Организация труда проходчиков и проведение выработок в забое

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Сущность горного давления. Понятие свода естественного равновесия в горных породах. Первичное и установившиеся горное давления

До проведения горной выработки в нетронутом массиве горных пород отсутствуют какие-либо перемещения их частиц. В то же время породы, расположенные на некоторой глубине от поверхности земли, испытывают воздействие массы толщи вышерасположенных пород. Следовательно, породы находятся в состоянии напряженного равновесия. Вертикальная составляющая напряжения у_z на глубине H в элементарном кубике с ребром 1 см (рисунок 1):

у_z = г?Н,

где г - средневзвешенная плотность толщи пород.

Рисунок 1 - Схема к определению напряжений в массиве пород

Горизонтальные составляющие напряжений в условиях всестороннего сжатия:

у_х = у_у = у_z•k,

где k - коэффициент бокового распора:

k = м/(1 - м).

где м - коэффициент Пуассона, т.е. абсолютная величина отношения поперечной деформации к продольной.

Для большинства пород м ? 0,2, тогда k = 0,25. Следовательно, у_х = у_у = 0,25?у_z.

При проведении горной выработки ранее существовавшее равновесие нарушается. В породах, окружающих выработку, происходят перераспределение и изменение напряжений. В боках (стенках) выработки сжимающие вертикальные напряжения у_z увеличиваются в 3-5 раз по сравнению с напряжениями до проведения выработки. В кровле при плоском очертании ее и в почве возникают растягивающие напряжения. В глубину массива пород от выработки напряжения уменьшаются и на некотором расстоянии достигают значений напряжений нетронутого массива.

В результате концентрации напряжений горные породы вокруг выработки деформируются, особенно на обнаженных поверхностях (кровля, почва, бока). Если напряжения превышают предел упругости данной породы, то деформации будут упругими, а обнажения устойчивыми. Такие обнажения бывают в монолитных породах с коэффициентом крепости f ? 10. Устойчивые обнажения не требуют возведения крепи.

Если напряжения превышают предел упругости данной породы, то деформации становятся пластическими, а обнажения неустойчивыми. Для поддержания выработок в этом случае необходимо возводить горную крепь. Устойчивые обнажения с течением времени могут стать неустойчивыми, поэтому в выработках с большим сроком службы, проведенных в породах с устойчивыми обнажениями, также приходится возводить крепь. Крепь препятствует развитию деформаций в породах вокруг выработки, принимая на себя давление горных пород.

Горное давление - это силы (напряжения), возникающие в массиве пород, окружающем горную выработку.

Горное давление вызывается в основном массой горных пород над выработкой, а также тектоническими силами и температурными изменениями. Проявляется горное давление в виде прогиба, растрескивания, различного рода сдвижений, деформаций и разрушений пород (угля) вокруг выработки, нагрузки на крепь, целики и массив угля, прилегающие к выработке. Различают горное давление первичное, установившееся, неустановившееся, вертикальное и боковое. Первичное давление вызвано перераспределением напряжений в массиве горных пород при проведении выработок. Установившееся давление не изменяется с течением времени. Неустановившееся давление изменяется с течением времени вследствие ведения горных работ, ползучести пород и других причин. Горное давление зависит от глубины разработки, структуры и физико-механических свойств горных пород, мощности и угла падения пластов угля, формы и размеров поперечного сечения, расположения выработок, способа, скорости проведения их, а также механической характеристики крепи.

На величину проявления горного давления в подготовительных выработках оказывают влияние ведение очистных работ и сближенность пластов угля. При приближении забоя лавы давление на участках выработки впереди ее возрастает, а позади на некотором расстоянии оно достигает максимума.

При наличии сближенных пластов и отработке одного из них напряжения в породах второго пласта изменяются. Над и под выработанным пространством отработанного пласта напряжения уменьшаются, а у оставленных при разработке целиков угля и вблизи границ выработанного пространства - возрастают (опорное горное давление). С увеличением глубины разработки возрастают напряжения в породах и интенсивность смещения их, что приводит к значительным деформациям пород и разрушениям крепи.

Свод естественного равновесия своими пятами опирается на массив по бокам выработки. При недостаточной прочности боковых пород происходит сползание призм породы шириной, которые оказывают на крепь боковое давление. При этом полупролет свода естественного равновесия будет больше полупролета выработки на ширину сползающих призм.

