Размещено на http://www.allbest.ru/

Лекция Проведение горных выработок

Общие вопросы проведения выработок.

Проведение горной выработки - комплекс процессов отбойки, погрузки, транспортирования горной массы, возведение крепи, вентиляции, наращивание транспортных устройств и коммуникаций. Обеспечивающий подвигания подготовительного забоя.

Способ проведения выработки - совокупность технических решений по отбойке, погрузке горной массы и креплению забоя, реализации которых позволяет осуществлять проведение выработки в определенных горно-геологических условиях. Способы проведения подразделяются на обычные и специальные.

Обычные способы - способы проведения выработок в устойчивых породах, позволяющих допускать их обнажение на определенное время.

Специальные способы - способы проведения выработок в рыхлых породах и породах с повешенной обводненностью.

Технологическая схема проведения выработки - определенный, увязанный в пространстве и во времени порядок выполнения производственных процессов, средства их механизации и соответствующие этому порядку размещение оборудования.

Технологические схемы проведения выработок подразделяются на:

Схемы проходки по однородным породам;

Схемы проходки по неоднородным породам.

Однородная порода - порода, крепость которой примерно одинакова по всему забою.

Неоднородная порода - совокупность слоев пород, свойства которых различны по сечению очистного забоя. Типичный пример неоднородной породы проведения выработки по углю с прической пород кровли. (почвы)

Проведение сплошным забоем - схема, проведения выработки, при которой отбойку (выемку) пород производят одновременно по всему забою.

Проведение с раздельной выемкой слоев пород или угля и вмещающих пород - схема, при которой сначала на определенную выемку вынимается, угольный пласт или определенный слой а затем вмещающие породы или остальные слои.

Проведение узким забоем - схема, при которой выемка горной массы производится только в пределах поперечного сечения выработки.

Проведение широким забоем - схема, при которой производят выемку угля за пределами сечения выработки с размещением в образовавшемся пространстве пустой породы.

Форма и размеры поперечного сечения выработок

Сечение выработки - изображение на чертеже в определенном масштабе контура выработки, крепи, оборудования, путей и коммуникаций, полученное в результате пересечения выработки плоскостью. Сечения различаются по виду секущих плоскостей. Для продольного сечения секущая плоскость проходит по оси выработки. Для поперечного сечения секущая плоскость проходит перпендикулярно оси выработки.

Сечение в проходке - сечение выработки после выемки горной массы до установки крепи по контуру вмещающих пород.

Сечение вчерне - сечение по наружному контуру крепи и почве выработки.

Сечение в свету - сечение после возведения крепи и настилки рельсового пути по внутреннему контуру крепи и верху балластного слоя а при его отсутствии - по почве.

Форма поперечного сечения выработки определяется:

Свойствами горных пород;

Величиной и характером проявления горного давления;

Конструкцией крепи;

Назначением;

Сроком службы выработки;

Способом проведения выработки.

В зависимости от формы поперечного сечения выработки бывают: прямоугольные (а), трапециевидные и полигональные (б-д). Горизонтальные выработки обычно закреплены деревянной, металлической или сборной ж/б крепью.

Сводчатую форму поперечного сечения (е-м) имеют выработки, закрепленные арочной или ж/б крепью.

Вертикальные выработки имеют чаще всего прямоугольную (а) или круглую (н) форму и крепятся бетонной или тюбинговой крепью.

Площадь поперечного сечения выработки определяется:

Габаритами эксплуатационного оборудования или транспортных средств;

Зазорами между контурами крепи и габаритами оборудования транспортных средств;

Зазорами между габаритами оборудования и транспортных средств;

Размерами прохода для людей.

Все зазоры приведены в §88 ПБ.

Для передвижения людей в выработке оставляют проход шириной не менее 0,7 м на высоте 1,8м от тротуара, верха балластного слоя или почвы.

Минимальная площадь поперечного сечения выработки составляет 4,5м2 (§88 ПБ)

Количеством воздуха, которое планируется подавать по выработке.

Материалы для крепления горных выработок.

В качестве материалов для крепи горных выработок используют:

Металл; Бетон; Железобетон; Дерево; Кирпич; Пластобетон; Углепласт;

Стекловолокно; Др. полимерные материалы.

Металл - для шахтной крепи применяют в виде профильного проката из низколегированных или малоуглеродистых сталей (Ст.5)

СВП выпускают 6 типоразмеров с весом 1 п.м. 14,17,19,22,27, и 33 кг.

Кроме металлопроката выпускают металлические тюбинги - сегменты, имеющие криволинейную плиту (стенку) и ребра жесткости.

Бетон - искусственный каменный материал, содержащий вяжущие вещества (цемент, гипсоцемент), мелкий заполнитель, крупный заполнитель и воду.

В качестве мелкого заполнителя используют песок, в качестве крупного - прочный гравий или щебень.

