Технология подземных горных работ

С — разборные пере­носные одноцепные;

СК — разборные переносные одноцепные с консольно расположенными скребками (ветви рештачного ста­ва расположены в горизонтальной плоскости). Скребковые конвейеры могут комплектоваться двумя или че­тырьмя двигателями.

Рисунок 1.25 - Схема передвижного скребкового конвейера: 1—головной привод; 2—натяжной привод; 3,5— головной и хвостовой рештаки; 4 — рештачный став; 6 — скребковая цепь; 7 — лемех для зачистки почвы в забое от угля; S— направляющая для комбайна; 9, 10 — борта для кабелеукладчика

В последнем случае двигатели устанавливают по два в головной и хвостовой частях конвейера. Пере­движные конвейеры оборудуются подборщиком угля, оставше­гося на почве за комбайном. Могут применяться как с индиви­дуальной, так и с механизированными крепями при углах паде­ния до 35°.

Достоинства скребковых конвейеров: высокая прочность конструкции; небольшая высота погрузки; возможность движе­ния выемочной машины по ставу конвейера, а также механизи­рованной передвижки конвейера гидродомкратами без разбор­ки; возможность изменения направления грузопотока.

Вместе с тем скребковые конвейеры имеют ряд недостат­ков, основными из которых являются: быстрый износ желобов, цепей и скребков вследствие трения перемещаемого по желобу угля, особенно с увеличением его абразивности; возможность заклинивания цепей на звездочках; высокий расход энергии; зна­чительное измельчение угля; ограниченные возможности удли­нения одного става и повышения производительности.

Доставка угля в зарубежной практике на пластах с углами падения до 6—8° в коротких очистных забоях осуществляется самоходными вагонетками на пневматическом ходу или погрузочно-доставочными машинами.

В очистных забоях крутонаклонных и крутых пластов дос­тавка угля осуществляется по почве пласта под действием соб­ственного веса. В тех случаях, когда угол падения пласта не по­зволяет осуществить самотечную доставку угля по почве пла­ста, в очистном забое укладывают специальные желоба.

1.12. Системы разработки пластовых месторождений

1.12.1. Понятие о системах разработки и их классификация

Система разработки — определенный порядок ведения под­готовительных и очистных работ в пределах этажа, панели или горизонта строго увязанный в пространстве и времени.

Рациональная система разработки пласта должна удовле­творять следующим требованиям: обеспечивать безопасность ведения горных работ; обусловливать высокий уровень техни­ко-экономических показателей; иметь минимальные потери. Под технико-экономическими показателями понимают, возможно, на­ибольший уровень производительности труда и минимальную себестоимость добычи полезного ископаемого.

На выбор системы разработки оказывают влияние различ­ные факторы. Основными из них являются: форма залегания, строение, мощность и угол падения пласта; свойства угля и вме­щающих пород; газоносность и обводненность месторождения;

склонность угля к самовозгоранию; склонность угольных пла­стов к горным ударам, внезапным выбросам угля и газа; глуби­на горных работ; средства механизации подготовительных и очистных работ,

Наибольшее влияние на выбор системы разработки оказы­вают мощность и угол падения пласта. От мощности пласта за­висит решение таких вопросов, как способ проведения и под­держания горных выработок, выбор технологии очистных ра­бот, возможность разработки пласта на полную мощность или необходимость деления его на слои, крепление очистной выра­ботки и управление горным давлением. Выбор средств механи­зации очистных работ, крепления и управления кровлей во многом зависит и от угла падения пласта. Этот фактор является ре­шающим при выборе средств доставки угля в забое при его рас­положении по падению пласта. Его также учитывают при вы­боре формы и длины очистного забоя.

Свойства вмещающих пород являются решающим факто­ром при выборе способа управления горным давлением (уп­равления кровлей), а также поддержанием выемочных вырабо­ток и их расположения. Они оказывают существенное влияние на выбор средств механизации очистных работ.

Перечисленные факторы, как правило, оказывают ком­плексное влияние на выбор систем разработки и их параметров.

Разнообразие горно-геологических условий залегания уголь­ных пластов предопределяет применение различных систем раз­работки и их вариантов. Системы разработки пластовых ме­сторождений можно представить в виде следующей классифи­кации.

1. Системы разработки с выемкой пласта на полную мощ­ность.

1.1. С длинными очистными забоями (сплошные, столбо­вые, комбинированные).

1.2. С короткими очистными забоями (столбовые, камерные, камерно-столбовые, подэтажные штреки, полосы и заходки).

2. С разделением пласта на слои (наклонные, горизонталь­ные и поперечно-наклонные).

