VII.3. Монтаж щитовых перекрытий

Для монтажа щитов предварительно с помощью буровзрывных работ проводят монтажную камеру (рассечку) на уровне вентиля­ционного штрека. Ширину монтажной камеры принимают равной горизонтальной мощности пласта, а длину — равной принятой длине щита. Для спуска угля с откаточного штрека на вентиляционный, пробуривают скважины. После проведения монтажной камеры на 6,5 м приступают к монтажу секции щита. Металлическую оснощг щита укладывают как можно ближе к висячему боку пласта, чтобы при развороте щит не задевал пород лежачего бока. На основу укладывают рядами вплотную друг к другу окантованные бревна накатника толщиной 20—25 см. Бревна располагают вкрест прости­рания пласта и только в одном предпоследнем ряду их укладывают по простиранию. Сверху на накатник по простиранию пласта между парой стяжных болтов укладывают прогоны и затем с помощью накладок стягивают бревна.

Рис. VI1.8. Монтаж плоского секционного щита

По окончании монтажа секции щита на накатнике выкладывают костры для поддержания верхняков и кровли монтажной камеры. Далее начинают проводить камеру для монтажа следующей секции. Металлические основы секций связывают между собой канатом диаметром 18—20 мм.

После монтажа последней секции под щитом оформляется канава (рис. VII.8). Сроки подготовки следующего щита должны рассчиты­ваться так, чтобы новый щит был смонтирован значительно раньше окончания работы действующего. S

Монтаж щитов на шахтах производят специальные комплексные бригады, которые выполняют все работы по проведению, креплению монтажных камер и по монтажу щитов. На пластах мощностью 5—6м в состав суточной комплексной бригады входят 18—24 рабо­чих. Работы ведутся в две или три смены. Трудоемкость проведения камеры длиной 6 м и монтажа секции щита — 40—50 чел.-смен. На монтаж части бессекционного щита той же длины затрачивается 12—15 чел.-смен.

VIII. Взаимная увязка процессов очистных работ

YIII.1. Факторы, влияющие на выбор технологической схемы очистных работ

В общем случае основными процессами очистных работ являются: выемка и погрузка угля на конвейер, транспортирование угля, возведение или передвижение крепи и управление кровлей уголь­ного пласта. В совокупности эти процессы представляют собой тех­нологическую схему очистных работ.

Способ выполнения каждого из процессов зависит от большого числа горно-геологических и горнотехнических факторов, основ­ными из которых являются: угол падения пласта, мощность пласта, устойчивость пород кровли и почвы, сопротивляемость угля резанию, строение пласта, наличие геологических нарушений и др.

Угол падения оказывает решающее влияние на выбор типа выемочной машины и средств крепления очистного забоя v а также транспорта. Так, при углах падения О—17° транспортирова­ние угля осуществляется по металлическим рештакам с помощью скребков. На пластах с углом падения 17—35° уголь может пере­мещаться по рештакам самотеком, а свыше 35° — самотеком по почве. От угла падения зависит и состав процессов в очистном забое: на пластах с углом падения свыше 45" отсутствует необходимость в погрузке угля.

G увеличением угла падения значительно изменяются условия работы механизированных крепей и одной из главных проблем ста­новится проблема удержания их от сползания по падению. В связи с этим механизированные крепи для крутых пластов должны быть сконструированы таким образом, чтобы уменьшалась возможность их сползания в очистном забое. При переходе от пологого к крутому падению значительно изменяется взаимодействие крепей с породами кровли и почвы, усложняются крепление и управление кровлей. Попытки применения на крутых пластах комплексной механизации, предназначенной для пологого падения, не дали положительных результатов.

Таким образом, существуют принципиальные различия в техно­логии очистных работ на пологих и крутых пластах. В связи с этим в дальнейшем будем рассматривать раздельно технологические схемы работы очистных забоев на пластах с углом падения до 35°, где требуется навалка угля, и свыше 35°, где навалка не требуется.

Мощность пласта также оказывает решающее влияние на выбор типа выемочной машины, типа крепи и способа управле­ния кровлей.

Для систематизации условий работы механизированных комплек­сов Гипроуглемаш разделяет пласты по мощности на пять типов.

1. Тонкие пласты мощностью 0,6—0,9 м, для которых непри­емлема схема размещения узкозахватного комбайна над забойным конвейером. При столь малых размерах по высоте нет возможности создать надежную конструкцию машины и, кроме того, зазоры между верхняками крепи, корпусом комбайна и конвейером будут незначительными. В таких условиях нормальная эксплуатация комплекса нарушается, особенно при неровностях кровли и почвы. Поэтому корпус комбайна размещают за рамой конвейера или в ус­тупе забоя, что приводит к изменению схемы компоновки комплекса.

2. Тонкие пласты мощностью 0,9—1,3 м, при разработке которых корпус комбайна может располагаться над конвейером при наличии в нем продольной ниши (над потоком угля) по всей длине корпуса комбайна.

3. Пласты средней мощности — 1,3—2 м, при разработке кото­рых возможно расположение корпуса комбайна над рамой конвейера при большом потоке угля.

4. Пласты мощностью 2—3,5 м, которые могут разрабатываться с применением оградительно-поддерживающих и поддерживающе-оградительных крепей.