Наибольшее распространение получила гипотеза свода, развитая в работах проф. М.М. Протодъяконова. По этой гипотезе при проведении горизонтальной выработки, существовавшие до того в породах напряжения перераспределяются, взаимно уравновешиваясь по некоторой сводчатой линии. М.М. Протодьяконов указал, что кривая свода естественного равновесия близка к параболе, высота которой или высота свода (м):

b = а/f,

где а - полупролет выработки, м;

f - коэффициент крепости пород.

Проходческий цикл. Производственные процессы и их классификация

Проходческим циклом называют совокупность основных и вспомогательных проходческих процессов, при однократном выполнении которых за определенное время забой выработки подвигают на установленную величину.

Состав процессов проходческого цикла меняется в зависимости от способа и применяемой технологической схемы проведения выработки. Время, затраченное на выполнение одного цикла, называют продолжительностью цикла. Для удобства организации и учета выполненной работы каждым звеном рекомендуется выполнять в смену целое число циклов (один, два, три). Чем больше будет выполнено циклов в месяц, тем больше скорость проведения выработки.

В зависимости от организации работ при проведении выработок основные процессы выполняют последовательно (один за другим) или с частичным совмещением (одновременно), насколько позволяют принятая технология и техника безопасности. Вспомогательные процессы необходимо выполнять параллельно с основными, чтобы они не влияли на продолжительность цикла. Запрещается совмещать заряжание шпуров, взрывание зарядов и проветривание забоя после взрывания с какими-либо другими процессами.

Для каждого подготовительного забоя составляется график организации работ, который наглядно (графически) показывает, как должны протекать во времени процессы проходческого цикла. По вертикали в определенной последовательности перечисляются основные и вспомогательные процессы цикла, а по горизонтали в определенном масштабе длительность цикла, смены или суток с отметкой продолжительности выполнения каждого процесса.

Проведение выработок по графикам цикличной организации работ обеспечивает четкость и организованность в выполнении проходческих процессов, способствует лучшему использованию техники, увеличивает скорость проведения и производительность труда, снижает стоимость проведения 1 м выработок и обеспечивает рост заработной платы проходчиков.

Организация труда проходчиков имеет свою специфику, так как рабочим местом проходческой бригады является небольшой участок горной выработки, прилегающий непосредственно к забою, который постоянно перемещается. На этом участке сосредоточивается несколько машин и механизмов, и проходчики выполняют все производственные процессы, которые делят на основные и вспомогательные.

Основные процессы связаны с проведением Н; креплением выработки. Их выполняют непосредственно в забое или вблизи его (выемка угля или породы, погрузка их в транспортные средства, возведение постоянной крепи).

Вспомогательные процессы обеспечивают условия для выполнения основных проходческих процессов (возведение временной крепи, навеска вентиляционных труб, настилка временных рельсовых путей или наращивание конвейеров, устройство водоотводной канавки, прокладка труб и кабелей и др.). При проведении выработок производственные процессы повторяются в определенной последовательности.

Способы проведения скатов

Скаты проводят при углах залегания пластов более 30° для спуска угля и породы под действием собственного веса с вентиляционных или промежуточных штреков на откаточные. В зависимости от мощности пласта и пропускной способности скатов их проводят по пласту угля или с подрывкой пород кровли. Форму поперечного сечения скатов применяют прямоугольную (без подрывки пород), трапециевидную (с подрывкой пород) или круглую (при бурении на полное сечение).

Скаты в основном проводят снизу вверх, так как при этом отпадает необходимость погрузки угля (породы) и водоотлива. Эту схему применяют на пластах негазовых. На пластах с выделением метана ее можно применять только с предварительно пробуренной по углю на полную длину выработки скважиной диаметром 400-800 мм, обеспечивающей проветривание забоя за счет общешахтной вентиляции, а при применении ВВ VI класса - и без скважины. Расширение скважины до проектных размеров ската осуществляют сверху вниз или снизу вверх с помощью отбойных молотков или буровзрывных работ, уголь спускают по скважине.

