С помощью комплекса КМД

Параметры безлюдной выемки крутых пластов

Выемка угля канатными пилами без присутствия людей в забое

Опыт проводился на шахте им. Гаевого при делении этажа на подэтажи. Общая мощность пласта 2,5 м, пласт состоит из пяти угольных и двух породных пачек. Угол падения пласта 67⁰. В кровле неустойчивый глинистый сланец, в почве песчано-глинистый сланец средней устойчивости.

Канатными пилами вынимался верхний подэтаж высотой 40 м, нижний подэтаж (70 м) – щитом. Верхний подэтаж разрабатывался камерной системой. Ширина камер 4-5м, ширина междукамерных целиков 1-1,5 м. Тяговое усилие на рабочей ветви каната 60-80 кН.

Принцип работы канатной пилы следующий. Пневматический привод канатной пилы представляет собой цилиндр с поршнем и штоком. На свободных концах штоков вращающиеся блоки. На раме привода (рис.45) укреплены неподвижные вращающиеся блоки, которые совместно с отклоняющими блоками отклоняют канат. При этом пила совершает возвратно-поступательные движения. Тяговые канаты наматываются на барабан лебедки. Ход пилы 1,6 м. Скорость резания 1 м/с. Производительность труда 22,8 т/см. Добыча с полосы 320 т. Затраты времени по выемке полосы 14-чел-смен. Бурение скважин – 4 чел.-см, очистная выемка – 2 чел.-см, выпуск угля – 8 чел.-см.

Установлено, что выемка угля канатными пилами обеспечивает максимальные условия безопасности; выбросы не создают угрозы для работающих на участке людей. Потери угля составляют 30%. Чтобы сократить их рекомендуется камерно-столбовая система разработки. Нарезанные скважинами столбы сначала вынимаются через один и по мере выпуска угля из них, возводится два ряда крепи, отшиваемой с внутренней стороны. Образовавшийся ящик заполняется твердеющей закладкой. Через зазоры между рядами крепи и оставшимся массивом пропускают канаты и вынимают выемку междукамерных столбов (рис.49).

Комплекс механизированный добычной (КМД-72), разработанный Донгипроуглемаш, предназначен для выемки угля на тонких крутых пластах без присутствия рабочих в очистном пространстве. Технологическая схема работы комплекса КМД-72 предусматривает прохождение узких камер (размер по простиранию 1,2 м, по мощности пласта – 0,6 м) при движении машины от откаточного штрека к вентиляционному и их последующее расширение до 4,8 м по простиранию и 1,2 м по мощности при обратном ходе (рис.2.17).

ЛЕКЦІЯ №13

ТРАНСПОРТУВАННЯ ВУГІЛЛЯ В ОЧИСНОМУ ВИБОЇ

Транспортування вугілля в очисних вибоях здійснюється пересувними скребковими конвеєрами, що вигинаються. Всі вони оснащені привибійними лемехами, які занурюються у відбие вугілля під час пересування конвеєру, що дає змогу сумістити навантаження і транспортування вугілля з пересуванням рештачного ставу. При роботі широкозахватних комбайнів і врубмашин використовуються також розборні переносні конвеєри типу СК38М. В якості штрекових конвеєрів можуть використовуватись як розборні конвеєри СР-72, пересувні конвеєри типу СП 202, СП250, так і телескопічні перевантажувачі типу ПТК800, ПТК1000.

Скребкові конвеєри, що випускаються для очисних вибоїв, наведені в таблиці.