5. Мощные пласты — более 3,5 м, которые могут разрабатываться слоями с настилкой гибкого металлического перекрытия.

Устойчивость кровли следует рассматривать как с точки зрения устойчивости обнажений, так и с точки зрения способ­ности их обрушаться в выработанном пространстве. Площадь обна­жения кровли в лаве определяется взаимным расположением выемоч­ной машины и конвейера, забоя и крепи, а также шириной вынимае­мой полосы. Площадь обнажения кровли зависит от технологии работ и применяемой механизации и может регулироваться в широ­ких пределах. Так, при работе широкозахватных комбайнов и пере­носке конвейера с разборкой крепление производилось вслед за комбайном и, несмотря на широкий захват, площадь обнажений была меньше, чем при узкозахватной выемке и изгибающихся кон­вейерах, при которых крепь устанавливается в 10—15 м позади комбайна. Для уменьшения площади обнажения при узкозахватной выемке применяют комбайны с шириной захвата менее 0,6 м.

Если кровля допускает обнажения большой площади, то выбор выемочной машины не ограничен.

Важное значение имеет устойчивость кровли с точки зрения обес­печения высоких скоростей подачи выемочной машины. При не­устойчивой кровле крепление, которое должно производиться сразу же после выемки, сдерживает скорость подачи комбайна. При устой­чивых кровлях, когда имеется возможность устанавливать крепь на некотором расстоянии от комбайна, скорость его подачи может быть увеличена. Такое же положение сохраняется при механизиро­ванных крепях, скорость выдвижения секций которых сдерживает работу комбайна.

На выбор технологической схемы работ в очистном забое ока­зывают влияние свойства пород почвы. Слабая или волнистая почва может служить причиной зарывания в нее машины, что приводит

к быстрому износу инструмента, высокой нагрузке на тяговом органе и приводе, заклиниванию машины, засорению угля породой. При сла­бой почве концы стоек могут вдавливаться в нее, в^результате чего значительно уменьшается сопротивление крепи.

Свойства пород кровли и структура массива существенно влияют на выбор параметров крепи и способа управления кровлей. Так, весьма крепкие кровли, зависающие на больших площадях и обру-шающиеся значительными блоками, могут создавать огромные на­грузки на крепь, что затрудняет применение некоторых типов меха­низированных крепей или требует специальных мероприятий по управлению кровлей. В конечном счете свойства пород кровли могут привести к изменению технологической схемы очистных работ.

Сопротивляемость угля резанию истрое-ние пласта оказывают влияние на выбор средств выемки. Угли с небольшой сопротивляемостью разрушению эффективно могут выниматься стругами и скреперостругами. Угли со средней сопротивляемостью резанию могут разрушаться машинами как режу­щего, так и строгающего действия. При крепких углях предпочтение следует отдавать машинам режущего действия, особенно с буровым исполнительным органом.

При выборе типа выемочной машины, ее параметров и направле­ния выемки (по падению или восстанию) учитывается отжим угля. Так, при значительном отжиме на пластах мощностью более 2 м вести выемку по восстанию опасно в связи с возможностью травми­рования людей отжатыми кусками угля. В зависимости от интенсив­ности отжима принимается челноковая или односторонняя схема выемки угля комбайнами.

Осложняют выемку угля породные прослойки значительной мощ­ности. Кроме засорения угля, крепкие прослойки уменьшают ско­рость подачи выемочной машины, увеличивают износ зубкбв и расход электроэнергии. Если уголь после выемки идет на обогащение, целесообразнее производить валовую выемку пласта и обогащать уголь на фабрике. Струговая выемка в этих условиях практически исключается.

На выбор средств выемки влияет также связь верхней пачки угля с кровлей пласта. Если эта связь является прочной, то необ­ходимо верхнее отбойное устройство, которое обеспечивало бы выемку угля по всей мощности пласта без применения ручного труда. Наличие нижней крепкой пачки угля может служить причиной неполадок при струговой выемке.

Нарушенность месторождения снижает эффек­тивность механизации и отражается на выборе технологической схемы очистных работ. Небольшие геологические нарушения с на­правлением, перпендикулярным к забою, легко преодолеваются комбайнами, но являются серьезным препятствием для применения струговой выемки.

При переходе нарушений, параллельных забою, если их амплитуда близка к мощности пласта или больше нее, приходится отказывать­ся от механизации. При небольшом расстоянии между нарушениями

технологическая схема работ должна выбираться на основании экономического обоснования. Важное значение при этом имеет трудоемкость монтажа и демонтажа комплексов. Если затраты на монтаж и перемонтаж комплексов компенсируются увеличением про­изводительности труда по лаве, то возможно применение механизи­рованных комплексов. В противном случае более рациональной мо­жет оказаться технологическая схема с применением индивидуаль­ной крепи. Ориентировочные расчеты показывают, что применение механизированных комплексов экономически целесообразно при рас­стоянии между геологическими нарушениями, превышающем 250— 300 м.

На выбор технологии .работ в очистном забое влияют также газоносность пластов, требуемая сортность угля; ее изменение может быть вызвано наличием включений, прорывом плывунов в рабочее пространство и т. д.