Для механизации работ по углю в скатах с углом на клона 45-90° применяют нарезные машины типа МРС-2 и МРТ-2, которые подвешивают на канате, пропущенном через предварительно пробуренную скважину диаметром не менее 170 мм. Машины работают снизу вверх. Машина МРС-2 обеспечивает сечение 1,19х0,5 м на пластах мощностью 0,55-1,2 м, а машина МРТ-2 - сечение 1х0,33 м на пластах мощностью 0,35-0,6 м. Расширение и крепление ската осуществляют сверху вниз с полка, подвешенного к канату лебедки, установленной на вентиляционном штреке. Производительность нарезных машин до 100 м/смену.

Для работ по углю в скатах на пластах мощностью 0,6-1,3 м и углах залегания 45-80° можно применять нарезной комбайн 2КНП при длине выработки до 150 м. При работе снизу вверх размеры выработки составляют 0,9х0,5 м, а при работе сверху вниз при расширении - 1,6х0,5 (1,2) м. Производительность комбайна при нарезке снизу вверх до 30 м/смену, при расширении сверху вниз и креплении - до 20 м/смену.

Для механизации проведения полевых скатов (наклонных гезенков с полевого штрека на пласт) в породах с коэффициентом крепости f < 10, диаметром 1 м и длиной до 100 м применяют буровую машину типа «Стрела-77», которая снабжена пневмо- или электроприводом. Машину обслуживают 2 чел. Производительность труда в 3-4 раза выше, чем при буровзрывном способе.

При наклонном залегании пластов скаты крепят деревянными рамами, а при крутом залегании - венцовой крепью сплошной или на стойках. В последние годы для крепления скатов стали применять металлическую и анкерную крепи. Возводят крепь вслед за подвиганием забоя с отставанием от него не более чем на 2-3 м.

Одновременно площадь сечения ската делят на два-три отделения, из которых одно-два (грузовые) служат для спуска угля и породы и одно (ходовое) - для передвижения людей при ремонте ската или для разборки застрявших кусков угля и породы. При трех отделениях ходовое устраивают посредине.

Ходовое отделение от углеспускного и породоспускного отшивают досками, оставляя через каждые 5 м смотровые окна размером 20х20 см, закрываемые задвижками, для пропуска застрявшего угля или породы. Для уменьшения трения при углах наклона скатов 30-40° почву и бока грузовых отделений выработок обшивают стальными листами или настилают рештаки. Для регулярного передвижения людей параллельно грузовым скатам проводят вспомогательные.

Крепежные материалы в забой ската доставляют волокушами (скипами) по грузовому отделению с помощью лебедки с одноконцевым канатом, располагаемой на штреке.

Проветривание глухих забоев скатов осуществляют вентиляторами местного проветривания, устанавливаемыми в штреке.

Проходка устья ствола. Принцип устройства проходческой рамы и копра

Устье ствола обычно проходят в наносных породах. В зависимости от мощности наносов устье проходят с использованием временного (передвижного) или постоянного проходческого оборудования и копра, которые устанавливают до начала проходки устья. При использовании временного оборудования устье проходят в подготовительный период. ЦНИИподземмашем разработан комплекс временного передвижного оборудования КПШ-2 (рисунок 2), позволяющий осуществлять проходку устья и технологического отхода на глубину до 50 м.

Рисунок 2 - Проходка устья ствола комплексом КПШ-2:

1 - автокран; 2 - бадья; 3 - грейферный грузчик; 4 - подвесная опалубка; 5 - лебедки для подвески опалубки; 6 - став труб для подачи бетона; 7 - бункер для бетона; 8 - автосамосвал; 9 - рама-шаблон; 10 - кран-экскаватор --

Работы начинают с укладки рамы-шаблона, которую изготовляют из двутавровых балок и используют для деревянного настила. В настиле оставляют отверстия для пропуска бадей, труб и лестницы. Кроме того, рама-шаблон служит для образования контура сечения устья в процессе проходки, а иногда и для подвески первого кольца временной крепи.

При проходке устья с использованием временного проходческого оборудования выемку породы осуществляют с помощью экскаватора на глубину до 3-5 м без установки временной крепи. Затем снизу вверх возводят монолитную бетонную или железобетонную крепь.

