Спосіб видобутку вугілля механізованим комплексом

Способ добычи угля механизированным комплексом, включающий отбойку, транспортирова ние, крепление боковых пород, отличающийся тем, что предварительно определяют величину статического горного давления отрабатываемого массива, величину сопротивляемости угля резанию в целике, зону статической разгрузки, с которой затем ведут отбойку, с определением в каждый момент величины динамической сопротивляемости резанию, разности величин сопротивляемости, с интенсивностью обратно пропорциональной последней, формируя одновременно зону динамической разгрузки в неразгруженной зоне Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при добыче полезных ископаемых подземным способом в механизированных очистных забоях Известен способ, при котором очистной забой делят на равные участки, число которых больше числа операций в очистном забое по выемке полезного ископаемого и все операции в очистном забое выполняются одновременно, при атом каждая операция выполняется только на одном из участков, а операция крепления сопряжения очистного забоя с прилегающей выработкой выполняется только после того, как на прилегающем к сопряжению участке очистного забоя будут выполнены все другие операции по выемке полезного ископаемого /ас № 1803553 кл Е 21 С 41/18, 1993г/ Недостатком данного способа является рассредоточенность энерговоздействий на массив при высокой энергоемкости и недостаточной интенсивности выемки полезного ископаемого Прототипом данного изобретения является способ, при котором очистной забой оборудуют механизированным комплексом с дисковым исполнительным органом прорезающим вертикальную щель на всю вынимаемую мощность пласта параллельно угольному забою по всей его длине, обрушение средней пачки угля скалывающими элементами дискового органа, скалывание подкровельной и надпочвенной пачек пласта в направлении верхней и нижней границ прорезаемой щели, причем надпочвенную пачку пласта скалы вают одновременно с погрузкой угля на лавныи конвейер, при этом отношение глубины захвата к ширине прорезаемой щели устанавливают в пределах от 3 до 7 Недостатками данного способа являются высокая энергоемкость и трудоемкость процесса, значительные затраты времени на единицу добываемого полезного ископаемого В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа добычи угля механизированным комплексом, в котором ведут отбойку с интенсивностью обратно пропорциональной разности статической и динамическом сопротивляемости угля резанию в каждый данный момент, что обеспечивает использование генерируемой горним массивом энергии и за счет этого снижаются энергозатраты не единицу добываемого полезного ископаемого, повышается безопасность ведения работ, качество полезного ископаемого, снижается степень переизмельчения его в процессе добычи Поставленная задача решается тем, что в способе добычи угля механизированном комплексом, содержащим отбойку, транспортирование, крепление боковых пород, согласно изобретению, предварительно определяют величину статического горного давления отрабатываемого массива, величину сопротивляемости угля резанию в целике, зону статической разгрузки, с которой затем ведут отбойку, с определением в каждый момент величины динамической сопротивляемости резанию, разности величин сопротивляемости, с О 00 го 24381 интенсивностью обратно пропорционально последней, формируя одновременно зону динамической разгрузки в неразгруженной зоне На фиг 1 представлен горный массив, подлежащий разработке, где 1 - угольный пласт, 2, 3 вмещающие породы, 4 - зона статической разгрузки, 5 -состояние статического горного давления массива На фиг 2 показан процесс выемки угольного пласта комбайном, где 6 - исполнительный орган комбайна с зубком -датчиком, 7 - зона динамической разгрузки при работе комбайна, 8 - характер динамики горного давления образованного энергообменом исполнительного органа и пласта, 9 характер динамики образования зоны разгрузки в неразгруженном массиве Горный массив является энергонасыщенной средой, способной генерировать энергию В нем могут накапливаться значительные ее запасы вплоть до потери несущей способности вмещающих пород Предварительно, с помощью известных методов, аналитических или натурных, например, расчетным по геологическим данным, определяют величину статического горного давления 5 и зону статической разгрузки 4 отрабатываемого участка массива /Савостьянов А В Методика определения физико-химических свойств горных пород по результатам натурных измерений деформаций Со Разработка полезных ископаемых 1977, с 22-27/ Поскольку непосредственное взаимодействие в процессе энергообмена осуществляет исполнительна орган, режущими элементами, то целесообразно использовать их в качестве датчиков изменения сопротивляемости резанию краевой части пласта Поэтому выемку пласта ведут комбайном, снабженным исполнительным органом с датчиком - резцом, определяющим за каждый поворот сопротивляемость угля резанию В качестве такого резца возможно использование резца системы «Рубин», предназначенной для определения границы порода - уголь /А А Иванов «Автоматизация процессов подземных горных работ Выш шк 1987, 327с/ По справочникам определенную отработку угольного пласта начинают в зоне статической разгрузки 4 с минимальной интенсивностью Вторжение выемочного механизма в массиве оказывает наибольшее воздействие на распределение и концентрацию энергии вблизи рабочего органа механизму, что вызывает образование опорного горного давления с максимумом, отстоящим от забоя на расстоянии до 3,5 - 4 кратном мощности пласта Таким образом, концентрация механических напряжений, наблюдаемая при изучении горного давления, есть реакция энергонасыщенного массива на внешнее воздействие, привносимое энергией рабочего органа выемочной машины извне т е между исполнительным органом и массивом осуществляется энергообмен В этом случае внешнее воздействие, прикладываемое к полезному ископаемому через исполнительный орган должно быть адекватно накопленной массивом энергии Поэтому выемка полезного ископаемого осуществляется на разруженном участке пласта, поглотившего генерируемую массивом энергию Для этого исполнительный орган располагают в пласте 1 на участке 4, принявшему ранее избыточную часть энергии массива в момент перехода максимума горного давления 8 изменившие его прочностные характеристики в сторону уменьшения и одновременно прилагают недостающую до завершения технологического процесса внешнюю энергию исполнительного органа Поскольку ориентировочно краевая часть пласта под воздействием опорного давления разупрочняется на глубину до 0,6 его мощности, выемку начинают с учетом энергообмена на глубине не менее 0,5 мощности По мере продвижения исполнительного органа вглубь пласта фиксируется динамическая сопротивляемость угля резанию Ад и производится сравнение ее с известным Ац - зона 7 При достижении разности некоторого данного уровня, например 0,8Ац т е 160кгс/см интенсивность воздействия на угольный пласт снижают до формирования в неразгруженной части пласта зоны разгрузки вновь образующейся за счет работы по снижению сопротивляемости угля концентрации энергии энергообмена - 9 При устойчивом этого сохранении уровня сопротивляемости резанию в данных условиях 160кгс/см интенсивность воздействия уменьшают соответственно, а состояние краевой части пласта оценивают как высокоэнергонасыщенное, одновременно выполняют крепление и транспортирование Для контроля динамики энергообмена в процессе выемки механизированный комплекс снабжают акустической системой прослушивания массива и при возникновении устойчивого уровня сопротивляемости угля резанию, повышений уровня шумов массива прекращают воздействие исполнительным органом на пласт 24381 Фиг. 1 Фиг.2 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71