На пологих и наклонных пластах Кузбасса в настоящее время наибольшее распространение получили столбовые системы разработки с применением комплексов в длинных механизированных забоях

1.12.2. Сплошная система разработки

Сплошная система разработки характеризуется одновре­менным ведением подготовительных и очистных работ в вы­емочном поле. Забои откаточного (конвейерного) и вентиляци­онного штреков, формирующих выемочное поле, движутся в том же направлении, что и очистной забой.

В зависимости от наклонной высоты этажа (яруса) в нем мо­жет размещаться один или два-три очистных забоя. Если в пре­делах этажа (яруса) размещается один очистной забой, то такой вариант сплошной системы разработки называется лава-этаж (лава-ярус). Если возникает необходимость размещения в эта­же по падению двух-трех очистных забоев, то этаж делят на по­дэтажи. В связи с изложенным и с учетом угла падения пластов существуют различные варианты сплошной системы разработки:

на пологих и наклонных пластах — лава-этаж или с разделением этажа на подэтажи (рис. 1.26, 1.27) при этажной подготовке, лава-ярус — при панельной подготовке; на кругонаклонных и крутых пластах — лава-этаж или с разделением этажа на подэтажи с прямолинейной или потолкоуступной формой забоя.

Для сплошной системы разработки характерны следующие особенности:

• прямой порядок отработки в крыле шахтного поля (ла­ва-этаж) или в пределах выемочного поля (при делении этажа на подэтажи);

• породные забои подготовительных выработок перемеща­ются вслед за очистными, за исключением откаточного штрека, проводимого с опережением на 50—70 м;

• подготовительные выработки поддерживаются в зоне вли­яния выработанного пространства.

Рисунок 1.26 - Сплошная система разработки

Рисунок 1.27 - Сплошная система разработки пологих пластов: а — лава-этаж; 1 — капитальный бремсберг; 2 — людской ходок; 3 — этажный откаточный штрек; 4 — просек; 5 — печь; 6 — очистной забой; 7—этажный вентиляционный штрек; 8—бутовая полоса; 9—разрезная печь; 10 — шурф; 11 — участковый бремсберг; 12— косовичник; 13— промежуточный штрек

Самым простым вариантом системы разработки вообще и сплошной, в частности, является вариант лава-этаж.От капи­тального бремсберга (уклона), ходка или наклонного ствола, прой­денного по пласту угля, проводят этажный откаточный штрек на длину до 100м.

Одновременно на длину порядка 40 м проводят этажный вен­тиляционный штрек. Штреки на этом расстоянии от наклонных выработок соединяют разрезной печью (рис. 1.27), в которой монтируют очистное оборудование. После этого начинают очист­ную выемку. С опережением очистного забоя на 50—70 м про­водят откаточный штрек, а с отставанием на несколько метров —вентиляционный штрек по породе.

При делении этажа на подэтажи возникает необходимость проведения промежуточных штреков и участкового бремсберга с ходком. Нижний подэтаж опережает верхний. Добытый уголь в верхних очистных забоях этажа поступает на промежуточный штрек, а затем на участковый бремсберг. В этом варианте системы проветривание очистных забоев после­довательное с подсвежением. Содержание метана во входящей в забой струе должно быть не более 0,5 %, а в исходящей из участка — не более 1,0 %.

Охрана подготовительных выработок осуществляется пре­имущественно бутовыми полосами. Породу для их выкладки получают при проведении выработок широким забоем, либо при подрывке боковых пород в забоях промежуточных и вен­тиляционного штреков. Работы по проведению бутовых полос трудоемки, особенно при сооружении участкового бремсберга в зоне выработанного пространства.

Сплошная система разработки применяется на тонких пла­стах при любых углах падения. Имея ограниченное применение в прошлом, она в Кузбассе в настоящее время утратила свое значение.

Достоинствами сплошной системы разработки являются бы­стрый ввод в эксплуатацию очистных забоев и возможность раз­мещения в шахте пустой породы, получаемой при проведении подготовительных выработок. Основные недостатки: сложность совмещения подготовительных и очистных работ в одном вые­мочном поле; большие затраты на поддержание подготовитель­ных выработок; отсутствие доразведки условий залегания уголь­ного пласта; утечки воздуха через выработанное пространство.

1.12.3. Столбовая система разработки

Поддержание подготовительных выработок в зоне влияния очистных работ на пластах средней мощности становится затруд­нительным. Поэтому целесообразнее применять такую систему разработки, при которой выработки располагаются в нетрону­том массиве полезного ископаемого.

Современные средства механизации очистных работ позво­ляют достигать высоких скоростей подвигания лав и, следова­тельно, высоких нагрузок на забой. Добычное и проходческое обо­рудование наиболее эффективно используется при независимом ведении очистных и подготовительных работ и опережающей подготовке выемочного поля. Этим условиям в большей мере отвечает более прогрессивная система разработки — столбовая.

