Комбайновый комплекс для раздельной выемки пологих, преимущественно, калийных пластов с породным прослоем

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КОМБАЙНОВЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОЙ ВЫЕМКИ ПОЛОГИХ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО, КАЛИЙНЫХ ПЛАСТОВ С ПОРОДНЫМ ПРОСЛОЕМ(71) Заявитель Закрытое акционерное общество Солигорский институт проблем ресурсосбережения с опытным производством(72) Авторы Щерба Владимир Яковлевич Кириенко Валерий Михайлович Калиниченко Петр Иванович Конопляник Иван Анатольевич Мисников Владимир Аркадьевич Плескунов Владимир Николаевич Прушак Марина Викторовна(73) Патентообладатель Закрытое акционерное общество Солигорский институт проблем ресурсосбережения с опытным производством(57) 1. Комбайновый комплекс для раздельной выемки пологих пластов, преимущественно, калийных с породным прослоем, включающий комбайн для раздельной выемки калийных пластов, оборудованный двумя исполнительными органами для выемки верхнего и нижнего слоев полезного ископаемого, блокоукладчик, состоящий из передвижной платформы и шарнирно соединенной с ней телескопической рамы, оснащенной механизмами отделения и возведения блоков из породного прослоя в опорные целики, отличающийся тем, что дополнительно имеет опорную балку с направляющей, связанную с забойным конвейером гидродомкратами передвижки, причем передвижная платформа блокоукладчика выполнена раздвижной с величиной раздвижки не менее ширины захвата шнека, оснащена приводом и одной стороной опирается на опорную балку с возможностью продольного перемещения вдоль направляющей и поворота вокруг нее в вертикальной 25742006.04.30 плоскости, поскольку с другой стороны опирается на забойный конвейер либо на гидродомкраты подъема, а механизм отделения блоков представляет собой буровую установку и гидроклинья отделения блоков из породного прослоя, а механизм возведения блоков выполнен в виде телескопической рамы с гидродомкратами перемещения и подъема блоков, оснащенной гидростойкой с клиновым верхняком, кроме того, комбайн дополнительно имеет кронштейн с направляющими, и его исполнительные органы выполнены в виде двух шнеков, закрепленных на поворотных в вертикальной плоскости рукоятях, один из которых является опережающим, а второй - отстающим, причем рукоять опережающего шнека закреплена на ползуне, установленном в направляющих кронштейна с возможностью продольного перемещения от забоя на величину не менее ширины шнека, а шнеки выполнены диаметрами не менее мощности нижнего слоя калийного пласта. 2. Комбайновый комплекс по п. 1, отличающийся тем, что комбайн оснащен буровой колонкой возведения временной анкерной крепи. 3. Комбайновый комплекс по п. 1, отличающийся тем, что блокоукладчиков в комбайновом комплексе должно быть, по крайней мере, два.(56) 1. А.с. 286907 СССР, МКИ Е 21 С 27/08. Узкозахватный челноковый комбайн / А.В. Бессарабов. -1132465/22-3 Заявл. 13.11.1967 Опубл. 19.11.1970 // Бюл.35. Открытия. Изобретения. - 1970. -35. 2. Пат. 1610 , МПК Е 21 С 27/02. Комбайн для селективной разработки полезных ископаемых / Жибуртович С.С., Томчин Л.И и др. ПО Беларуськалий. -950008 Заявл. 03.01.1995 Опубл. 30.03.1997 // Бюл.1 (12). Афцыйны бюлетэнь / Дзярж. Пат. ведамства Рэсп. Беларусь. - 1997. -1(12). - С.140. 3. А.с. 610995 СССР, МКИ 2 Е 21 С 27/08. Комбайн для раздельной выемки калийных пластов / Боринских И.И., Володько К.П. и др. Пермский проек.-констр. и эксперимент. ин-т горн. машиностр. -1993606/22-03 Заявл. 28.01.1974 Опубл. 15.06.1978 // Бюл.22. Открытия. Изобретения. - 1978. -22. Полезная модель относится к оборудованию для механизации раздельной выемки пологих, преимущественно, калийных пластов с породным прослоем. Известны комбайновые комплексы для раздельной выемки пластов с породным прослоем, в частности узкозахватный челноковый комбайн, включающий двухбарабанный комбайн для выемки верхнего и нижнего слоев и отрезное устройство для образования из оставшегося породного прослоя блоков для возведения опорных целиков под кровлю выработанного пространства 1. Недостатком таких комплексов является то, что ведение очистных работ такими комбайнами в комплексе с самоходным вагоном и вилочным блокоукладчиком