Дальнейшую проходку ведут с выемкой породы отбойными молотками или с применением буровзрывных работ. Погрузку породы в бадьи производят пневматическими грейферными грузчиками. По мере подвигания забоя через 0,5-1 м возводят временную кольцевую крепь из швеллеров с затяжкой досками. Первое кольцо временной крепи подвешивают с помощью анкеров к бетонной крепи устья. Возведение постоянной крепи производят звеньями высотой 6-8 м, чаще всего без извлечения временной крепи. Бетонную смесь за опалубку подают по трубам с поверхности. В слабых породах применяют железобетонные тюбинги, которые подвешивают сверху вниз по мере подвигания забоя. При притоках до 3 м³/ч водоотлив осуществляют бадьями вместе с породой, а при больших притоках - забойными насосами откачивают воду на поверхность. Проветривание забоя производят вентилятором, установленным на поверхности. Для спуска и подъема людей используют лестницы.

Средние скорости проходки устья ствола комплексом КПШ-2 составляют 15-20 м/мес.

После окончания работ по проходке устья раму-шаблон разбирают и на ее место укладывают основную проходческую (нулевую) раму, служащую для перекрытия устья ствола, размещения ляд для пропуска бадей, трубопроводов и канатов для подвески в стволе оборудования, спасательной лестницы и др. Затем приступают к проходке основой части ствола по наиболее рациональной технологической схеме.

Проходческие копры представляют собой специальные сооружения, которые устанавливаются над стволами для размещения шкивов, разгрузочных устройств, подвески стволового проходческого оборудования и обслуживания проходческих работ.

Копер конструкции ВНИИОМШС состоит из подшкивной площадки, на которой установлены все шкивы подвесного оборудования и вспомогательных устройств. Основные панели состоят из наклонных ног, связанные между собой решетками из ригелей и раскосов, обшиваемых листами конструкционного волнистого шифера (асбофанеры). Внутри копра расположен станок, на котором монтируется верхняя приемная площадка для опрокидывания и разгрузки бадей.

В последние годы на отдельных стройках начато применение более прогрессивной конструкции проходческого копра - сборно-разборного крупноблочного копра. Этот копер предназначен для проходки стволов глубиной до 1400 м и диаметром до 8 м.

Каркас копра изготавливается из стальных бесшовных труб. Копер состоит из следующих укрупненных конструктивных элементов: подшкивной площадки, шатра, лестниц и площадок, фундаментов, обшивки.

Общая масса металлоконструкций копра 154 т.

Отличительной особенностью крупноблочного копра является его изготовление крупными блоками (до 10 штук), собираемыми на площадке в две монтажные секции.

Использование для проходки стволов постоянных башенных (монолитных железобетонных или металлических) копров или копров станкового типа с наземными подъемными машинами требует устройства на необходимой высоте временных подшкивных площадок, а в отдельных случаях и усиления металлического несущего каркаса копра.

Вертикальные горные выработки

Различают следующие вертикальные горные выработки: ствол; шурф; слепой ствол; гезенк.

Ствол - вертикальная (реже - наклонная) капитальная горная выработка, имеющая непосредственный выход на земную поверхность и предназначенная для обслуживания подземных горных работ. Через шахтные стволы осуществляется спуск и подъем полезного ископаемого, породы, материалов, оборудования, людей и осуществляют проветривание шахты.

В зависимости от основного назначения, шахтные стволы разделяют на главные и вспомогательные. Главный ствол служит для подъема на поверхность полезных ископаемых. Вспомогательные стволы в соответствии с их функциями подразделяются на грузолюдские - для спуска и подъема людей (клетевые стволы), материалов, оборудования и вентиляционные - для проветривания (часто вентиляционным называют ствол, через который выдается исходящая струя воздуха; ствол для подачи свежей струи называют воздухоподающим). Часто клетевой ствол одновременно является вентиляционным.

Верхняя часть ствола, выходящая на земную поверхность, называется устьем; нижняя (ниже горизонта околоствольного двора) - зумпфом. Поперечное сечение шахтных стволов бывает круглым, иногда - прямоугольным (шурфы), реже - эллиптическим. Диаметр вертикальных стволов достигает 9 м, глубина 3-3,5 км. Стенки стволов закрепляют бетоном, железобетоном и металлическими или железобетонными тюбингами; в крепких устойчивых породах - набрызг-бетоном.

Шурф - вертикальная (редко наклонная) горная выработка небольшой глубины (до 40 м), проходимая с земной поверхности для разведки полезных ископаемых, вентиляции, водоотлива, транспортирования материалов, спуска и подъема людей и для других целей. Площадь поперечного сечения шурфа от 0,8-4 м². Форма поперечного сечения подразделяется на круглое, либо прямоугольное, редко квадратное.