Тип конвеєру	Тип ланцюга	Швидкість руху ланцюга, м/с	Потужність приводу, кВт	Комбайн, з яким він працює
СК38М		0,74; 0,83;		КЦТГ, «Кировець-2К»
СП48М				1К101У, МК67
СП202				1К101У, МК67
СП202В1				1К103
СП87ПМ				1К101У, РКУ10, 1ГШ68
СПЦ163				ГШ200В, ГШ200Б, 1К101У, К103М
СПЦ273				РКУ13, 1К101У
СПЦ261				РКУ10, ГШ500
СП301М				ГШ500, 1ГШ68, 2ГШ68Б
СП326				2ГШ68Б
СП251	24х86Н В направл.		2(3)х110, 2(3)132 2х160 2х55/160 2х200 2х65/200	1ГШ68, 2ГШ68Б, 1К103М, КА80, 1К101У, РКУ10, РКУ13, 1К101УД, УКДЗ, ГШ200
СПЦ271М	26х92 30х108 Центр.		3х110
СП330
СПЦ230	30х108 Центр.-разнес.	1,0	4х110 4х132 4х160
СПЦ334
СП36	24х			УКД300
КСД26
КСД26В	26х92-С Центр.-разнес.	1,04 (0,346)	1х55/160 1х65/200	УКД300
КСД27	30х108-С центр.-разнес.	1,05 (0,35)	2х65/200	КДК500, КДК700, ГШ500, РКУ10, РКУ13, 2ГШ68Б
КСД27Б
КСД28
КСД29	34х126 Центр.-разнес.
СП26У

ТЕХНОЛОГІЯ РОБІТ НА КІНЦЕВИХ ДІЛЯНКАХ

Характерними процесами і операціями, що виконуються на сполученні лав з підготовчими виробками, є виймання і кріплення ниш, підготовка комбайну до зняття чергової полоси вугілля, установка інвентарного кріплення і кріплення сполучення, пересування приводу конвеєру, комбайну і штрекового обладнання, вилучення і постановка ножок штрекового кріплення, зведення охоронних споруджень (кострів, БЖБТ, литих і бутових смуг тощо), погашення штреків, скорочення конвеєру та ін.

У кодному конкретному випадку склад і обсяг робіт визначається типом засобів виймання і доставки вугілля в лаві, схемою відробки дільниці і розмірами поперечного перетину виробок, типом їх кріплення, способами охорони тощо.

В залежності від прийнятого технічного рішення на кінцевій ділянці лави склад і обсяг робіт, пов’язаних з підготовкою комбайну до нового циклу, коливається в широких межах і досягає 25% загальної трудоємності очисних робіт або більше 20 чол.-змін на 1000 т видобутку.

Підготовка ниш здійснюється переважно за допомогою БВР або відбійних молотків, рідше нишонарізними комбайнами, що потребує значних витрат ручної праці (більше 13% загальної трудоємності очисних робіт).

Виконання на сполученнях лави зі штреками великого обсягу разнохарактерних робіт, які внаслідок обмеженості робочого простору і недосконалого обладнання важко піддаються суміщенню, привело до збільшення в загальнім балансі технологічного циклу витрат часу на їх виконання, яке іноді сопоставиме з часом виймання вугілля в основній частині лави. Це приводить до зниження швидкості посування очисних вибоїв і до зниження стійкості порід покрівлі і підошви.

Класифікація технологічних схем сполучень можлива за наступними ознаками:

- час проведення виймальної виробки відносно ведення очисних робіт (система розробки);

- розташування виробки відносно виробленого простору суміжної лави;

- розташування приводу вибійного конвеєру;

- схема підготовки комбайну до нового циклу;

- спосіб виймання вугілля на кінцевій ділянці;

- спосіб охорони виробки.

За часом проведення виробок їх можно розділити на проведені заздалегідь і ті, що проводяться під час ведення очисних робіт. Останні включають в собі виробки, що проводяться з випередженням вибою лави, одним вибоєм і з відставанням.

Проведення виробки заздалегідь є передумовою використання технологічних схем безнишевого виймання вугілля при винесених приводах вибійного конвеєру. Для повного виносу приводу конвеєра необхідна ширина виробки на момент підходу лави не менче 4,5-5 м (перетин в проходці 14-16 м²). При цому щтрек необхідно проводити з нижньою підривкою. При проведенні штреку з верхньою підривкою трудоємність робіт на сполученнях лав зі штреками в 1,5 рази вища.

При проведенні виробок одночасно з очисними роботами використання безнишевих схем виключається. Ці конструктивні відмінності схем визначають різницю в трудоємності виконання робіт на сполученнях в 3-4 рази і їх продуктивності в 1,5-2 рази.