неэффективно из-за низкой производительности цикличной доставки руды самоходным вагоном. Известен также комбайн для селективной разработки полезных ископаемых, включающий корпус, на концах которого смонтированы две рукояти на кронштейнах, в которых они смещаются на забой в направляющих кронштейнов в горизонтальной плоскости на величину захвата шнеков 2. Недостатком такого комбайна является то, что он предназначен для выемки слоев с разрушением породного прослоя при втором проходе комбайна и по конструкции кронштейнов выдвижных рукоятей непригоден для выемки без разрушения породного прослоя. Наиболее близким техническим решением является комбайн для раздельной выемки калийных пластов, включающий исполнительный орган в виде двух барабанов для выемки верхнего и нижнего слоев пласта, механизм для продольной и поперечной подрезки 2 25742006.04.30 породного прослоя и штабелер, соединенный гидродомкратом с комбайном, при этом комбайн снабжен грузоподъемником-накопителем, шарнирно соединенным с выдвижной рамой штабелера, выполненным в виде телескопической рамы с подвижной платформой 3. Основным недостатком известного комбайна является многофункциональность технологического цикла, сосредоточенная в одном комбайне выемка слоев полезного ископаемого, продольная, поперечная подрезка и отрезка блоков из породного прослоя, прием отрезанных блоков штабелером и передача их на грузоподъемник-накопитель с фиксацией на нем, а после сборки достаточного количества блоков для основания из них опорного столба поворот последнего грузоподъемником-накопителем в вертикальное положение и высвобождение от него с помощью гидроцилиндров-сталкивателей. Такая многофункциональность существенно осложняет обслуживание и ремонт комбайна и, соответственно, снижает надежность работы как отдельных узлов, так и машины в целом. При этом остановки комбайна при выставлении столба из блоков неизбежны, что снижает производительность комбайна. К тому же такой способ выставления столбов в целики влечет оставление большого зазора между возводимыми столбами и кровлей, который необходимо заполнять крепежным материалом. Без дополнительного крепления кровля будет опускаться с возможными вывалами нижних слоев, что затруднит процесс возведения опорных целиков, а поворот столбов из блоков в вертикальное положение станет невозможным из-за расклинивания верхнего угла столба с опустившейся кровлей выработанного пространства. Задачей полезной модели является упрощение конструкции комбайна за счет разделения операций технологического цикла при введении, по крайней мере, двух автономных блокоукладчиков, которые бы могли разминуться с комбайном в каждом технологическом цикле, что обеспечит более высокую надежность машин и механизмов и повысит производительность. Технический результат достигается тем, что комбайновый комплекс для раздельной выемки пологих пластов, преимущественно, калийных с породным прослоем, включающий комбайн для раздельной выемки калийных пластов, оборудованный двумя исполнительными органами для выемки верхнего и нижнего слоев полезного ископаемого, блокоукладчик, состоящий из передвижной платформы и шарнирно соединенной с ней телескопической рамы, оснащенной механизмами отделения и возведения блоков из породного прослоя в опорные целики, дополнительно имеет опорную балку с направляющей, связанную с забойным конвейером гидродомкратами передвижки, причем передвижная платформа блокоукладчика выполнена раздвижной с величиной раздвижки не менее ширины захвата шнека, оснащена приводом и одной стороной опирается на опорную балку с возможностью продольного перемещения вдоль направляющей и поворота вокруг нее в вертикальной плоскости, поскольку с другой стороны опирается на забойный конвейер либо на гидродомкраты подъема, а механизм отделения блоков представляет собой буровую установку и гидроклинья отделения блоков из породного прослоя, а механизм возведения блоков выполнен в виде телескопической рамы с гидродомкратами перемещения и подъема блоков, оснащенной гидростойкой с клиновым верхняком, кроме того, комбайн дополнительно имеет кронштейн с направляющими, и его исполнительные органы выполнены в виде двух шнеков, закрепленных на поворотных в вертикальной плоскости рукоятях, один