Состав бетона определяют по содержанию весовых частей цемента, песка (А) и крупного заполнителя (Б)

1 : А : Б

а так же по соотношению смешиваемого количества воды (В) и цемента (Ц) В/Ц

Марка цемента - предел прочности на сжатие образца в десятых долях мпа, изготовленного из одной части цемента и трех частей песка при В/Ц = 1 : 2,5

Наиболее широко применяются портландцементы марок 400, 500, и 600 (реже 300)

При расходе на приготовление 1м3 бетона менее 200 кг бетон называют тощим;

200 - 250кг - средний

более 250кг - жирный.

Железобетон - единый искусственный металлокаменный материал, состоящий из бетона и металлической арматуры.

Лесные материалы - применяются для крепления выработок со сроком службы 2 - 3 года.

Для крепления выработок используют сосну, ель, пихту, кедр, лиственницу.

Основной вид деревянной крепи - руд стойка o 7 - 34см, длина 0,5 - 7м.

Пиломатериалы: распилы, брусья, горбыли, доски получают путем распиловки руд стоек (бревен).

Удельное сопротивление лесоматериалов на растяжение составляет ~ 10мпа, на сжатие - 13мпа.

Кирпич - для крепления выработок применяется марок 150 и 175; плотность кирпича в кладке 1800кг/м3.

Бетониты - бетонные камни из обычного или силикатного бетона и доменных шлаков. Марка бетонитов - не ниже 150.

угольный шахта горный пласт

Лекция Понятие о процессах и операциях при проведении подготовительных выработок

Процесс - четко определенная по своему техническому и организационному содержанию работа, состоящая из отдельных частей (операций), выполняемых в определенной последовательности.

Операция - совокупность рабочих приемов, характеризующаяся постоянством места исполнения и исполнителей.

Основные процессы - процессы, которые производятся непосредственно в забое выработки и имеют своим назначением изменение формы и состояния забоя (отделение горной массы от массива и крепление забоя).

Вспомогательные процессы - процессы, обеспечивающие эффективное и безопасное выполнение основных.

Основные и вспомогательные процессы могут выполняться последовательно или совмещаться.

Исходя из возможности совмещения во времени различают:

поточную технологию (ПТ);

цикличную технологию (ЦТ).

Поточная технология - технология, при которой выполнение основных процессов (операций) совмещается во времени.

Цикличная технология - технология, при которой выполнение основных процессов (операций) осуществляется последовательно.

Проходческий цикл и его основные параметры

Проходческий цикл - совокупность процессов и операций, в результате выполнения которых забой подвигается за определенное время на определенное паспортом расстояние.

Продолжительность цикла - время, в течении которого выполняются все основные технологические процессы проходческого цикла.

Продолжительность проходческого цикла принимается обычно кратной смене, что упрощает организацию работ.

Подвигание забоя за цикл - расстояние, на которое перемещается забой после выполнения всех процессов, входящих в цикл.

Проведение горизонтальных и наклонных горных выработок в породах крепких и средней крепости

Технология проведения горных выработок в породах с крепостью f более 6,7 включает процессы:

буровзрывные работы (БВР);

проветривание забоя и приведение его в безопасное состояние;

возведение временной крепи;

погрузка горной массы;

возведение постоянной крепи;

вспомогательные работы.

К БВР применяются требования:

равномерное дробление горной массы;

небольшой отброс породы от забоя.

Параметры БВР определяются для каждого забоя индивидуально и фиксируются в паспорте БВР.

После производства БВР и проветривания приступают к возведению временной крепи (конструкция, обеспечивающая безопасное ведение работ в подготовительном забое до возведения постоянной крепи).

Для погрузки отбитой горной массы используются специальные породопогрузочные машины на гусеничном или колесно-рельсовом ходу.

Погрузка отбитой горной массы может производиться непосредственно в вагонетки или ступенчато через перегружатели специальной конструкции.

Крепление горной выработки (возведение постоянной крепи)

В зависимости от вида и материала крепь подразделяют на :

металлическую;

железобетонную;

деревянную;

каменную;

анкерную;

смешанную и т.п.

По своим характеристикам крепи бывают жесткие и податливые.

Жесткие крепи - общая деформация не должна выходить за пределы упругости. Обычно таки крепи используют в выработках с установившимся горным давлением.

Податливые - крепи, имеющие специальные узлы податливости, благодаря которым величина смещений элементов крепи превышает величину упругих деформаций.

В последнее время наибольшее распространение получила анкерная крепь, позволяющая повышать устойчивость пород кровли и боков выработки путем "сшивки" нескольких слоев специальными стержнями. Фиксирование замковой части анкера в породах происходит при помощи металлических конструкций или бетонных, полимерных составов.

