Способ селективной выемки пластов полезных ископаемых и устройство для его осуществления

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ54 СПОСОБ селективной выемки ПЛАСТОВ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ И УСТРОЙСТВО Для ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ1. Способ селективной выемки пластов полезных ископаемых, включающшй выемку дмшшшми очистными забоями исполнительными органами комбайна двух породных прослоев с формированием опережающих врубов, слоев полезного ископаемого и доставку их по забою транспортными средствами, отличающпдтся тем,что породные простои и полезное ископаемое вьппшают одновременно путем формирования в забое по ходу рабочего движения комбайна двух опережающих врубов по неродным прослоям и промежуточного и отстающего врубов по слоям полезного ископаемого, при этом штэкъпгй слой полезного ископаемого вынимают при формировании отстающего вруба, а верхний при формировании промежуточного вруба, причем доставку их по забою транспортными средствами осуществляют одновременно.2. Устройство для селективной выемки пластов полезных ископаемых, содержащее втеканизированную крепь, забойные транспортные средства для доставки полезного ископаемого(73) Патентообладатель Белорусский научно нсследовательский и проектно-конструк торский Инстнтут горной и химической промышленности (ВТ)и породы, закладочную установку и очистной комбайн с укрепленными на подвижных рукоятях двумя исполнительными органаъш для выЕМКИ ПОЛЕЗНОГО ИСКОПЗЕМОЮ И расположенными по отношению к ним с опережением по ходу рабочего движения комбайна двумя исполниТЕЛЬНЬПШ органами для ВЫЕЬШИ ПОРОДЪЦЯХ прослоев, отличающееся тем, что очистной комбайна снабжен установленными перпендикулярно егопродольной оси и кинематически связанными с исполнительными органами винтовыми конвейерами с разгрузочными окнами, причем исполнительные органы для выемки породных прослоев укреплены на валах винтовых конвейеров, а разгрузочные окна конвейеров выполнены в месте перегрузки породы на транспортное ср едство для доставки ее к закладочной установке.3. Устройство по п 2 отличающееся тем, что винтовой конвейер для транспортировки поро ды из нижнего породного простоя выполнен конусообразной формы с уменьшением диаметра конуса в сторону разгрузочного окна. 1. А. с. СССР 1592485, МКИ Е 21 С 25/00,41/16, 1990. 2. Калугин П.А., Морсв А.Б. Перспективы развития технологии и средств очистной вы емки калийных солей//Горный журнал.1 Ч 911.- 1991.-С. 22-24 (прототип).Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке длинными очистными забоями пластов полезных ископаемых (ПИ) сложного строения с двумя породными прослоями (ПП), например при разработке Старобинского месторождения калийных солей.Известен способ селективной выемки пластов ПИ с двумя ПП, которьпй осуществляют следуюппш образом. Перец началом очистных работ в сплошном забое выдвижным ДОПОЗШИТСЛЪЪШШ исполнительным органом двухшнековою комбайна (К) вьппишают средний слой ПИ, образуя тем свиньям опережаюгций вруб. Каждый последующий ьшкл начинают с одновременной выемки двух ПП. При этом шнековые исполнительные органы устанавливают соответственно по мощности нижнего и верхнею ПП и расширяют образованную врубом опережающую полость в среднем слое до обнажения верхнего и нижнего слоев ПИ. Отбитую породу выгружают на забойный конвейер и далее доставляют в выработанное пространство. После выемки ПП меняют направление движения К и вынимают одновременно три слояПИ. Для этого устанавливают в рабочее положение по среднему слою дополнительный исполнительный орган, а шнеки раздвигают по мощности верхнего и нижнего слоев ПИ. Отбитое ПИ грузят на освобожденный от породы забойный конвейер 1.Недостаток описанного аналога в том, что не представляется возможным обеспечить высокую производительность очистного забоя.Указанный недостаток обусловлен необходимостью за одтп-г шшл по добыче ПИ (подвигания забоя на величину захвата) осуществлять два рабочих хода К один для выемки слоев ПИ,другой - ПП. Это существенно снижает производительность очистного забоя. Так, например, по опыту очистной выемки калийных руд Старобинского месторождения скорость рабочего хода К в очистных забоях в 3-4 раза меньше скорости его холостого хода.Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбран 10ный в качестве прототипа способ селективной выемки калийных руд Старобинского месторождения из пласта с двумя ПП. Суть предложенного способа выемки пласта ПИ с двумя ПП заключается в том, что при движении К в одном направлении извлекают на величину захвата К два ПП и разрушенную породу грузят на забойный конвейер, а при обратном ходе К извлекают одновременно оставшиеся слои ПП и разрушенную руду грузят на освободившийся от породы забойный конвейер. В качестве выемочной машины используют двухшнековый К, соединенный с силовым блоком, оснащенным двумя режущими барабанами с вертикальной осью соответственно для разрушения двух ПП 2.