из которых является опережающим, а второй - отстающим, причем рукоять опережающего шнека закреплена на ползуне, установленном в направляющих кронштейна с возможностью продольного перемещения от забоя на величину не менее ширины шнека, а шнеки выполнены диаметрами не менее мощности нижнего слоя калийного пласта, при этом комбайн оснащен буровой колонкой возведения временной анкерной крепи,а блокоукладчиков в комбайновом комплексе должно быть, по крайней мере, два. 3 25742006.04.30 На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого комбайнового комплекса в транспортном положении блокоукладчиков, на фиг. 2 - то же в рабочем положении блокоукладчиков, на фиг. 3 - сечение А-А на фиг 1. Комбайновый комплекс для раздельной выемки пологих пластов, в частности, калийных с породным прослоем включает комбайн 1, установленный на забойном конвейере 2,и блокоукладчики 3, установленные на передвижных платформах 4, опирающихся на опорную балку 5 с одной стороны и либо на забойный конвейер 2, либо на гидродомкраты подъема 6 - с другой. Комбайн 1 оборудован двумя исполнительными органами в виде опережающего 7 и отстающего 8 шнеков на поворотных в вертикальной плоскости рукоятях 9 и 10, каждая из которых оснащена встроенным приводом. Рукоять 9 опережающего шнека 7 закреплена на ползуне 11, вставленном, с возможностью перемещения от забоя на ширину шнека, в направляющие кронштейна 12, закрепленного на корпусе комбайна 1. Каждый из шнеков 7 и 8 имеет диаметр не менее мощности нижнего слоя калийного пласта. Кроме того, на корпусе комбайна 1 смонтирована буровая колонка 13 бурения шпуров 14 для временного анкерования кровли. Опорная балка 5 связана с забойным конвейером 2 посредством гидродомкратов 15 и имеет направляющие 16, на которые опираются одной стороной передвижные платформы 4 блокоукладчиков 3 с возможностью продольного перемещения вдоль забоя лавы с помощью приводов 17 и поворота в вертикальной плоскости с помощью гидродомкратов подъема 6. Передвижная платформа 4 каждого блокоукладчика выполнена раздвижной с величиной раздвижки не менее ширины захвата шнека при помощи гидродомкратов 18 и оборудована отдельным приводом 17. Выдвижная часть передвижной платформы 4 шарнирно, посредством гидродомкратов 19, связана с телескопической рамой 20. Основание 21 телескопической рамы 20 связано гидродомкратом 22 с выдвижной частью передвижной платформы 4 и оснащено с забойной стороны гидростойкой 23 с клиновым верхняком 24 с возможностью складывания гидростойки 23 в транспортное положение при подъеме блокоукладчика гидродомкратами 6. Верхняя часть телескопической рамы 20 с забойной стороны имеет шарнирную связь с подъемным столом 25, оборудованным гидродомкратами 26 подъема, а также толкателем 27, шарнирно, посредством гидродомкрата 28, связанного с основанием подъемного стола 25. Телескопическая рама 20 с завальной стороны оснащена буровой установкой 29 и гидроклиньями 30, с возможностью оперативного введения их в скважины для скалывания породных блоков 31. Комбайновый комплекс для раздельной выемки пологих пластов работает следующим образом. Технологический цикл при раздельной выемке, в частности калийного пласта с породным прослоем включает выемку верхнего и нижнего слоев пласта потолкоуступным забоем за один рабочий ход с холостым отгоном на зарубку. Зарубка комбайна 1 на новый цикл начинается при завершении укладки блоков и анкерования кровли призабойного пространства. Зарубка комбайна 1 начинается с отбойки верхнего слоя калийной руды на участке от борта лавы до опережающего шнека 7. Для этого рукоять 10 с отстающим шнеком 8 поднимают к кровле пласта и, при движении комбайна 1 к противоположному штреку, отбивают верхний слой полезного ископаемого на участке между шнеками 7 и 8. При этом шнек 7 с рукоятью 9 находится в задвинутом положении ползуна 11 в кронштейне 12 комбайна 1 от забоя на ширину шнека. После этого комбайн 1 возвращается обратно с зачисткой комбайновой дороги. При выходе шнека 8 на конвейерный штрек производят передвижку комбайна 1 с забойным конвейером 2 вплотную к забою для осуществления нового цикла. При движении комбайна 1 от конвейерного штрека к вентиляционному опережающим шнеком 7 отбивают верхний слой пласта