Для крепления выработок в зонах пучащих пород применяется крепь с добавлением "лежня" - дополнительный элемент, замыкающий контур крепи со стороны почвы.

Для предотвращения вывала пород со стороны кровли применяется решетчатая, деревянная, полимерная или железобетонная затяжка.

После завершения основного цикла приступают к вспомогательным процессам:

наращивание вент труб;

рельсовых путей, скребкового конвейера;

осланцовка забоя и выработки.

После завершения вспомогательных процессов проходческий цикл повторяется.

Достоинства буровзрывного способа:

широкий диапазон применения;

возможность ведения сотрясательного взрывания на выбросоопасных пластах.

Недостатки буровзрывного способа:

многооперационность технологии;

относительно низкие темпы проведения выработок;

дополнительная опасность при ведении БВР.

Комбайновый способ проведения выработок

Основным отличием комбайнового способа проведения выработок от БВР является возможность совмещения процесса отбойки горной массы и отгрузки проходческим комбайном.

Наибольшее распространение получили проходческие комбайны на гусеничном ходу со стреловидным исполнительным органом корончатого типа и скребковым перегружателем.

Схема проходческого комбайна избирательного действия. 1- отбойная коронка, 2- исполнительный орган, 3- гидродомкрат, 4-корпус, 5-электрооборудование, 6-пуль управления, 7- скребковый конвейер, 8- задний опорный цилиндр, 9- ходовая тележка, 10- передний опорный цилиндр, 11-погрузочное устройство

Применение отечественных комбайнов целесообразно при проведении горных выработок по пласту угля с небольшим процентом присечки породы с крепостью f до 7 и углом наклона до -200 и до +200 по восстанию.

Погрузка отбитой горной массы производится на скребковый или ленточный конвейер непосредственно комбайном или с помощью специального перегружателя.

Достоинства комбайнового способа:

малооперационность;

высокие темпы проходки;

обеспечение безопасности ведения горных работ.

Недостатки комбайнового способа:

ограниченный диапазон применения (по падению, восстанию).

ЛЕКЦИЯ Очистные работы на угольных шахтах

В очистные работы включаются процессы по: выемке и транспортированию ПИ;

креплению забоя; управлению кровлей.

Очистная выемка - совокупность процессов отбойки (отделения от массива), погрузки отбитой горной массы на забойное транспортное средство, доставка ПИ от забоя до транспортной выработки.

Очистной забой - горная выработка, предназначенная для добычи ПИ.

Различают длинные очистные забои (лавы) и короткие (заходки и камеры).

Длинный очистной забой - протяженная очистная выработка линейной или уступной формы, один бок которой ограничен угольным массивом, а другой - крепью на границе с выработанным пространством; кровлей и почвой являются вмещающие породы.

В длинных очистных забоях выемку угля ведут по фланговой и фронтальной схемам.

Фланговая схема - отделение угля от массива производится на узком участке (в одной точке) очистного забоя.

Фронтальная схема - передвижение выемочного комбайна перпендикулярно направлению подвигания забоя и вынимают полосу угля определенной ширины (ширина захвата). При фронтальной схеме отделение от массива производится выемочным агрегатом одновременно по всей длине очистного забоя. Направление перемещения агрегата в этом случае совпадает с направлением подвигания очистного забоя.

По ширине захвата различают:

узкозахватную выемку - 0,5 - 1,0 м;

широкозахватную - более 1,0 м;

струговую - 0,03 - 0,15 м.

При узко и широкозахватной выемке уголь отделяется от массива резанием, при струговой - сколом.

Короткий очистной забой - выработка с забоем небольшой протяженности, ограниченная по бокам угольным массивом или целиками угля. Примыкающие к очистному забою транспортные и вентиляционные выработки называют выемочными.

По расположению очистных забоев относительно элементов залегания пласта различают очистные забои : по падению; по простиранию; по восстанию; вкрест простирания; диагональные.

Транспорт угля в очистных забоях производится:

в длинных очистных забоях пологих и наклонных пластов - скребковыми конвейерами или конвейероструговыми выемочными агрегатами;

в длинных очистных забоях крутонаклонных и крутых пластов - самотеком по почве; самотеком по специальным желобам; конвейеростругами выемочных агрегатов;

в коротких очистных забоях - скребковыми конвейерами, погрузочно-доставочными машинами (самоходные вагонетки), гидротранспортом.

Способы управления кровлей в очистных забоях

Управление кровлей - совокупность мероприятий по регулированию нагрузки на крепь очистного забоя, проводимых для эффективной и безопасной выемки ПИ.

Различают способы управления кровлей: полное обрушение; частичное обрушение; частичная закладка; полная закладка; плавное опускание.

