Очистная выемка

После вскрытия и подготовки шахтного поля начинается очистная выемка. Очистные работы – работы непосредственно по выемке полезного ископаемого, креплению забоя и управления кровлей. Очистная выемка – процесс отбойки, погрузки на забойный конвейер и доставка угля до ближайшей транспортной выработки. Очистная выемка – главный процесс очистных работ.

Технология очистной выемки – совокупность производственных процессов, выполняемых в определенной последовательности в пространстве и времени направленных на получение готовой продукции (на добычу угля).

Для очистной выемки применяется три способа разрушения: механический, буровзрывной и гидравлический. Буровзрывное разрушение наибольшее распространение получило при добыче руд, крепость которыхf > 4. Гидравлическое разрушение при подземной добыче угля используется в небольшом объеме. Наибольшее распространение в настоящее время получила механизированная выемка угля – при помощи очистных комбайнов (рис. 4.43) и струговых установок. При выемке угля комбайном вдоль очистного забоя по раме конвейера движется очистной комбайн, рабочий орган (в виде шнека) которого отбивает полосу полезного ископаемого обычно шириной 0,63 или 0,8 м (узкозахватная выемка) и грузит его на забойный конвейер.

При струговой выемке по раме забойного конвейера перемещается струг, который исполнительным органом скалывает слой угля 5-10 см и погрузочным лемехом грузит его на конвейер.

При выемке полезного ископаемого образуются пустоты – выработанное пространство, которое постоянно увеличивается, соответственно увеличивается площадь горных пород, которые лишаются опоры и обрушаются. Для сохранения устойчивого состояния очистной выработки осуществляют комплекс мероприятий – управление кровлей.

Существует несколько способов управления кровлей:

- полное обрушение;

- плавное опускание;

- удержание на кострах;

- полная закладка.

Рис. 4.43. Работа очистного комбайна в угольной лаве

Полное обрушение – наиболее распространенный способ управления кровлей. Сущность способа – периодическое обрушение непосредственной кровли по мере подвигания очистного забоя.

Непосредственная кровля, обрушаясь, заполняет выработанное пространство и подбучивает основную кровлю. Тем самым предупреждаются или ослабевают интенсивные обрушения основной кровли.

Плавное опускание применяют в породах, способных плавно опускаться без разрушения кровли (в Донбассе, где мощность пласта - до 1-1,2 м). Сущность способа: вслед за очистной выемкой устанавливают деревянную крепь. По мере удаления очистного забоя (увеличения выработанного пространства) деревянная крепь вдавливается в почву или ломается, а кровля на расстоянии 10-30 м от забоя плавно опускается на почву.

Удержание на кострах применяется на тонких крутонаклонных и крутых пластах. По мере подвигания очистного забоя на стойках деревянной призабойной крепи выкладываются деревянные костры прямоугольной формы. Расстояние в ряду между кострами 4-6 м, а между рядами -1,8-2,7 метров. Оставленные в выработанном пространстве костры постепенно сдавливаются и разрушаются, а кровля прогибается и обрушается на некотором расстоянии от призабойного пространства. Способ имеет ограниченное применение, так как очень трудоемкий (большой расход леса).

Полная закладка - это способ, когда все выработанное пространство за пределами призабойного закладывают породой. Способ дорогостоящий, трудоемкий, применяется при выемке угля под застроенными территориями, водоемами, железными дорогами, на мощных самовозгорающихся пластах. В качестве закладочного массива используется песок, гравий, отходы обогатительного производства и пр.

Для предотвращения обрушения пород кровли при очистной выемке, сохранения площади поперечного сечения призабойного пространства и управления горным давлением устанавливается крепь очистных выработок.
Крепь должна удовлетворять следующим требованиям: должна быть прочной и устойчивой, обладать податливостью, иметь минимальный вес, обеспечивать механизацию установки и передвижки; иметь необходимую площадь призабойного пространства для пропуска достаточного количества воздуха; не должна мешать выполнению других производственных процессов, должна быть недорогой, надежной и долговечной. Наибольшее распространение получили индивидуальные и передвижные крепи.

Индивидуальные крепи состоят из отдельных, не связанных между собой конструктивных элементов, устанавливаемых вручную вслед за подвиганием забоя. Индивидуальная крепь подразделяется на призабойную и специальную – посадочную. Призабойная крепь служит для поддержания кровли в рабочем пространстве выработки, а специальная - устанавливается на границе с погашаемым выработанным пространством и играет роль режущей опоры при управлении кровлей полным обрушением. К индивидуальным крепям относятся деревянные стойки, костры, металлические и гидравлические стойки, посадочные тумбы. В настоящее время наиболее распространены передвижные крепи – гидрофицированные крепи механизированных комплексов.

Сущность гидравлической очистной выемки состоит в том, что очистная выемка ведется при помощи высоконапорной струи воды, выбрасываемой гидромониторами. Размытый уголь в виде пульпы самотеком поступает в приемные, аккумулирующие выработки – камеры углесосов, а уже углесосами перекачивается на поверхность, на обогатительную фабрику.

Для обеспечения самотечного транспорта все транспортные выработки проводятся с уклоном в сторону пульпоприемных выработок и стволов. Подготовительные выработки проводятся при помощи механогидравлических комбайнов. Наиболее распространенная система разработки – короткими очистными забоями. При гидравлической добыче угля производительность труда рабочих в 2-3 раза выше, а себестоимость угля в 1-3 раза ниже, чем при традиционной технологии.

Недостатки: большие потери угля, большой объем подготовительных выработок, ухудшение санитарных условий труда вследствие подачи в шахту большого количества воды.

Дата добавления: 2014-11-16