Проведение уклонов

Уклоны, в отличие от бремсбергов, предназначены для подъема по ним угля и породы. По своему назначению и сроку службы они делятся на капитальные и панельные.

Формы и размеры их поперечного сечения выбираются согласно общим положениям. Для капитальных уклонов наиболее характерна сводчатая форма при бетонной крепи, арочная — при металличе­ской и трапециевидная (прямоугольная) — при креплении сбор­ным железобетоном.

Уклоны проводятся обычно по пластам угля и реже по породам. В зависимости от мощности пласта и размеров поперечного сече­ния уклоны по пластам угля проводят с подрывкой или без под­рывки породы. Способ проведения уклонов по углю с подрывкой породы выбирают исходя из тех же условий, что и при проведении штреков и бремсбергов. Обычно уклоны проводят узким забоем, так как в большинстве случаев они являются капитальными выра­ботками. При проведении уклонов сложным забоем целесообразно производить подрывку почвы пласта, что обеспечивает большую устойчивость выработки и упрощает водоотлив из передового уголь­ного забоя.

Уклоны чаще всего проводят в направлении сверху вниз, по­скольку в большинстве случаев они предназначены для вскрытия нижних горизонтов, на которых еще не ведут горные работы.

При проведении уклонов возникают трудности, определяемые в основном величиной угла наклона и связанные с необходимостью применения различных подъемных средств для выдачи угля и по­роды из забоя, с притоками в забой воды, усложняющей ведение работ и снижающей производительность труда, с отсутствием средств механизации погрузки породы и угля при угле наклона бо­лее 25°.

Трудности ведения работ в первом уступе (при сложном забое) возрастают с увеличением угла наклона и практически исключают применение сложного забоя при угле наклона более 15—20°.

Выемка угля и породы при проведении уклонов и ходков про­изводится буровзрывным способом; в мягких породах возможно применение отбойных молотков. Параметры буровзрывных работ определяются так же, как и при проведении штреков по неоднород­ным породам. Бурение шпуров по углю обычно осуществляется ручными электросверлами, а по породе — колонковыми электро­сверлами или пневматическими бурильными машинами.

В пластах мощностью 0,8—1,5 м с углом падения до 15° вы­емку угля можно производить нарезными комбайнами КН-3. При этом уголь вынимают на всю длину уклона или ходка, после чего подрывают почву и возводят постоянную крепь. При углах наклона до 12—15° для проведения уклонов при соответствующей крепости угля и породы могут применяться проходческие комбайны ПК-9р, ЗПУ («Караганда-7/15»).

Наиболее трудоемким процессом при проведении уклонов яв­ляется погрузка угля и породы.

Для погрузки угля и породы при проведении уклонов и наклон­ных стволов, проводимых сверху вниз с наклоном до 25°, серийно выпускаются отечественные погрузочные машины ППН-7 и ПНБ-5.

Машина ППН-7 относится к классу машин ковшового типа со ступенчатой погрузкой. Передвижение машины в наклонной выработке обеспечивается лебедкой. В комплект машины входят два манипулятора для установки бурильных машин. Машина ПНБ-5 с рабочим органом непрерывного действия снабжена навес­ным бурильным оборудованием и может производить погрузку сла­бых и средней крепости пород в любые транспортные средства.

На рис. 143 показана схема проведения уклона с применением погрузочной машины ППН-7. Погрузку угля и породы производят в вагонетки.

Схема проведения уклона с раздельной выемкой угля и породы с применением погрузочной машины ПНБ-5 показана на рис. 144. Уголь и породу раздельно машиной грузят на конвейер.

При углах наклона выработок до 35—40° уголь и породу можно грузить при помощи скреперной установки в скипы. При этом скре­перы применяют гребкового типа.

При проходке уклонов по углю и смешанным забоем на строи­тельстве шахты «Распадская-1» Томусинского месторождения (Куз­басс) в первое время для погрузки горной массы использовались машины УП-3. Однако их применение в забоях уклонов, проводи­мых по пластам VI—Via, VII и IX с углами падения 7—8°, осложня­лось значительными (до 60—100 м³/ч) притоками воды. Так, при при­токах воды 15—20 м³/ч на погрузку 25 т угля затрачивалось не ме­нее 2,5 ч. При этом до 20% угля грузилось вручную из-за образо­вания пульпы, которую машина грузить не могла.