Способ полного обрушения кровли

Способ рекомендуется при средне и легкообрушающихся породах непосредственной кровли, когда их мощность достаточна для подбучивания основной кровли. При удалении призабойной (механизированной) крепи в выработанном пространстве происходит обрушение пород кровли. Шаг первичной посадки - подвигание очистного забоя от разрезной печи (монтажной камеры), до момента обрушения пород основной кровли. Это самый распространенный способ управления обрушением кровли. Если самообрушения пород кровли при передвижке не происходит (зависание), то применяют принудительную посадку, например БВР.

Недостатки: сложность при труднообрушаемых кровлях;

невозможность применения при подработке объектов на поверхности.

Способ частичного обрушения рекомендуется к применению при наличии легкообрушаемых пород непосредственной кровли небольшой мощности и склонности пород основной кровли к периодическому обрушению.

При этом способе используют сооружаемые бутовые полосы шириной 4-6 м, расстояние между полосами до 15 м.

Способ частичной закладки выработанного пространства применяется при труднообрушаемых породах. Возводятся бутовые полосы, сдерживающие обрушение пород кровли. На пологих пластах бутовые полосы располагают по простиранию, на крутых - как по простиранию, так и по падению

Способ полной закладки рекомендуется в случае необходимости предупредить обрушение вмещающих пород после выемки ПИ. Применяется в случае необходимости предотвращения проседания земной поверхности.

Полная закладка позволяет:

избежать проседания земной поверхности;

избежать утечек воздуха в выработанное пространство;

уменьшить вероятность горного удара.

Недостатки - высокая трудоемкость и стоимость работ.

Способ плавного опускания пород кровли применяется на пластах мощностью до 1,2 м с пучащими почвами и слабыми породами кровли, склонными к плавному прогибанию.

ЛЕКЦИЯ Очистные работы при отработке пологих и наклонных пластов

Особенности очистных работ при разработке пологих и наклонных пластов

Основными особенностями, характеризующими технологии отработки пологих и наклонных пластов, являются:

Хорошие условия для применения современных технических средств, в частности средств комплексной механизации;

Возможность применения способа управления кровлей полным обрушением;

Возможность применения эффективных схем проветривания и газоуправлений для достижения высоких нагрузок на очистной забой;

Широкие возможности для частичной и полной автоматизации очистных работ.

Очистные работы при отработке длинными очистными забоями

Основными технологиями отработки пологих и наклонных пластов длинными очистными забоями являются:

Комплексно - механизированная выемка угля (75%);

Выемка узкозахватными комбайнами с индивидуальной крепью (6%);

Выемка угля стругами с индивидуальной крепью (2%);

Выемка угля широкозахватными комбайнами с индивидуальной крепью (2%);

Выемка угля на ВВ с индивидуальной крепью (10%);

Выемка угля отбойными молотками с индивидуальной крепью (1%);

Прочие технологии (бурошнековая, и др). (4%).

Выемка угля узкозахватным комбайном с индивидуальной крепью и в составе ОМК

Комплекс представляет собой комплект определенного добычного оборудования, транспортного оборудования и механизированной крепи, увязанной по основным техническим параметрам.

Небольшое распространение получили комплексы, состоящие из:

Узкозахватной добычной машины (комбайна или струга);

Изгибающеюся забойного конвейера;

Гидрофицированной забойной крепи;

Гидрофицированной крепи сопряжений.

Добычной комбайн - это комбинированная горная машина, которая одновременно производит работы по отделению угля от массива, дроблению его и погрузке на забойный конвейер. Исполнительным органом узкозахватного комбайна является шнек, представляющий собой винт O 0,56 2,0м (диаметр по резцам) на выступы которого в специальные резцедержатели (кулаки) установлены резцы. При вращении шнека резцы отделяют уголь от забоя, а лопасти шнека осуществляют погрузку отбитого угля на скребковый конвейер. Комбайн может перемещаться по почве или по раме забойного конвейера. Комбайны, работающие с почвы очистной выработки, используются на весьма тонких и тонких пластах. Комбайн, работающий с рамы забойного конвейера со стороны забоя имеет опорные лыжи и захваты, не позволяющие комбайну смещаться при выемке угля.

Комбайн перемещается по столу забойного конвейера при перекатывании цевочного колеса по рейке, закрепленной на забойном прирове или закрепленной на головках конвейера пиковой цепи. При отработке тонких пластов наряду с комбайнами со шнековыми исполнительными органами применяются комбайны с барабанными исполнительными органами. Погрузка угля при использовании барабанных исполнительных органов, осуществляется при помощи специальных погрузочных щитков.

Выемка угля в лаве, оборудованной узкозахватным очистным комбайном, производится следующим образом. В исходном положении комбайн заведен в нишу 6, конвейер и крепь придвинуты к забою, ниша 2 оформлена. Комбайн начинает движение вверх с выемкой полосы угля. Вслед за комбайном с определенным отставанием задвигается крепь. После выхода комбайна в верхнюю нишу, начинается движение комбайна вниз с зачисткой почвы. Вслед за комбайном с отставанием 10-12м задвигается конвейер. Когда комбайн возвращается в нижнюю точку лавы цикл повторяется. Данная схема выемки угля называется односторонней. При челноковой схеме выемки угля производят при движении комбайна в обоих направлениях.