Слепой шахтный ствол - вертикальная горная выработка, не имеющая выхода на поверхность и предназначенная для транспортировки полезных ископаемых, людей, грузов с нижележащих горизонтов на более высокие, по ним осуществляют проветривание шахты.

Гезенк - подземная вертикальная или крутая наклонная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность. На некоторых шахтах гезенк называют восстающим.

Гезенк используется:

- для спуска полезного ископаемого на нижележащий горизонт под действием силы тяжести или при помощи механических устройств (в специальных сосудах);

- для спуска или подъема людей к забоям. В этом случае в гезенке устанавливается лестница;

- в качестве воздуховода в вентиляционной системе шахты.

Разновидности столбовых систем разработки и их характеристика

горная порода давление проходческий

Система разработки, при которой все подготовительные выработки в пределах выемочного поля проводятся прямым ходом до начала очистных работ, а очистные работы ведутся в противоположном направлении, т.е. обратным ходом, называется столбовой.

1. Системы разработки длинными столбами по простиранию при панельной подготовке шахтного поля.

Существует несколько вариантов столбовых систем разработки. Общим для них является то, что отработка выемочных столбов в крыльях панели осуществляется обратным ходом. А различаются они, в основном, схемами и последовательностью проведения выработок, схемами транспортирования и проветривания.

Первый вариант - в панели располагается две лавы, по одной на крыло.

Второй вариант - в панели одновременно отрабатываются два яруса и располагаются четыре лавы, по две на крыло. Вариант имеет два подварианта, которые различаются схемами проветривания и транспортирования горной массы:

а) ярусы отрабатываются независимо, каждая из лав обслуживается двумя штреками и имеет обособленное проветривание;

б) отработка ярусов взаимно увязана, обе лавы обслуживаются тремя штреками.

Выбор схемы проветривания зависит от газообильности шахты, угла падения пласта и длины лавы.

В подварианте (б) лавы могут проветриваться последовательно, с подсвежением через средний штрек или обособленно, если угол падения пласта не более 10°. В последнем случае воздух поступает по среднему штреку, затем расходится по лавам, двигаясь в противоположных направлениях (вниз и вверх), и выходит на вентиляционный штрек.

Транспортирование угля в подварианте (б) может осуществляться по двум вариантам (схемам): каждая лава обслуживается своим транспортным штреком (верхняя - средним, нижняя - нижним) или обе лавы обслуживаются одним средним штреком.

Рекомендуется применять вариант системы разработки с одиночными лавами и обособленным проветриванием при механизированных комплексах. При этом обеспечиваются простые и надежные условия поддержания сопряжении штреков с лавой, транспортирования угля и проветривания. Спаренные лавы целесообразны при отработке выемочных столбов с применением комплектов оборудования с индивидуальной крепью на тонких пластах (до 1,5 м) с устойчивыми боковыми породами, т.е. когда поддержание сопряжении штреков с лавами не вызывает особых затруднений.

Выбор варианта с двумя или четырьмя лавами в панели зависит от нагрузки на панель. Рациональная нагрузка - 3000 т/сут. и более. Нагрузки на лаву имеют широкий диапазон от 300 до 1000 т/сут. Если две лавы обеспечат рациональную нагрузку - брать две лавы. Во всех остальных случаях в панели следует размещать 3-4 лавы.

Ярусные штреки на не газовых шахтах и небольших нагрузках на лаву проводят одинарной выработкой. На глубинах более 350-400 м целесообразно проводить два штрека. Один (верхний) для транспортирования угля оборудован обычно ленточным конвейером с установкой под лавой перегружателя. По мере подвигания лавы этот штрек погашается. Второй штрек располагают на 10-30 м ниже конвейерного, оборудуют рельсовым путем и используют вначале для вспомогательного транспорта, а затем как вентиляционный штрек для нижней лавы.

Подготовка может применяться как пластовая, так и полевая. Схемы проветривания могут быть прямоточные с фланговыми наклонными выработками и бесцеликовой выемкой в уклонных полях, а также в бремсберговых полях.

2. Система разработки длинными столбами по простиранию при этажной подготовке шахтных полей.