За розташуванням виробок відносно виробленого простору суміжної лави вони діляться на ті, що примикають до масиву, до виробленого простору через цілик шириною більше 5 м і менче 5 м (проведені вприсічку), а також розташовані на межі з виробленим простором (повторне використання). Такий розподіл схем сполучень визначається різним характером впливу на них опорного тиску, різними величинами зміщень порід покрівлі і підошви, станом і трудоємнісю робіт по їх підтриманню. Виробки, що проведені в масиві, а також вприсічку до виробленого простору і погашаються слідом за лавою знаходяться в більш сприятливих умовах для розташування в них приводів вибійного конвеєру без попередньої підготовки ниш або при мінімальній їх довжині. У виробках, що повторно використовуються, стан набагато гірший за двократною дією на них очисних робіт, що ускладнює або повністю виключає використання безнишового виймання вугілля.

Виробки, що проводяться слідом за лавою, з точки зору гірського тиску знаходяться в найбільш сприятливих умовах. Але їх проведення передбачає наявність ниш великих розмірів (до 15 м) і великий обсяг різнопланових процесів на обмеженому просторі (виймання вугілля комбайном у лаві, підготовка ниш, проведення штреку, транспортування вугілля, закладка породи у вироблений простір), що значно сбільшує трудоємність робіт на кінцевих ділянках (до 40% загальної трудоємності робіт у лаві).

Розташування приводів вибійного конвеєру відносно виймальної виробки є основною характеристикою технологічної схеми сполучення, що визначають склад операцій та їх трудоємність. На практиці зустрічаються три варіанти розташування приводів: повністю винесені у виробку, частково винесені і розташовані в лаві. В першому випадку досягається безнишеве виймання вугілля, в решті – є ниши скороченої або повної довжини.

Схеми підготовки комбайнів до виймання чергової смуги діляться на чотири види: задвижка виконавчих органів у виробці, фронтальна самозарубка, самозарубка косими заїздами і задвижка у заздалегідь підготовлену нишу. Основною вимогою реалізації першої схеми є розташування приводу конвеєру у виробці шириною не менче 5-6 м. Вона найменш трудоємна, але зустрічається дуже рідко.

Фронтальна самозарубка використовується при винесенім приводі у виробку шириною 3-4 м при використанні комбайнів з барабанним виконавчим органом на вертикальній осі або з двостороннім розташуванням шнеків, які оснащені зубками у вертикальній площині шнеків на його торцовій (тильній) стороні. При заляганні пласта у нестійких породах винесення приводів конвеєрів з лави повністю є недоцільним або неможливим, тому самозарубка здійснюється на відстані 2-3 м від виробки, що приводить до необхідності ручного виймання уступу, що залишився. При використанні фронтальної самозарубки комбайнів з шнековими виконавчими органами можлива їх заштибовка, а при рознесених шнеках необхідні додаткові маневри.

Фронтальна самозарубка комбайнів типу ГШ, РКУ здійснюється у такій послідовності: комбайн знаходиться біля приводної головки конвеєру. На підошві пласта залишається невинута пачка вугілля на довжину комбайну. Верхній шнек опускається до підошви і за рахунок руху комбайну від головки виймається нижня пачка, що залишилась. Комбайн останавлюється на відстані його довжини, шнеки на підошві пласта; приводна головка розкріпляється і домкратами при працюючих шнеках здійснюється задвижка конвеєру до вибою лави. Здійснюється фронтальна самозарубка обох шнеків на ширину захвату. При цьому передній шнек піднімається вверх. Приводна головка закріплюється і комбайн рухається в її бік. Підійшовши до головки, комбайн зупиняється, положення шнеків змінюється і починається новий цикл. Відійшовши від сполучення на 10-15 м, комбайн зупиняється, здійснюється зачистка вугілля за ним і причепляється навантажувальний присирій (якщо він необхідний) і виймання вугілля продовжується.

Фронтальна самозарубка комбайнів з вертикальною віссю обертання барабанів (КА80, КА90) може здійснюватись у будь-якому місці лави без маневрів, характерних для шнекових комбайнів.