Выемочный цикл - совокупность процессов и операций, и периодически повторяющихся при выемке угля по всей длине очистного забоя, после выполнения которых забой подвигается на определенное расстояние. Для транспортирования угля по очистному забою используется скребковый конвейер. Скребковый конвейер состоит из: Тягового органа; Рештачного става; Природных станций (станции); Концевой станции.

В основу работы скребкового конвейера положен принцип перемещения груза волочением при движении бесконечной цепи со скребками по специальным желобам (рештаками). По способу передвижения вслед за подвиганием очистного забоя конвейеры разделяют на изгибающиеся и переносные. Изгибающиеся конвейеры позволяют передвигать без разборки став на расстояние до 1м в интервале длины 10-15м.

Крепление очистного забоя - процесс установки поддерживающих кровлю (и почву) специальных конструкций, обеспечивающих условия для безопасного труда людей и эффективной эксплуатации горного оборудования. Применяют следующие виды крепления очистного забоя: Индивидуальную при забойную крепь; Посадочную при забойную крепь; Секционную механизированную крепь; Комплектную механизированную крепь; Агрегатную механизированную крепь.

Индивидуальная крепь состоит из стоек, установленных между кровлей и почвой, и верхняков, устанавливаемых между кровлей и стойкой. Рама состоит из верхняка и одной, двух и более стоек. Верхняки могут быть ориентированны по падению или по простиранию пласта. Кровля выработки между верхняками перетягивается затяжкой.

Индивидуальные крепи могут иметь разные конструкции и зависимости между реакцией h и просадками ?h. Жесткость крепи tg? = h/?h; Податливость крепи ?h/h;

По А.А. Борисову все крепи разделяются на три типа:

Iтип - 0<tg?<? - крепи нарастающего сопротивления, у них h=?(tg?);

IIтип - tg=0 - крепи постоянного сопротивления, у них h=const;

IIIтип tg?>? - жесткие крепи. RH - начальное сопротивление, создаваемое в стойке при ее установке; RP - рабочее сопротивление - среднее значение максимально допустимого сопротивления стойки опусканию кровли.

Под действием давления пород кровли длина стойки уменьшается на величину посадки стойки. После максимальной посадки несущая способность стойки оказывается исчерпанной и начинается ее разрушение. Механизированной крепью очистного забоя называют передвигающуюся механически гидрофицированную крепь, состоящую из кинематически связанных между собой несущих опорных и ограждающих элементов. Механизированная крепь предназначена для механизированного крепления кровли и передвижения крепи.

ЛЕКЦИЯ Очистные работы на крутонаклонных и крутых пластах

Особенности очистных работ на крутонаклонных и крутых пластах

Возможность использования гравитационного транспорта угля по забою при отработки по простиранию и по прилегающим выработкам при отработке по падению.

Необходимость крепления как кровли так и почвы при ведении очистных работ.

Сложность механизации очистных работ на крутонаклонных и крутых пластах.

Сложность проветривания очистных забоев, вызванная большими утечками воздуха из-за наличия аэродинамической связи с поверхностью.

Повышенная пожароопасность отработки крутонаклонных и крутых пластов, вызванная большими потерями угля.

Основными технологическими схемами отработки крутонаклонных и крутых пластов являются:

Потолкоуступным забоем по простиранию при выемке угля отбойными молотками;

Прямолинейным забоем по простиранию с выемкой угля при помощи ВВ;

Прямоугольными забоями по простиранию при выемке угля узкозахватными комбайнами и конвейеро - стругами;

Прямолинейными забоями по падению при выемке угля агрегатами с конвейеро - стругами.

Щитовая система разработки.

Гидротехнологии в варианте РГО.

Отработка крутонаклонных и крутых пластов потолкоуступным забоем

В каждом уступе выемку угля ведут полосами, равными ширине уступа. Для отбойки угля применяют пневматические отбойки молотки ОМ 5ПМ, ОМ 6ПМ и ОМ 7ПМ. Для обеспечения безопасных условий труда уступ ограждают от потока отбитого угля в верхней части с вышележащих уступов досками. Выемка угля в уступе ведется сверху вниз с обязательным креплением нависающего угольного массива рудо стойками и досками. При забойную крепь устанавливают в виде одного или двух рядов рудо стоек под растил. При слабой почве стойки устанавливают на деревянные лежни. В потолкоуступных забоях применяют следующие способы управления кровлей:

Полное обрушение (0,6 - 1,3 м).

Плавное опускание (0,5 - 0,7 м).