Различают системы без разделения этажей по падению на подэтажи (лава-этаж) и с разделением, тогда это лава-подэтаж и аналогично - лава-ярус или лава-подъярус. При отработке по схеме лава-этаж в крыле каждого этажа имеется только одна лава, нарезаемая у границы шахтного поля. Этот вариант системы применяют на пластах тонких и средней мощности при небольших размерах крыльев шахтного поля (до 1,5-2,0 км) и спокойном залегании пластов, когда длину лавы можно принять 200-250 м.

В варианте с делением этажа на подэтажи каждое крыло этажа делится по простиранию участковыми (промежуточными) наклонными выработками на выемочные поля длиной 600-1000 м, а по падению - промежуточными штреками на выемочные участки (подэтажи), число которых не превышает трех. В зависимости от длины лавы, а она находится в пределах 100-200 м, в зависимости от мощности пласта и принятой длины комплекса, размер выемочного поля по падению - от 350 до 450 м.

Каждое выемочное поле обслуживается своим бремсбергом, который располагается у одной из границ (однокрылое поле) или в середине выемочного поля (двукрылое поле).

На удароопасных пластах применяются только однокрылые выемочные поля.

Очистные забои, как правило, перемещаются в направлении к промежуточному бремсбергу независимо от места его расположения.

Применяют отработку однокрылых выемочных полей на передний участковый бремсберг или задний.

На газовых шахтах при центральных схемах проветривания шахтных полей применяется вариант системы с доставкой угля на передний бремсберг. При этой схеме направление отработки выемочных полей в пределах крыла этажа совпадает с направлением отработки выемочных столбов в каждом выемочном поле, на которые разделено крыло этажа.

Если очистные забои выемочных участков в пределах выемочных полей перемещаются в направлении, противоположном общему направлению отработки крыла этажа, то такой вариант называют системой разработки длинными столбами по простиранию с доставкой угля по промежуточному штреку к заднему бремсбергу. При этом в крыле этажа одновременно находятся не менее двух действующих бремсбергов: один служит для транспорта угля из верхних действующих лав, другой обслуживает подготовительные работы в очередном подготавливаемом блоке (выемочном поле). Эта система применяется на шахтах с небольшим газовыделением, отрабатывающей пласты с устойчивыми боковыми породами, не склонными к самовозгоранию, а также при фланговых схемах проветривания очистных забоев, что исключает скопление метана в верхней части лавы.

На пластах, угли которых склонны к самовозгоранию, целесообразно применять систему с доставкой угля на передний бремсберг, так как такая схема позволяет переходить забоями лав наклонные промежуточные выработки с погашением целиков возле них.

Подготовительные работы при любом из указанных вариантов начинают от капитальной наклонной выработки проведением этажного откаточного, вентиляционного и промежуточного штреков. При этом промежуточные штреки проводят только до границ подготавливаемого выемочного поля, а этажные штреки (откаточные и вентиляционные) проводят с опережением с расчетом, чтобы была возможность своевременно подготовить очередное выемочное поле и очередные выемочные поля.

Для улучшения проветривания при проходке параллельно штрекам проводят просеки, которые сбивают со штреками печами. На не газовых шахтах просеки могут не проводиться.

Между этажными штреками через 100-600 м по простиранию проводятся промежуточные бремсберги и людские ходки. Рядом с ними проводится разрезная (монтажная) печь. Из этих печей начинают очистные работы.

Проветривание очистных и подготовительных забоев производится за счет общешахтной депрессии. На газоносных пластах применяют обособленное проветривание лав. Для этого проводят два промежуточных штрека, один из них вентиляционный для нижней лавы. По нему исходящая струя поступает через людской ходок на этажный вентиляционный штрек. Другой штрек - конвейерный для верхней лавы, служит для подачи свежего воздуха в лаву.

Уголь из верхней лавы поступает на промежуточный штрек и далее по участковому (промежуточному) бремсбергу ленточным конвейером - к капитальному бремсбергу при отработке первого выемочного поля или в этажный откаточный штрек при отработке последующих выемочных полей.

Из лавы нижнего подэтажа уголь подается скребковым конвейером, устанавливаемым в просеке (конвейерном штреке) и в углеспускной печи. На сопряжении углеспускной печи с этажным откаточным штреком оборудуется полустационарный погрузочный пункт.