Столбовая система разработки — это такая система, при которой часть пласта в пределах этажа или яруса до начала очистных работ оконтуривается подготовительными выработ­ками, в результате чего образуются столбы. В зависимости от ориентировки столба относительно элементов залегания пласта различают длинные столбы по простиранию, длинные столбы по падению (восстанию), диагональные столбы. Наиболее рас­пространенными являются разновидности системы разработки длинными столбами по простиранию: на пологих и наклонных пластах — лава-этаж или с разделением этажа на подэтажи при этажной подготовке, лава-ярус — при панельной подготовке; на крутонаклонных и крутых пластах — лава-этаж или с разде­лением этажа на подэтажи.

Для столбовых систем разработки характерны следующие особенности:

• обратный порядок отработки пласта в крыле шахтного

поля (лава-этаж) или в пределах выемочного поля (к участко­вому или панельному бремсбергу, скату);

• разделение в пространстве и времени очистных и подго­товительных работ в пределах этажа (подэтажа) или яруса;

• подготовительные выработки поддерживаются в масси­ве, по мере подвигания очистного забоя они погашаются (или частично сохраняются при бесцеликовой подготовке).

Простейшим вариантом системы разработки длинными стол­бами по простиранию является лава-этаж, при котором этаж­ные откаточный и вентиляционные штреки проводят до границ шахтного поля, где их соединяют разрезной печью. В разрезной печи монтируют очистное оборудование и ведут выемку в на­правлении к стволу.

Рисунок 1.28 - Столбовая система разработки

Система разработки длинными столбами по простиранию

Наиболее распространенными разновидностями столбовой системы разработки являютсядлинные столбы по простиранию при панельной подготовке (вариант лава-ярус) и с разделением этажа на подэтажи.

На пологих пластах средней мощности широко применяют систему разработки длинными столбами по простиранию при панельной подготовке (рис. 1.29). Подготовка выемочных стол­бов в каждом ярусе заключается в проведении от бремсберга или уклона ярусных конвейерного и вентиляционного штреков до границ панели. На границе панели между этими штреками проводят разрезную печь, которую затем расширяют, образуя камеру для монтажа очистного оборудования. После этого на­чинают отработку столба обратным ходом. Для подготовки ни­жележащего яруса его вентиляционный штрек проводят совме­стно с конвейерным штреком вышележащего яруса. В классиче­ском варианте между конвейерным и вентиляционным штрека­ми смежных ярусов оставляют угольные целики шириной 8—12 м.

В целях снижения потерь угля и удельного объема проведе­ния подготовительных выработок широкое распространение по­лучила отработка без оставленных целиков между выемочными выработками в соседних ярусах. В этом случае, например, кон­вейерный штрек не погашают, а поддерживают, чтобы исполь­зовать в качестве вентиляционного при выемке нижележащего столба. Если конвейерный штрек погашают, то вентиляцион­ный штрек нижележащего яруса можно пройти вприсечку к вы­емочной выработке в отработанном столбе.

Рисунок 1.29 - Система разработки длинными столбами по простиранию при па­нельной подготовке (лава-ярус): 1 — откаточный штрек; 2 — просек; 3 — путевой ходок; 4 — панельный бремсберг; 3 — людской ходок; о — ярусный конвейерный штрек; 7 — ярусный вентиляционный штрек; S— очистной забой; 9—разрезная печь

Отработку ярусов в панели осуществляют, как правило, в нисходящем порядке. В большинстве случаев в панели работает один очистной забой, редко — два. В отдельных случаях для повышения концентрации горных работ на пологих пластах в панели применяют отработку спаренными лавами. Спаренными лавами считаются такие, независимая отработка которых не­возможна. Опережение между лавами отсутствует или состав­ляет не более 3—4 м. Обе лавы работают на один конвейерный штрек.

Уголь от очистного забоя транспортируют по конвейерно­му штреку, затем по бремсбергу до погрузочного пункта на отка­точном штреке. Свежий воздух в очистной забой подают с отка­точного штрека по ходкам и конвейерным штрекам. Исходящая струя по вентиляционному штреку поступает в ходки и далее на вентиляционный горизонт шахты или по шурфу на поверхность.

На наклонных пластах средней мощности применяют сис­тему разработки длинными столбами по простиранию с разделением этажа на подэтажи.

Рисунок 1.30 - Система разработки длинными столбами по простиранию с со­хранением и повторным использованием конвейерного штрека в качестве вентиляционного при возвратноточном проветривании выемочных участ­ков

Рисунок 1.31 - Система разработки длинными столбами по простиранию с пред­варительным проведением конвейерного и вентиляционного штреков и сохранением конвейерного штрека для проветривания тупиковой части очистного забоя (с извлекаемым целиком)

Подготовка выемочного поля заключается в проведении между этажными откаточным и вентиляционным штреками участкового бремсберга, промежу­точных штреков и разрезных печей. Отработка столбов осуще­ствляется в направлении к участковому бремсбергу. Обычно этаж делят на два, редко — на три подэтажа. Длина лавы 150— 200 м. Верхние этажи опережают нижние. Уголь из верхней ла­вы по промежуточному конвейерному штреку поступает на участковый бремсберг и далее на погрузочный пункт откаточ­ного штрека.