Закладка (1,3 - 2,2 м).

Удержание на кострах (0,6 - 1,4 м).

Отработка крутонаклонных и крутых пластов прямолинейным забоем по простиранию

Выемку угля ведут специализированными очистными комбайнами, крепление забоя осуществляется гидрофицированной крпью, система ориентации которых адаптирована к большим углам падения. Забой наклонен в сторону подвигания на 10-150 . Лава делится на верхнюю комбайновую (примерно 2/3) и нижнюю магазинную части.

Выемку угля в верхней части ведут комбайнами типа «Темп» и «Поиск» снизу вверх. Перемещение комбайна вдоль забоя осуществляется канатом лебедки, установленном на вентиляционном штреке. Наряду с рабочим канатом используется предохранительный канат для удержания комбайна в случае обрыва рабочего каната.

Нижнюю часть лавы оформляют в виде одного - трех магазинных уступов длиной по 10 м и шириной по 6 м, служащих для накопления отбитого угля.

Для отработки крутых и крутонаклонных пластов используется комплекс КГУ - Д (0,6 -1,5 м) и агрегат АК -3 (1,6 - 2,5 м).

Отработка пластов прямолинейным забоем, подвигающимся по падению

Отработка забоев по падению может вестись агрегатами типа 1 АНЩМК и 2 АНЩМК в диапазоне мощностей 0,7 - 2,2 м. Длина очистного забоя составляет 40 - 60 м.

Вентиляционная печь формируется по мере подвигания агрегата за мех крепью

В состав щитового выемочного агрегата входят: Конвейероструг; Механизированная крепь; Гидрооборудование; Электро (пневмо) оборудование; Аппаратура дистанционного управления.

Конвейероструг представляет собой бесконечную круглозвенную пиловидную цепь, на которой закреплены каретки, оснащенные резцами. Цепь перемещается по специальной направляющей балке. В первую очередь вынимается пачка угля у кровли. После этого при внедрении в массив за счет гидродомкратов подачи происходит разрушение угля резцами, и уголь транспортируется углеспускной печи за счет поступательного движения кареток. Передвижку агрегата осуществляют путем снятия распора с секций и перемещения их по падению к конвейеростругу.

Щитовая система разработки Область применения m > 2,0 м и ??> 550 .

Щитовая крепь - передвижная конструкция, состоящая из металлических балок, образующих «раму» по периметру секции, накатника из брусьев, стяжек и хомутов, соединяющих конструкцию в единое целое.

Между собой отдельные секции соединяются отрезками каната. Щиты состоят из 4-5 секций. Каждая секция имеет размер по простиранию 6,0 м.

Щитовая крепь ограждает забой от попадания обрушенных пород и воспринимает их нагрузку. Выемка угля под щитом ведется с применением ВВ. Выемка угля состоит из : расширения подщитовой канавы; взрывания опорных целиков; посадки щита.

Щитовые системы разработки имеют широкое применение в Прокопьевско-Киселевском районе Кузбасса и на шахтах Дальнего Востока.

ЛЕКЦИЯ Понятие о технологической схеме шахты

Общие понятия и определения

Технологическая схема шахты (ТСШ) - совокупность горных выработок, поверхностных зданий и сооружений с размещенными в них машинами и механизмами, совместная работа которых обеспечивает эффективную и безопасную добычу угля.

Основными элементами ТСШ является:

Очистные забои; Подготовительные забои; Система транспортирования полезного ископаемого; Система доставки людей, материалов и оборудования; Система подачи закладочного материала; Система вентиляции; Система водоотлива; Система дегазации угольных пластов; Шахтный подъем. Параметры каждого из элементов побираются (рассчитываются) таким образом, чтобы добыча угля была максимальной. Элемент технологической схемы, сдерживающий добычу угля, принято называть “узким местом” в ТСШ.

Основной транспорт.

Под основным транспортом понимают совокупность технических средств, горных выработок и подземных сооружений, обеспечивающих доставку угля от выемочного участка до ОСД или до поверхности.

В системе обще шахтного транспорта чаще всего используются ленточные конвейеры с широкой ленты 800, 1000, 1200мм.

Современные ленточные конвейеры имеют длину в поставке 500-1500м и работают в выработках с углами наклона от - 16 до +25.

Производительность ленточных конвейеров составляет 420 - 1600 /час.

Для повышения надежности работы конвейерных линий между конвейерами устраивают промежуточные бункеры емкостью 50-300м3. Мощность приводов составляет 50-250 кВт.

Наряду с ленточными конвейерами для транспортировки угля по горизонтальным выработкам на ряде шахт используется локомотивная откатка.

При использовании локомотивной откатки полезное ископаемое, породу и другие материалы перевозят в рудничных вагонетках, которые движутся по рельсовым путям при помощи локомотивов.