Самозарубка комбайну з будь-яким виконавчим органом «косими заїздами» може здійснюватися як при винесенім приводі, так і при невинесенім (повинна бути ниша невеликих розмірів, в яку вільно може бути задвинутий привід конвеєру). Здійснюється вона на ділянці 15-20 м довжиною і може використовуватись в будь яких гірничо-геологічних та гірничотехнічних умовах. Суть самозарубки косими заїздами в наступному:

У вихідному положенні комбайн закінчив виймання полоси вугілля, конвеєр задвинутий по всій лаві за винятком 15-20 м від штреку (не задвинута головка приводу і частина конвеєру на якій знаходиться комбайн). Комбайн рухається по конвеєру вздовж лінії згибу від штреку і виймає клиновидну смугу вугілля довжиною 15-20 м. Після зупинки комбайну пересувається недодвинута частина конвеєру з приводом. Комбайн починає рухатись назад і виймає клиновидну смугу, що залишилась. У вибої утворюється уступ. Рухаючись знову від приводної головки комбайн здійснює виїмку вугілля. Час, необхідний для виконання цих операцій, залежить від стійкості сполучення лави зі штреком, кваліфікації ГРОВ і складає 20-40 хвилин.

Задвижка комбайнів у заздалегідь підготовлену нишу здійснюється при розташуванні приводу конвеєру в лаві частково або повністю. Сам процес є найбільш простим, використовується при будь-якій стійкості порід і будь-якому наборі обладнання. Головним недоліком є необхідність попередньої підготовки ниш довжиною до 14 м. Пясля закінчення зняття стружки вугілля машиніст комбайну і його посічник за допомогою ГРОВ відсоєдіняють навантажувальний пристрій (лемех) і перекидають його у бік виробленого простору. Пересування комбайну в нишу здійснюється разом з приводною головкою гідродомкратами. Після цоьго виймається стружка по довжині лави 6-8 м без навантаження вугілля на конвеєр, щоб висвободити місце для встановлення леміху. Убравши вугілля, монтують навантажувальний пристрій. Машиніст включає комбайн, помічник регулює виконавчий орган і починається виймка вугілля.

При струговій виїмці приводні головки повинні випереджати конвеєрний став не менче чим на 0,2 м, бо інакше робочий ланцюг стругу буде пересуватись по конвеєрному ставу. Приводні головки повинні пересуватись після кожного проходу стругу без його зупинення за допомогою гідродомкратів. При відході стругу від ниші на 10-15 м машиніст установки включає гідродомкрат, який пересуває приводну головку по опорній бальці на відстань, що дорівнює ширині знімаємої смуги вугілля. Коли проиводні головки пересунуться по опорній бальці на відстань ходу поршня гідродомкрату, здійснюється пересування опорної балки. Для цього розчищають місце в ниші для приводів, розкріпляють балку, підтягують балку гідродомкратом на нове місце, закріпляють балку і встановлюють гідродомкрат у робоче положення. Опорні балки встановлюються під кутом 5-7⁰ до вибою, що попереджаю сповзання стругу в процесі роботи. Розмір ниш для стругу за падінням не менче 5 м, глибиною не менче 3 м.

Спосіб виймання вугілля на кінцевій ділянці характеризує прогресивність технологічних рішень і визначає трудоємність і тривалість робіт. Досвід показує, що механізація виймання ниш, проведення штреків з нижньою підривкою позаду лави, механізація забутовки виробленого простору можуть забезпечити посування вибою до 6 м/доб. Виділяють шість способів виймання: віїмка основним комбайном лави; допоміжним комбайном (двохкомбайнова технологія); спеціальною нишонарізною машиною; вибурюванням; відбійними молотками; буропідривним способом. Виїмка вугілля на кінцевій ділянці основним комбайном може бути реалізована комбайнами з рознесеними виконавчими органами. Виїмка вугілля допоміжним комбайном здійснюється при наявности комбайнів з одностороннім виконавчим органом. Допоміжний комбайн виймає верхню частину лави довжиною 25-30 м. При куті падіння більше 9⁰ необхідно для кожного комбайну мати свою запобіжну лебідку.

При вийманні ниш спеціальними нишонарізними комбайнами трудоємність в порівнянні з БВР зменшується в 4-5 разів. Буропідривний спосіб використовується в основному на викидонебезпечних пластах і на негазових шахтах. В решті випадків використовують відбійні молотки.