Недостатком прототипа является низкая производительность очистного забоя.Указанный недостаток обусловлен тем, что в одном добычном Цикле необходимо осуществлять два рабочих хода К один для выемки слоев ПИ, другой - ПП.Задачей изобретения является повышение производительности очистного забоя за счет совмещения операций добычного цикла.Для решения указанной задачи заявляемое изобретение - способ селективной выемки полезных ископаемых, включает выемку длинными очистными забоями исполнительными органами К двух ПП с формированием опережающих врубов, слоев ПИ и доставку их по забою транспортными средствами. Породные прослои и ПИ вынимают одновременно путем формирования в забое по ходу рабочего движения К двух опережающих врубов по ПП и промежуточного и отстающею врубов по слоям ПИ, при этом нижний слой ПИ вынимают при формировании отстающего вруба, а верхний при формировании промежуточного вруба, причем доставку их по забою транспортными средствами осуществляют одновременно.заявляемый способ селективной выешси ПИ осуществляют следующим образом. выемку двух ПП и трех слоев ПИ осуществляют одновременно. Для этого исполнительными органами очи 5 ВУ 1231 С 1 встного К формируют по ПП опережающие врубы и разрушенные ПП направляют на транспортное средство для доставки их в виде закладочного материала в выработанное пространство лавы к месту складирования. Из промежуточного и отстающего врубов, формируемых двумя другими исполнительными органами очистного К, извлекают ПИ, которое отстающим исполнительным органом при помощи погрузочного щитка грузят на транспортное средство для доставки его к месту переработки. После выемки ПП и слоев ПИ в конце лавы осуществляют известные концевые операции и со скоростью холостого хода К возвращают в исходное положение, передвигают забойное оборудование для осуществления следующего добычного цикла.Заявляемый способ селективной выемки пластов полезных ископаемых может быть реализован с помощью предлагаемого устройства.Заявляемое устройство направлено на осуществление способа селективной выемки пластов ПИ, обеспечивающего повышение производительности очистного забоя.Известно устройство для селективной выемки пластов ПИ с двумя ПП. Очистной К,входящий в состав устройства, представляет собой двухщнековую машину, оснащенную дополнительным исполнительным органом для выемки опережающим забоем среднего слоя ПИ. Конструкция устройства для селективной выемки пласта ПИ с двумя ПП и описание его работы приведены выше при рассмотрении аналога к первому пункту формулы 1.Основной недостаток рассматриваемого устройства заключается в том, что в каждом добычном цикле необходимо осуществлять два рабочих хода К один для выемки слоев ПИ,другой - ПП, что существенно снижает производительность очистного комплекса.Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранное в качестве прототипа устройство для селективной выемки пластов ПИ с двумя ПП. Устройство состоит из очистного К, механизированной крепи, транспортного средства для доставки ПИ и ПП, установки для закладки. Комбайн выполнен в виде двухшнековой машины и дополнительного силового блока с двумя ИО в виде режущих барабанов с вертикальной осью вращения, укрепленьгх на подвижных рукоятях с возможностью опережения в сторону забоя режущих шнеков на величину полезного захвата. Селективная выемка осуществляется следующим образом. При движении К в одном направлении опережающими врубами по ПИ извлекают последний и направляют разрушенные ПП на Забойное транспортное средство и далее к закладочным установкам для складирования его в выработанном пространстве ла 10вы. При обратном ходе К извлекают ПИ и грузят его на освободившееся забойное транспортное средство для доставки разрушенного ПИ к месту переработки 2 .Недостатком прототипа является низкая производительность комплекса. Указанный недостаток обусловлен тем, что за один добычной цикл по выемке ПИ необходимо осуществлять два рабочих хода К один для выемки слоев ПИ, другой - ПП.