1.13. Организация работ в очистном забое

Главным звеном всего производственного процесса добычи угля на шахте является очистная выемка, поэтому наряду со своевременным воссозданием необходимого фронта очистных забоев всеми технологическими звеньями шахты должна быть обеспече­на непрерывная и ритмичная работа забоев на основе научной организации производства и труда и поточности очистной выемки, которая характерна для механизированных комплексов.

В основу поточного метода положены три основных принципа: непрерывность выемки угля, одновременность выполне­ния процессов, их единый ритм. Главным из них является первый, а второй и третий способствуют достижению непрерывности угле­добычи. Непрерывность выемки должна обеспечиваться в тече­ние времени, предусмотренного экономически обоснованным режимом работы забоя. Принцип одновременности выражается в полном совмещении во времени выемки угля со всеми остальны­ми процессами. При этом перерывов, связанных с подготовкой лавы к ведению очистных работ, нет. Единый ритм заклю­чается в определенном соответствии темпа выполнения отдельных процессов и скорости движения выемочной машины.

При поточной схеме добычи:

выемка угля должна производиться по челноковой схеме, без разворота выемочной машины в нишах при изменении направле­ния выемки;

конвейер должен за короткий промежуток времени передви­гаться без разборки (участками или по всей длине лавы) вслед за выемочной машиной;

крепление призабойного пространства (передвижка крепи) и управление горным давлением должны производиться одновре­менно с выемкой и передвижкой конвейера.

Эффективность поточной организации производства выража­ется в существенном повышении непрерывности выемки (в ре­зультате сокращения времени на выполнение подготовительно-за­ключительных и вспомогательных операций), а также в значи­тельном увеличении ее интенсивности. Показателем непрерывнос­ти является отношение продолжительности выемки угля за цикл к общей длительности производственного цикла, а - показателем интенсивности — среднечасовая площадь выемки за время работы комплекса по добыче угля.

Цикл в очистном забое — это совокупность пе­риодически повторяющихся в определенном порядке процессов и операций, обеспечивающих подвигание забоя по всей длине на заранее установленную величину при условии соблюдения пра­вил техники безопасности.

При цикличной и поточной организации производства все про­цессы и операции выполняются по определенному расписанию, оформленному в виде графика организации работ. График — есть наглядное изображение работы в забое, которое показывает, как в конкретных условиях данного рабочего места должны проте­кать процессы, образующие законченный цикл. Для очистных за­боев применяют координатные графики, на которых протекание процессов изображают во времени и пространстве. За единицу времени принимают сутки. Различают графики одно- и многоцикличные. При узкозахватных выемочных машинах применяют многоцикличные графики. Они состоят из планограммы работ, графика выходов рабочих, таблицы технико-экономических показателей и условных обозначений.

На планограмме работ наглядно изображены все основные; производственные процессы, выполняемые в забое, их последовательность и взаимная увязка в пространстве и времени.

На графике выходов указаны число и состав рабочих по про­фессиям, необходимых для выполнения цикла, их распределение по сменам и времени пребывания на работе.

Таблица технико-экономических показателей содержит резуль­таты, которые могут быть получены при выполнении цикла в со­ответствии с запроектированной организацией работ.

При составлении графика организации работ необходимо предварительно установить режим рабочих суток и форму орга­низации труда в лаве.

На практике применяют в основном четырехсменныйрежим работы, из них три смены по 6—7 ч — добычные и одна смена — ремонтно-подготовительная. В середине каждой семичасовой смены рекомендуется одновре­менный для всех рабочих 15-минутный обеденный перерыв.

Основной формой организации труда является сменная илисуточная комплексная бригада.

В лавах работу ведут комплексные бригады, которые выполняют все производственные процессы цикла. В связи с сокращением числа работающих значимость каждого члена бригады неизмеримо возросла. Поэтому для успешной работы комплексной бригады очень важно, чтобы любой ее член не только обладал достаточным диапазоном профессиональных знаний и навыков, но и мог вовремя применить их на практике, имел высокий общеобразовательный уровень.

2 . расчет основных количественных

показателей по шахте и выемочному участку

2.1. Определение запасов угля в шахтном поле

Общие или геологические запасы в шахтном поле состоят из балансовых и забалансовых запа­сов

= +. (2.1)

К забалансовым относятся запасы, сосредоточенные в пластах нерабочей мощности и некондиционных.

Балансовые запасы состоят из промышленных запа­сови потерь

29-04-2015, 01:09