышение производительности при добыче блоков. Для решения указанной задачи заявляемое изобретение - способ добычи блоков горных пород из тонких пластов, включает бурение в пласте скважин и извлечение из них кернов с предварительной их подрезкой. Для чего ведут бурение ряда скважин, расстояние между осями которых меньше их диаметра, а подрезают керны исполнительным органом, который размещают в образовавшейся пересекающимися скважинами полости. Ряды скважин бурят последовательно вдоль оси выработки выше и ниже первого ряда (фиг. 5). Причем перпендикулярные осям скважин пропилы для верхнего и нижнего рядов выполняют при подрезке первого ряда скважин (фиг. 2). При этом блоки получают в виде кернов серповидной формы (по типу деревянного сруба) (фиг. 3, 4). Добычу блоков горных пород ведут путем последовательного бурения ряда скважин, начиная со среднего. При добыче блоков из верхнего или нижнего рядов увеличение производительности обеспечивается за счет того, что при выемке первого (среднего) ряда скважин одновременно выполняются пропилы для отделения керна от массива для верхних и нижних скважин. Заявляемый способ добычи блоков горных пород осуществляют следующим образом. В массиве горных пород по пласту полезного ископаемого 1 проходят горную выработку 2 (фиг. 1). Из целиков, прилегающих к пройденной в массиве горных пород выработки, на заданную глубину бурят исходную (первую) скважину обычным методом. При бурении заявляемым устройством - без установки отрезного бара. Затем монтируют отрезной бар и продолжают последовательное бурение скважин. После заглубления коронки на величину,равную заданной высоте блока, подачу коронки на забой прекращают и отрезным баром, расположенным в свободном пространстве (исходная скважина), блок (например, А) подрезают и отделяют от массива. Одновременно баром подрезают в массиве щель, которая используется при добыче блоков из верхнего и нижнего рядов скважин. После подрезки блока коронку вместе с блоком (керном) извлекают из скважины, блок перегружают на транспортное средством или складируют в выработке. Аналогичные операции выполняют при извлечении других блоков (предпочтительно в следующей последовательности блоки А, В, Д,Б, Г, Е). После добычи блоков на определенном участке горной выработки из первого (среднего) ряда скважин, в зависимости от соотношения между мощностью пласта и размерами извлекаемых блоков, добывают блоки из соседних рядов (на фиг. 5 показана добыча блоков из трех рядов скважин). Заявляемый способ добычи блоков горных пород может быть реализован с помощью предлагаемого устройства. Заявляемое устройство направлено на осуществление способа добычи блоков горных пород, обеспечивающего получение из тонких пластов горных пород готовых строительных изделий в виде блоков серповидной формы для строительства различных сооружений, например из блоков сильвинитового состава- для строительства наземных климатических галокамер (спелеолечебниц), а также обеспечивающего повышение производительности. 2 3449 1 Известно описанное выше устройство для разрушения забоя горной выработки укрепленной на стреле проходческого комбайна исполнительным органом, который выполнен в виде пустотелой коронки, внутри которой установлены поворотные Г-образные рычаги, связанные подрезными элементами и выталкивателями 1. В процессе выбуривания керна рычаги с подрезными элементами утоплены в пазах. В конце выбуривания скважины керн касается рычажной системы и подрезные элементы формируют у основания керна канавку (шейку). Наряду с отмеченным выше недостатком, конструкция коронки существенно усложнена за счет наличия отжимных пружин, сложной рычажной системы, установкой дополнительных режущих элементов в виде алмазно-твердосплавных штырей на концах подвижных Г-образных рычагов. Поставленная задача достигается тем, что устройство для добычи блоков горных пород из тонких пластов содержит направляющую и ходовую рамы и исполнительный орган, установленный на подвижной каретке вместе с приводом и механизмом подачи, а также пустотелую цилиндрическую коронку и подрезной элемент. Последний выполнен в виде отрезного бара и укреплен за режущей кромкой коронки с возможностью поворота на валу параллельной оси коронки. Каретка с установленном на нем исполнительным органом размещена на направляющих ходовой рамы с возможностью поворота на 180, а вал с отрезным баром установлен с возможностью поворота на 180 относительно оси коронки. На боковой поверхности цилиндрической коронки вдоль ее оси вращения выполнены пазы, открытые со стороны режущей части коронки. Параллельно оси коронки со стороны отрезного бара установлен шнековый расштыбовщик. Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения может быть многократно использована, например, при добычи блоков горных пород из сильвинитового слояТретьего калийного пласта Старобинского месторождения. При этом будет обеспечено получение законченных строительных изделий - блоков серповидной формы для строительства галокамер (спелеолечебниц). Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано расположение горной выработки в массиве и получение блока А из левого целика первого (среднего) ряда скважин на фиг. 2 - вид по стрелке К на фиг. 1 соответственно на фиг. 3 - конфигурация блока горных пород на фиг. 4 - вид по стрелке Л на фиг. 3 соответственно на фиг. 5 - расположение скважин при выемке верхнего и нижнего рядов на фиг. 6 схема устройства для добычи блоков горных пород в горной выработке на фиг. 7 - вид сверху на фиг. 6 соответственно. Устройство для добычи блоков горных пород из тонких пластов (фиг. 1-7) состоит из коронки 3, отрезного диска 4, направляющей рамы 5, ходовой рамы 6, каретки 7, исполнительного органа 8 с приводом 9 и механизмом подачи 10. Ходовая рама 6 с кареткой 7 и исполнительным органом 8 установлена на направляющей раме 5 с возможностью перемещения вдоль горной выработки с помощью механизма подачи 11. По направляющим ходовой рамы 6 в перпендикулярном направлении имеется возможность перемещения с помощью механизма подачи 10 каретки 7 с исполнительным органом 8, который состоит из цилиндрической пустотелой коронки 3 и отрезного бара 4. Исполнительный орган 8 установлен на каретке 7 с возможностью поворота на 180 относительно направляющих 12 ходовой рамы 6, а отрезной бар 4 - с возможностью поворота на 180 вокруг вала коронки 3. Ходовая рама 6 имеет возможность при помощи гидродомкратов 13, установленных на шарнирах, распираться в горной выработке (горизонтальное положение гидродомкратов) или опираться на почву выработки (вертикальное положение гидродомкратов), освобождая от нагрузки направляющую раму 5 для ее передвижки вдоль выработки. Рядом с коронкой установлены шнековые расштыбовщики 14. Работа заявляемого устройства осуществляется следующим образом. Добычной цикл начинают с отгона каретки 7 в крайнее, например, правое положение и установки ходовой рамы 6 с исполнительным органом 8 по оси предназначенных к выемке кернов (блоки А, Б, В, Г, Д, Е). Ходовую раму 6 при помощи гидродомкратов 13 закрепляют в горной выработке. Коронкой 3 на заданную длину выбуривают керн (блок А), затем отрезным баром 4, вращая его вокруг своей оси, подрезают находящийся внутри цилиндрической части коронки 3 керн - блок А. Исполнительный орган 8 извлекают из массива и поворачивают относительно каретки 7. В средней части выработки блок через пазы в цилиндрической коронке 3 захватом 15,укрепленным на погрузочном средстве, извлекают и направляют в место складирования. После этого заканчивают поворот на 180 исполнительного органа 8 относительно направляющих 12 с одновременным отгоном каретки 7 в крайнее левое положение и поворотом отрезного бара 4 вокруг оси коронки 3 на 180. Затем извлекают из противоположного целика блок Б. Операции добычного цикла повторяются при извлечении соответственно блоков Б, В, Г, Д и Е. После этого ходовую раму 6 перемещают вдоль выработки к месту извлечения последующих блоков и добычной цикл повторяется. После того, как величина хода по направляющей раме 5 будет использована, домкраты 13 устанавливают в вертикальное положение и ходовую раму 6 приподнимают, освобождая от нагрузки направляющую раму 5 и последнюю передвигают на величину хода по горной выработке. Затем домкраты 13 устанавливают в горизонтальное положение для выбуривания очередных блоков. 3449 1 В зависимости от мощности пласта и необходимо диаметра блоков могут осуществлять выемку блоков из верхнего, а затем и нижнего рядов скважин. Для этого соответственно устанавливают исполнительный орган 8 по высоте (отрезной бар 4 может быть демонтирован) и добывают блоки из верхнего и нижнего ряда скважин. При этом подрезка блоков (кернов) не требуется, так как эта операция выполняется при выемке блоков первого ряда скважин. Конструкция установки позволяет блоки из верхнего и нижнего рядов скважин добывать как серповидной, так и цилиндрической формы. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.