С целью устра­нения отмеченных недостатков начиная с 1964 г. проведение уклонов осуществляется с применением легких ручных скреперов 5 (рис. 145, а) емкостью 0,04—0,07 м³. Скрепер весом 7—10 кг изготовляли из листовой стали толщиной 1—1,5 мм и усиливали ребрами жест­кости 1 (уголковая сталь малого профиля); к нему приваривали ру­коятку 2. Перемещение скрепера осуществляется движущейся цепью конвейера посредством троса 3 диаметром 6,5—7,9 мм и дли­ной 8—10 м и рычага 4. При погрузке угля на конвейер (рис. 145, б) один проходчик удерживает скрепер за рукоятку, другой проход­чик вставляет, а затем вытаскивает рычаг 6 из звена скребковой цепи 7.

На натяжной головке конвейера прикрепляется болтами метал­лический полок 8, направляющий груженый скрепер и исключа­ющий его задевание за головку. В первую очередь грузится уголь, находящийся в центральной части забоя. При этом устраивается канава до почвы выработки. Вода собирается в ней и откачивается насосом.

Применение легких ручных скреперов в обводненных забоях дало возможность сократить время на погрузку угля (по сравнению с машиной УП-3). Так, при проведении уклона сечением в проходке 12,9 м², в свету 10,1 м² по пласту VI—VIa мощностью 4—4,5 м с углом падения 7—8° была достигнута среднемесячная скорость 127 м.

Опыт применения легких ручных скреперов показывает, что при подрывке пород кровли хорошо раздробленную породу средней крепости можно также грузить этими скреперами.

Подъем угля и породы при проведении уклонов обычно обуслов­лен способом транспортирования, принятым на период эксплуата­ции. В соответствии с этим подъем может осуществляться в ваго­нетках или скипах, а также с помощью конвейеров.

Подъем вагонетками может быть принят при углах наклона не более 25° и осуществляется подъемными лебедками с одноконцевыми канатами.

Одноконцевой канатный подъем обеспечивает наибольшую ма­невренность, простоту оборудования верхней приемной площадки, легкость обслуживания и возможность использования в уклоне только одного рельсового пути.

Двухконцевой канатный подъем при проведении уклонов менее целесообразен в связи со сложностью оборудования приемных площадок, большого загромождения поперечного сечения уклона и менее удобной погрузки в забое. Вагонетки применяют емкостью 1-2 т.

Подъем в скипах применяется при проведении уклонов с углом наклона более 25°, при этом целесообразно использовать скипы • с открытой передней стенкой и разгрузкой при помощи разгрузоч­ных направляющих. Емкость скипов может быть 1,1—3,0 м³.

При углах наклона до 18—20° наиболее целесообразным следует считать конвейерный транспорт. При конвейерном транспорте скреб­ковый конвейер, обеспечивающий более простое наращивание, уста­навливают у забоя, а ленточный, на который перегружается порода или уголь скребковым, служит основным транспортом до штрека.

Материалы и оборудование доставляют в вагонетках, для чего параллельно конвейеру укладывают рельсовый путь.

В целях обеспечения безопасности работ в забое уклона и устра­нения несчастных случаев при обрыве подъемного каната или самонепроизвольного скатывания вагонеток на поднимающиеся вагонетки навешивают упорные вилки и на некотором расстоянии от забоя устанавливают ограждающий барьер. На верхней приемной площадке устраивают барьеры и устанавливают опорные устройства, которые должны открываться только для пропуска поднимаемых fили опускаемых по уклону вагонеток.

Забой уклона должен быть связан с верхней приемной площад­кой двусторонней сигнализацией.

Наличие воды при проведении уклона ухудшает условия работы в забое, в результате чего снижается производительность труда и ско­рость проведения выработки. Источниками притока воды при про­ведении уклона могут быть: просачивание воды из канавки верх­него штрека; просачивание воды из почвы угольного пласта, по ко­торому проводится уклон; выделение воды из пласта угля или из его кровли. Поступление в уклон воды из канавки верхнего штрека устраняют путем изоляции ее на участке в непосредственной бли­зости от уклона путем бетонирования канавки или пропуска воды по трубам.