Рельсовый путь состоит из балластного слоя по почве выработки, шпал, рельсов и их соединений.

Балластовый слой состоит из щебня и служит в качестве амортизирующего основания.

Шпалы служат для связи рельсовых путей в общую колею, и бывают металлические, деревянные и железобетонные.

Ширина колеи - расстояние между внутренними гранями головок рельсов. Стандартная ширина колеи 600-900мм.

Основная характеристика рельсы - вес 1 метра. Применяют рельсы массой 24,33,48кг/м.

Шахтные вагонетки подразделяются на следующие типы:

Грузовые вагонетки;

Людские вагонетки;

Вагонетки и платформы для перевозки материалов и оборудования;

Специального назначения (ремонтные, путеизмерительные)

По способу разгрузки вагонетки подразделяются на:

Вагонетки с глухим кузовом (разгружаются опрокидыванием) ВГ;

Вагонетки саморазгружающиеся с откидным днищем - тип ВД;

Саморазгружающиеся вагонетки с откидным бортом ВБ (УВБ);

Современные вагонетки имеют емкость 0,8 - 3,3м3, самая распространенная емкость 2,4 или 3,3м3.

Локомотивы по виду энергии подразделяются на:

Контактные электровозы;

Аккумуляторные электровозы;

Дизеле возы;

Гидро возы;

Воздухо возы (пневмолокомотивы).

Наибольшее распространение получили электровозы. (дизеле возы на ш. “Осинниковская”).

При использовании контактных электровозов электроэнергия подается по проводнику контактной сети (трале) и токоведущему рельсу. Эл воз оснащается двигателем постоянного тока с напряжением 250 В. Масса контактных электровозов 7, 10, 14, 20, 25 т. Скорость движения до 25 км/ч.

Контактные электровозы используются на негазовых шахтах, а также на свежей струе шахт I -II категорий.

Аккумуляторные электровозы получают электро энергию от аккумуляторных батарей. Сцепной вес 7, 8, 14 т, скорость движения до 14 км/ч.

Транспортирование самоходными вагонетками

Самоходная вагонетка передвигается по почве выработки на 4-х или 6-ти колесах с пневматическими шинами. Эл энергия подается по кабелю. Используются и вагонетки на дизельной энергии. Для ускорения процесса разгрузки и погрузки в днищах некоторых вагонеток встроен скребковый конвейер.

Гидравлический и пневматический транспорт

Применяется для транспортирования угля и подачи закладочного материала.

Вспомогательный транспорт

Для доставки людей, материалов и оборудования используются:

Локомотивная откатка.

Специально оборудованные ленточные конвейеры и холостые ленты обычных ленточных конвейеров.

Откатка с концевым канатом.

Откатка с бесконечным канатом.

Монорельсовые дороги.

Шахтный подъем

Для обеспечения транспортной связи с транспортными горизонтами служат щахтные подъемные установки.

Главная подъемная установка предназначена для выдачи на поверхность добытого ПИ.

Вспомогательная подъемная установка - для спуска-подъема людей, материалов, оборудования, выдачи пустой породы.

Людские подъемные установки - предназначены исключительно для спуска и подъема людей.

К шахтному подъему относят следующие элементы:

Подъемные машины;

Подъемные сосуды (скипы, клети);

Подъемные канаты;

Необходимая армировка ствола (расстрелы, проводники, захваты);

Загрузочные и разгрузочные устройства;

Шахтный копер устанавливается непосредственно над стволом и служит для размещения направляющих шкивов.

Подъемная машина устанавливается на некотором расстоянии от ствола и служит для перемещения сосудов путем навивки на приводной барабан тяговых канатов, к которым эти сосуды подвешены.

Подъемные канаты изготавливаются из высокопрочных стальных проволок, навитых особым образом на пеньковый или стальной сердечник. O канатов определяется расчетом и составляет 18,5 - 65мм, диаметр стальных проволок - 1,2 - 2,8мм. Канаты подъемных установок для спуска - подъема людей должны иметь запас прочности не менее 9, для грузовых подъемов - не менее 6,5.

В вертикальных стволах подъемными сосудами служат:

Шахтные скипы;

Опрокидные клети;

Не опрокидные клети;

Если к подъемной машине подвешен один сосуд, то подъем называют одноклетьевым (одно скиповым), если два - двух клетьевым или двух скиповым.

Для направления движения подъемного сосуда в стволе навешиваются специальные конструкции - проводники, которые крепятся к поперечным распорам, расстрелам. Подъемные сосуды имеют спец. опоры, охватывающие проводники.

Подъемные сосуды имеют специальные тормозные устройства, называемые парашютами. При напуске или обрыве каната парашюты захватывают проводники или спец. тормозные канаты, удерживая сосуд от падения.