Поставленная задача - повышение производительности очистного забоя достигается тем,что устройство для селективной выемки пластов полезных ископаемых, содержит механизированную крепь, забойные транспортные средства для доставки полезного ископаемого и породы, закладочную установку и очистной комбайн с укрепленными на подвижных рукоятях двумя исполнительными органами для выемки полезного ископаемого и расположенными по отношению к ним с опережением по ходу рабочего движения комбайна двумя исполнительными органами для выемки породных прослоев. Очистной К снабжен установленными перпендикулярно его продольной оси и кинематически связанными с исполнительггвши органами винтовьпии конвейерами с разгрузочными окнами, причем исполнительные органы для выемки породных прослоев укреплены на валах винтовых конвейеров, а разгрузочные окна конвейеров выполнены в месте перегрузки породы на транспортное средство для доставки ее к закладочной установке. Винтовой конвейер для транспортировки породы из нижнего породного прослоя вьшолнен конусообразной формы с уменьшением диаметра конуса в сторону разгрузочного окна.Совокупность существенных признаков, характеризующик сущность изобретения может быть многократно использована при подземной селективной выемке ПИ из пластов с двумя ПП,например, на Старобинском месторождении калийных солей, с получением технического результата, заключающегося в обеспечении селективной выемки одновременно слоев ПИ и ПП ( совмещение основных операций технологического цикла) с раздельной доставкой их,соответственно, к месту переработки и к месту складирования (закладки), что обеспечивает решение задагш - повышение производительности очистного забоя.Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема обработки забоя при выемке полезного ископаемого и породных прослоев на фиг.2 3,4 и 5 - конфигурация забоя после прохода очистного К,разрезы по А-А, Б-Б, В-В, ГГ на фиг.1 соответственно на фиг.6 - схема очистного К, вид сбоку на фиг.7 - расположение оборудования в забое.Устройство для селективной выемки пластов полезных ископаемых включает исполнительные органы комбайна 1 и 2 - опережающие,3 - промежуточные, 4 - отстающий, и погрузочный щиток 5 (фиг.1). Для доставки из забоя ПИ предназначено транспортное средство 6,породного прослоя транспортное средство 7(фиг.2). В состав устройства входят также очистной К 8, механизированная крепь 9 и закладочная установка 10 (фиг.6,7). На очистном К промежуточный и отстающий испошштельные органы 3 и 4 укреплены на подвижных рукоятях 11 и 12 соответственно. За отстающим исполнительным органом 4 на рукояти 12 установлен поворотный погрузочный щиток 5. Опережающие исполнительные органы 1 и 2 для выемки ПП укреплены с опережением по ходу рабочего движения К на установленных на подвижных рукоятях 13 и 14 валах винтовых конвейеров 15 и 16, которые посредством трансмиссий 17 и 18 соединены с приводами 19 и 20. Разгрузочные окна винтовых конвейеров 15 и 16 выполнены в месте перегрузки породы на транспортное средство 7. Винтовой конвейер 15, предназначенный для транспортирования породы из нижнего ПП, выполнен конусообразной формы с уменьшением диаметра желоба в сторону разгрузочного окна. За шнеками 1 и 2 установлены погрузочные щитки 21 и 22.Работа заявляемого устройства осуществляется следующим образом. Добычной цикл начинают с зарубки К в начале лавы одним из известных способов, например косым заездом. Конфигурация забоя до прохода К показана на фиг.2. Затем осуществляюттехнологическую операцию по селективной выемке двух ПП и трех слоев ПИ одновременно. Для этого из опережающих врубов(фиг.1) формируемых исполнительными органами 1 и 2 очистного К 8 (движение по стрелке Д), разрушенные ПП направляют при помощи винтовых конвейеров 15 и 16 на транспортное средство для доставки породных прослоев 7. Через разгрузочные окна транспортное средство 7 порода поступает на закладочную установку 10 и складируется в виде закладочного материала в выработанном пространстве лавы. Конфигурация забоя после прохода исполнительных органов 1 и 2 показана на фиг.3. Одновременно из промежуточного вруба, формируемого промежуточным исполнительным органом 3, извлекают ПИ. При этом разрушенное ПИ поступает на почву, транспортное средство для доставки ПИ 6 и почву промежуточного вруба. Конфигурация забоя после прохода исполнительных органов 1,2 И 3 показана на фиг.4. Из отстающего вруба, формируемого отстающим исполнительным органом 4, извлекают нижний слой ПИ и оставшуюся часть среднего слоя ПИ при помощи погрузочного щитка 5 грузят разрушенное ПИ на транспортное средство для доставки ПИ 6 к месту переработки. Конфигурация забоя после прохода исполнительных органов 1,2,3 и 4 показана на фиг.5. После выемки ПП и ПИ в конце лавы осуществляют известные концевые операции и со скоростью холостого хода К возвращают в исходное положение,передвигают Забойное оборудование для осуществления следующего добычного цикла.