полезного ископаемого, а отстающим шнеком 8 - нижний слой. Кроме того, во время движения комбайна 1 буровой колонкой 13 в кровле бурят шпуры 14 4 25742006.04.30 для временного анкерного крепления. Глубина шпуров 14 находится в пределах 1 м, а в качестве анкерного крепления лучше использовать быстросъемный анкер с клиновой парой под опорной плиткой. Это позволит поддержать кровлю призабойного пространства. При выходе опережающего шнека 7 на вентиляционный штрек его рукоять 9 в ползуне 11 по направляющим кронштейна 12 выдвигается на забой для выемки нижнего слоя полезного ископаемого на участке между шнеками 7 и 8. Затем комбайн 1 отгоняют на маневровой скорости по ставу забойного конвейера 2 к конвейерному штреку. При этом блокоукладчики 3 находятся в поднятом транспортном положении для возможности беспрепятственного проезда мимо них комбайна 1. Для отделения блоков 31 от массива породного прослоя блокоукладчики 3 переводят в рабочее положение. Для этого передвижную платформу 4 каждого блокоукладчика 3,опирающуюся на опорную балку 5, посредством подъемных гидродомкратов 6 опускают на забойный конвейер 2 и выдвигают посредством гидродомкратов 18 его выдвижную часть, а из нее, в свою очередь, гидродомкратами 19 выдвигается телескопическая рама 20 и гидродомкратом 22 - ее основание 21. Опускается и распирается между почвой и консолью выступающего породного прослоя гидростойка 23 с клиновым верхняком 24, установленным на границе отделения блока 31 от массива породы. При распоре гидростойки 23 буровая установка 29 блокоукладчика 3 подводится к массиву породного прослоя и осуществляется бурение скважин, формирующих профиль блока 31, с небольшим (5060 мм) опережением плоскости забоя по нижнему слою с тем расчетом, чтобы плоскость скола блока 31 не выступала существенно за плоскость забоя нижнего слоя полезного ископаемого. Затем в скважины вводят гидроклинья 30 и происходит скол блока 31 породного прослоя. Основываясь на практике выбуривания в стенках выработок монолитов мощностью до 1 м, можно полагать, что плоскость скола по задней стенке породного прослоя близка к вертикальной. Сколотый блок 31 толкателем 27 перемещается на передвижную платформу 4, а блокоукладчик 3 с помощью привода 17 перемещается по ставу забойного конвейера 2 и направляющей 16 опорной балки 5 далее под консоль породного прослоя, и операции по бурению и сколу повторяются. Воздействуя толкателем 27, по крайней мере, на второй отделенный блок 31, на почву лавы сталкивается первый, а второй заталкивается третьим на первый, уже лежащий на почве, блок 31. Третий же блок 31 возводится на второй при подъеме передвижной платформы 4 гидродомкратами 6 в сложенном положении телескопической рамы 20 и с приподнятым до соответствующего уровня подъемным столом 25 с толкателем 27. Выдвижением гидродомкрата 28 толкателя 27 третий блок 31 доставляется до упора в соответствующий блок 31 предыдущего ряда. Таким образом, поделив забой лавы на два или более блокоукладчика 3, можно достичь необходимой скорости возведения опорных ленточных целиков, соответствующей производительности комбайна 1, и поддержания кровли лавы без использования дорогостоящей механизированной гидрокрепи. А использование быстросъемных анкеров для временного крепления кровли призабойного пространства позволит обеспечить безопасность в этом пространстве при несущественном увеличении численности добычной бригады для перестановки быстросъемных анкеров. Учитывая, что в последнее время при неизученности проявлений горного давления отход лав от монтажных камер на Втором пласте Старобинского месторождения при наличии труднообрушаемой кровли сопровождается динамическими воздействиями с разрушением гидроузлов крепи, внедрение предлагаемого комплекса позволит не только избежать этих явлений, но и повысить эффективность технологии в целом за счет снижения стоимости применяемого оборудования, повышения извлечения и качества полезного ископаемого, снижения затрат на перемонтажи комбайнового комплекса и возможности отрабатывать различные участки пласта, в том числе короткими столбами при наличии зон полного замещения или крыльев шахтных полей относительно малой ширины. 5 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6