Для улавливания воды, поступающей из почвы пласта, по уклону через каждые 10—15 м прорывают поперечные канавки с уклоном в сторону продольной канавки, по которой вода направляется в про­межуточный водосборник.

При притоке в забой до 5—б м³/ч вода откачивается забойными переносными насосами в вагонетку или скип и выдается вместе с гор­ной массой. При больших притоках воды водоотлив осуществляется насосами или гидроэлеваторами непосредственно в канавку штрека или через промежуточную перекачную станцию (двухступенчатый водоотлив).

Одноступенчатая схема водоотлива применяется при поступле­нии воды непосредственно из забоя при углах наклона до 25°и длине уклона до 200—300 м. В этом случае насос устанавливают вблизи забоя (см. рис. 143). По мере подвигания забоя насос передвигают после достижения им предельной высоты всасывания (5—6 м по вер­тикали).

Расстояние, на которое необходимо при этом переносить насос по уклону, может быть определено из выражения:

где х — 1,5—2 — коэффициент неравномерности притока воды;

q_a — нормальный приток воды, м³/ч.

Мощность электродвигателя насоса будет

где L — наклонная высота нагнетания, м;

η— общий к. п. д. всей установки, равный 0,65-0,85.

Перекачные насосы на промежуточных станциях устанавливаются полустацио­нарно, так как переноска их производится сравнительно через значительный период времени.

Для перекачки воды при­меняют центробежные на­сосы, производительность которых обычно принимается в 2—2,5 раза больше ожи­даемого максимального при­тока воды. Перекачные на­сосы устанавливаются на фундаменте или на метал­лической раме.

Вода, поступающая в перекачную станцию, скапли­вается в водосборнике, кото­рый устраивают в виде ко­лодца в почве насосной камеры или в пласте угля по его падению.

Емкость водосборника опре­деляется величиной притока воды и обычно достигает 5—10 м³.

Так как вода, поступающая в водосборник, загрязнена механическими примесями, от которых затрудняется работа насоса и засоряется водосборник, то целесообразно воду, поступающую из забоя уклона, сбрасывать в рудничную вагонетку, стоящую ря­дом с водосборником. Вода, несколько отстаиваясь в вагонетке, будет протекать через ее борта осветленной. По мере заполнения ва­гонетки шламом ее можно выдавать на поверхность для очистки, а на ее место устанавливать чистую.

При совместном проведении уклона и людского ходка, когда эти выработки между собой периодически соединяются просеками, перекачные станции с насосом располагаются в про­секе.

Трубопровод от перекачных насосов во избежание его повре­ждения необходимо подвешивать к крепи уклона или прокладывать по людскому ходку. Наращивание трубопровода производят снизу вверх. Электрический кабель необходимо подвешивать к крепи. Во избежание частого наращивания кабеля целесообразно у насоса иметь запасные витки кабеля, подвешенные на штырях к крепи.

В случае выхода из строя рабочих насосов необходимо иметь однотипные резервные насосы.

Управление насосами водоотливной установки должно быть автоматизировано.

Действующие в угольной промышленности нормативы прове­дения уклонов и ходков предусматривают следующую скорость их проведения в месяц:

с породным и смешанным забоями, проводимые с углом наклона: до 25°—60 м; 25—45° — 50 м; свыше 45°—45 м;

с угольным забоем, проводимые с углом наклона: до 25°—75 м; 25—45° — 60 м; свыше 45°—55 м.

Многими проходческими бригадами при правильном исполь­зовании оборудования и хорошей организации труда указанные нормативы значительно перекрываются.

В основу организации работ при проведении уклонов принимаются те же основные положения, что и при проведении бремсбергов. Вместе с тем необходимо учитывать дополнительные затруднения, связанные с организацией водоотлива и подъема, более сложными условиями погрузки породы и т. п.