В залежності від використання способів охорони виробок виділяють сполучення лав з виробками, що охороняються різними штучними спорудами у вигляді бутових або литих смуг, кострів, органнного кріплення, залізобетонних тумб, ціликів тощо. Різниця у витратах праці в залежності від прийнятого способу охорони коливається від 20 до 50% загальної трудоємності циклу.

На сполученні виділяють п’ять характерних зон, що відрізняються ступінню прояву гірського тиску. В першій зоні – зоні прояву опорного гірського тиску попереду лави виникають інтенсивні зміщення порід покрівлі і підошви. Протяжність цієї зони приблизно L_зол ≈ 2(mH)^0,5. Ця зона знаходиться, як правило, в масиві, в ній здійснюються роботи по підвищенню несучої здатності кріплення (установка посилюючого кріплення), зміцненню порід, встановлення анкерів, кріплення бровки, підривка підошви, відсічне топедування покрівлі тощо.

У другій зоні – зона вікна лави – здійснюються роботи безпосередньо пов’язані з функціюванням очисного вибою: перевантаження вугілля з лави на штрековий конвеєр, зняття-установка ножок штрекового кріплення при пересуванні приводної головки лавного конвеєру (якщо вона винесена з лави), перекріплення сполучення, пересування кріплення сполучення тощо.

В третій зоні- ділянка штреку позаду лави – здійснюються роботи по перекріпленню штреку, підривці підошви, вилученню кріплення і погашення штреку, скорочення конвеєру, установка перемичок тощо. Ця зона найбільш небезпечна і потребує великих материальних і трудових витрат.

В четвертій зоні (зона ниші) здійснюються роботи по вийманню і кріпленню ниші, пересувавнню і кріпленню головки вибійного конвеєру, самозарубка комбайну, підготовка його до виймання чергової вугільної смуги тощо.

У п’ятій зоні здійснюються заходи щодо охорони виробки шляхом зведення штучних споруд. Охорона виробки може здійснюватись наступним чином:

1. Охорона ціликами. Цей спосіб доцільний на глибинах до 400-500 м і для Донбасу є неперспективним.

2. Проведення виробок вприсічку до виробленого простору.

3. Викладка тумб з залізобетонних блоків рекомендується на пластах потужністю до 1,5 м з кутом падіння до 18⁰, при породах покрівлі А₁, А₂ і підошви П₃. БЖБТ встановлюються у 1 (при А₁) або 2 (при А₂) ряди на відстані від бровки 1-1,5 м. Між блоками кладуть дерев’яні прокладки сумарною товщиною 0,1-0,15 м при легкообвалювальних покрівлях і 0,15-0,2 м при середньо- або важкообавлювальній покрівлі.

4. Охорона органним кріпленням з кострами і зміцненням порід кровлі на бровці анкеруванням. Використовується при нестійких покрівлях. При потужності пласта до 1,5 м органне кріплення встановлюється під брус товщиною 0,15 м на відсиані 0,5-1,5 м від арки. Між кріпленням штреку і органкою викладуються дерев’яні костри. Шпури під анкери бурять попереду вибою на відстані 0,8-2 м на глибину 2-3 м під кутом 45⁰. При потужності більше 1,5 м органне кріплення встановлюється в 2-3 ряди.

5. Бутокостри з органним або кустовим кріпленням. При потужності більше 1,5 м

6. Лита смуга використовується при потужності до 2,5 м, куті падіння до 18⁰ при вміщуючих породах Б₁-Б₄¹, А₁-А₄¹, П₃. Смуги виливаються з цементних, гіпсових, фосфогіпсових та інших в’яжучих з різними наповнювачами. Штртна полоси повинна бути не більше потужності пласта.

7. Бутові смуги використовуються при потужності пласта до 1,5 м з породами Б₂-Б₅, А₁-А₄¹, П₁-П₃. Ширина бутової смуги повинна бути не менче восьми потужностей пласта, але не менче 5 м. Усадка бутових полос, що зведені вручну досягає 0,5 м, скрепером – 0,3 м, пневмозакладочною машиною – 0,2 м.

ЛЕКЦІЯ №14

ВИЗНАЧЕННЯ ДОБОВОГО НАВАНТАЖЕННЯ НА ВИБІЙ

Дата добавления: 2014-11-09