Наряду с назначением подъемы классифицируются по виду подъемных сосудов на: Подъемы с не опрокидными клетями; Подъемы с опрокидными клетями; Скиповые подъемы.

Опрокидные клети отличаются от не опрокидных тем, что груженные вагонетки на поверхности не выкатываются из клети, а разгружаются в приемный бункер при повороте (опрокидывании) клети.

На крупных современных шахтах главным, как правило, является скиповой подъем.

При скиповом подъеме производится перегрузка горной массы в специальный сосуд, называемый скипом. На поверхности скип разгружается путем опрокидывания или через дно.

Скип состоит из рамы и кузова. У скипов, разгружающихся через дно, кузов жестко соединен с рамой. У опрокидывающихся скипов кузов соединен с рамой шарнирно и разгружается поворотом вокруг оси при выходе скипа на разгрузочные кривые.

Технологический комплекс на поверхности шахты

Шахтный копер, металлический или железобетонный, сооружается непосредственно над устьем ствола. Высота обычных копров 15 - 30м, башенных копров - до 100м.

Обычные копры служат для размещения направляющих шкивов и проводников, крепления разгрузочных кривых и посадочных устройств.

Башенные копры из бетона или железобетона в верхней части имеют машинный зал для подъемной машины со шкивом трения.

Надшахтное здание - непосредственно примыкает к копру и служит для обеспечения работы шахтного подъема. Здание сортировки устраивают для предварительной отборки породы и сортировки угля по крупности. Вместо сортировки на территории шахты может находиться обогатительная фабрика.

Эстакады, конвейерные галереи и мосты - сооружения для укладки рельсовых путей узкой калии и установки ленточных конвейеров. В зависимости от назначения эти сооружения могут быть открытыми или закрытыми, горизонтальными или наклонными.

Бункера приемные и погрузочные представляют собой металлические или бетонные сооружения, предназначенные для кратковременного хранения полезного ископаемого.

Породный отвал - участок поверхности, отведенный для складирования пустой породы.

Система вентиляции шахты.

Система вентиляции шахты - совокупность горных выработок вентиля торных установок и вентиляционных сооружений в шахте и на поверхности, обеспечивающих устойчивое и эффективное проветривание.

Способ проветривания определяется тем, как работает вентилятор:

На всасывание - всасывающий способ.

На нагнетание - нагнетательный способ.

Один на всасывание, другой на нагнетание - комбинированный способ.

Схема проветривания определяется направлением движения вентиляционной струи.

Центральная схема предусматривает подачу свежей струи воздуха и отвод исходящей производится по близко - расположенным главным вскрывающим выработкам.

Фланговая схема предусматривает подачу свежей и отвод исходящей струи по главным вскрывающим выработкам, расположенным в разных частях шахтного поля.

Комбинированная схема является комбинацией двух описанных выше.

Система проветривания может быть единой или секционной.

При секционной - шахта разделяется на отдельные обособленно проветриваемые участки.

При единой схеме шахта проветривается без разделения на отдельные участки (секции).

Шахтные вентиляторные установки

Шахтная вентиляторная установка служит для непрерывной подачи в шахту свежего воздуха и состоит из: Рабочего вентилятора; Резервного вентилятора; Вентиляционных каналов; Устройств, для измерения направления движения воздуха; Электродвигателей; Управляющей и регистрирующей аппаратуры; Здание вентиляционной установки. Шахтные вентиляторные установки имеют производительность от 3 - 5 до 20 - 25тыс. м3/мин.

Депрессия (компрессия) вентилятора - разность давления на выхлопе вентилятора и атмосферного давления.

Современные вентиляторы создают напор (депрессию) 470 - 700 даПА.

Шахтные вентиляторные сооружения

По назначению вентиляторные устройства подразделяются на: Глухие перемычки для изоляции выработок; Вентиляционные шлюзы с дверями, окнами или методами для регулирования воздуха по горным выработкам; Кроссинги (воздушные мосты) - вентиляционные сооружения для разделения воздушный струй в пересекающихся выработках;

Контроль за воздухораспределением и состоянием рудничной атмосферы

Контроль за воздухораспределением и состоянием рудничной атмосферы осуществляется силами ИТР шахты и работников участка вентиляции и техники безопасности (ВТБ).

Для контроля состава атмосферы используются шахтные интерферометры ШИ10, ШИ11, газоопределители типа ГХ, приборы типа “Сигнал”. Для контроля расхода воздуха используются анемометры типа АСО - 3, МС - 13 и АПР - 2.

Допустимое содержание CH4 и CO2

	CH4 %	CO2 %
Исх. Из очистной или тупиковой выработки Исх. Крыла (шахты) Входящая струя в очистные выработки и в забои тупиковых выработок Местное скопление метана При ведении восстановительных работ по завалу	1 0.75 0.5 2 2	0.5 0.75 0.5 1

Размещено на Allbest.ru

...