На шахте «Комсомолец» (Кузбасс) по пласту мощностью 1,6— 1,8 м с углом падения 12—14° проводили уклон с подрывкой породы кровли и уборкой ее в раскоску. Поперечное сечение уклона в свету 13,3 м², в проходке 17,9 м².

Режим работы в забое был установлен четырехсменный с пре­рывной рабочей неделей.

Графиком организации работ предусматривалось выполнение одного цикла в смену с подвиганием забоя за цикл 1,5 л. Цикл начинался с бурения шпуров по углю (14 шт.) глубиной 1,8 м элек­тросверлами ЭР-16. После взрывания уголь грузился погрузочной машиной УП-3 на скребковый конвейер КСА-1, который по мере подвигания забоя наращивался. Конвейерная линия из забоя до места погрузки была автоматизирована.

После выгрузки угля устанавливали временную крепь. Затем производилось бурение 12 шпуров в раскоске. После взрывания, уборки угля и крепления раскоски бурились четыре шпура по породе. Взорванная порода целиком вмещалась в раскоску. Забой крепили неполными деревянными рамами, которые устанавливались через 0,7 м.

Бока и кровля выработки затягивались всплошную деревянными затяжками. На этой операции цикл заканчивался. Среднемесячная производительность одного проходчика достигала 8,6 м. Скорость проведения уклона в месяц составляла 137,5 м.

На шахте «Ново-Бутовская» (Донбасс) для быстрого вскрытия и подготовки горизонтов южного крыла было организовано ско­ростное проведение вспомогательного уклона.

Уклон поперечным сечением в свету 10 м², в проходке 13 м^г проводили по пласту мощностью 1,7 м с углом падения 3—5° с под­рывкой пород кровли.

Выемка угля в забое уклона осуществлялась комбайном ПК-Зм, а породы — с помощью буровзрывных работ. Крепился уклон металлическими арками из спецпрофиля, расстояние между арками 0,9 м.

Графиком организации работ предусматривалось выполнение в смену одного цикла (четыре цикла в сутки). Скорость подвигания забоя составила 8,7 м/сутки. Ежесменно в забое работали 8—9 проходчиков.

Проходческий цикл начинался с погрузки породы, которая осуществлялась комбайном ПК-Зм в вагонетки ВШ-128 емкостью 1,1 м³. Как показал хронометраж, на загрузку породой одной вагонетки уходило 2,5 мин, а на обмен ее на порожнюю — 3 мин. Всего на уборку породы за цикл (18 вагонеток) затрачивалось в среднем 100 мин.

Подъем вагонеток осуществлялся двумя лебедками.

Параллельно с погрузкой породы два проходчика в течение 60 мин разгружали затяжки, заготовляли элементы арочной крепи. Установка крепи, начинавшаяся по окончании уборки породы, занимала в среднем 74 мин. Одновременно с креплением велись работы по устройству водоотливной канавки, наращиванию става орошения и вентиляционных труб. На этих операциях было занято 4 проходчика в течение 30 мин.

После установки всех рам крепи и затяжки кровли выработки звено приступало к выемке и погрузке угля комбайном. За цикл выдавалось 22 вагонетки с углем; на загрузку одной вагонетки уходило в среднем 2 мин, а на обмен ее на порожнюю — 3 мин. Общие затраты времени на выемку угля составляли за цикл 110 мин. Затем 4 проходчика приступали к обуриванию породной части забоя, а пятеро других — к настилке постоянного и временного путей.

В забое уклона по породе бурили 7 шпуров длиной 2,5 м. Бу­рение вели одновременно двумя ручными электросверлами СЭР-19Д. Средняя продолжительность операции определялась в 25 мин. Заряд состоял из 0,9 кг аммонита ПЖВ-20. К. и. ш. равен 0,9. На заряжание, взрывание и проветривание затрачивалось 36 мин, на орошение забоя и приведение его в безопасное состояние — 10 мин. На этом проходческий цикл заканчивался. Для проветривания уклона применяли вентилятор СВМ-6, установленный на свежей струе.

Производительность труда проходчика составила на выход 0,246 м, в месяц — 6,15 м.

Дата добавления: 2014-01-07