При работе на передний бремсберг улучшаются условия поддержания промежуточных бремсбергов и ходков, так как они в течение всего срока эксплуатации находятся в нетронутом массиве угля. При этой схеме можно осуществлять переход забоями лав наклонных выработок (участковых бремсбергов), что позволяет снизить потери угля и вести отработку пластов, склонных к самовозгоранию, без оставления целиков - это главные достоинства.

Основной недостаток систем с доставкой угля на передний бремсберг - увеличение объемов транспортных работ и затрат на транспорт за счет «перепробега» угля (груза). Эти затраты, в зависимости от количества выемочных полей в крыле этажа, достигают 20-25 %.

В выемочных полях при том и другом варианте очистной забой верхнего подэтажа и нижнего. Это обеспечивает благоприятные условия поддержания участка промежуточного штрека позади верхней лавы.

3. Системы разработки длинными столбами по падению (восстанию) при погоризонтной подготовке шахтного поля.

Погоризонтная подготовка нашла в настоящее широкое распространение в виду целого ряда достоинств.

Если пласт в пределах горизонта делят по простиранию на выемочные столбы, вытянутые по восстанию или падению от верхней границы горизонта до нижней, то такой способ называется погоризонтным.

Таким образом, при погоризонтной подготовке каждый горизонт рассматривается как один этаж, границами которого являются откаточный и вентиляционный штреки. Горизонт делится на выемочные столбы. Капитальные или панельные бремсберги (уклоны) при этом не проводятся. Бремсбергами (уклонами) служат наклонные транспортные и вентиляционные выработки, которыми осуществляется подготовка выемочных столбов (выемочных участков).

Как и все столбовые системы, различные варианты их отличаются способами охраны и схемами проведения выработок, схемами транспорта и вентиляции.

Рассмотрим общий случай (вариант) подготовки выемочных участков. От пластового штрека проводят конвейерные и вентиляционные ходки, которые с двух сторон оконтуривают выемочный столб. Ходки бремсбергов, если отработку ведут одиночными столбами, проводят комплектами: для первого столба их три, для последующих - два. Расстояние между последующими выработками определяется длиной лавы, которая может составлять 100-300 м.

Наклонные выработки проводят до верхней границы шахтного поля при отработке столбов по падению и до нижней при отработке по восстанию, где их соединяют между собой разрезными печами. При полевой подготовке наклонные выработки соединяют с полевым вентиляционным штреком короткими квершлагами, а с полевым откаточным штреком - наклонными гезенками. По квершлагам производят доставку секций при монтаже комплекса рельсовым путем в монтажную камеру, а наклонные гезенки на транспортном горизонте выполняют роль бункеров для угля, что уменьшает простои забоев при отсутствии порожних вагонов и других перерывов в работе.

По мере погашения (отработки) столбов пластовые штреки, если нет необходимости в их повторном использовании, погашаются.

Транспортирование угля из лавы осуществляется конвейерами по бремсбергам на основной горизонт и далее в вагонетках электровозами или конвейерами по главному штреку и квершлагу к стволу.

Как известно, на глубинах более 500 м охрана выработок целиками угля становится нерациональной. В связи с этим применяемые на указанных глубинах схемы ведения очистных работ без оставления охранных целиков можно разделить на две группы: с повторным использованием выработок, например, вначале для транспортных, а затем для вентиляционных целей, и с проведением выработок вприсечку к выработанному пространству в зоне установившегося горного давления.

Присечка, может быть с частичным сохранением старой выработки, полная присечка на контакте с обрушенными породами, присечка между вновь проводимой выработкой и обрушенными породами податливого целика угля шириной до 2-4 м. Последнюю схему применяют на не пожароопасных пластах.

Существует два варианта системы разработки по восстанию с последовательной отработкой выемочных столбов:

- вариант с сохранением выработки позади лавы и нисходящим проветриванием с подсвежением;

- вариант с проведением выработки вприсечку при возвратноточной схеме проветривания.

Системы разработки длинными столбами по падению (восстанию) по сравнению с системами разработки столбами по простиранию имеют ряд преимуществ, к которым относятся; возможность сохранять постоянную длину лав в пределах выемочных столбов, простая и более надежная схема транспорта, прямоточная схема проветривания с обособленной подачей свежего воздуха к местам скопления метана, позволяющая разрабатывать весьма газоносные пласты.

К недостаткам указанных систем следует отнести большой объем наклонных выработок.

Размещено на Allbest.ru