XI.2. Технологические схемы очистных работ

Рассмотрим технологическую схему выемки угля короткими забоями с помощью американского комплекса «Джой», применявшегося на шахтах им. XXI съезда КПСС в Донбассе, № 1—2 «Томусинская» в Кузбассе (рис. XLl).

Рис. XI.2. Технологическая схема очистных работ в камерах с помощью скрепероструговой уста­новки:

J —привод скрепероструговой установки; 2 — конвейер; 3 — окреперо-струг; 4 — балка обводного блока; 5 — рабо­чая камера; 6 — межкамерный целик; 7 — отработанная Камера; 8 — нарезной комбайн

Комплекс состоит из комбайна, телескопического ленточного конвейера, самоходной вагонетки и станка для бурения шпуров под анкерную крепь. Исполнительный орган комбайна обеспечивает проведение выработки шириной от 3,6 до 4 м и высотой от 1,1 до 2,4м.

Телескопический ленточный конвейер транспортирует уголь, добываемый при проведении штреков и камер длиной до 300 м и при извлечении целиков. Приводная секция конвейера снабжена спе­циальным устройством для укладывания ленты длиной 30,5 м, что позволяет натяжной головке конвейера подвигаться вслед за ком­байном. Головная и натяжная секции конвейера имеют самостоя­тельный гусеничный ход.

Самоходная вагонетка емкостью 6,7 м3 предназначена для транс­портирования угля в период зарубки комбайна в новую камеру, когда в связи с небольшим расстоянием нельзя использовать теле­скопический конвейер.

Выемка начинается с проведения камеры шириной 3,5—3,8 (см. рис. XI.1, а) от конвейерного до вентиляционного штрека После удаления комбайна от конвейерного штрека на 20 м монти­руют телескопический конвейер. По окончании проведения камеры начинают выемку угля в заходках (см. рис. XI.1, б). Крепь в заход-ках не устанавливают. Камеры крепят анкерной крепью. Управле­ние кровлей не производится. Кровля постепенно опускается на оставляемые целики угля между заходками, что не требует прямых затрат труда. Потери угля в технологических целиках составляют около 20%.

На шахте им. XXI съезда КПСС при такой технологии работ сред­няя производительность труда по участку колебалась от 15 до 25 т на выход.

Выемка угля в камерах может производиться с помощью скре-перостругов. В этом случае столбы по простиранию или падению отрабатывают камерами шириной 15—20 м, между которыми остав­ляют целики шириной 2—5 м. Выемка угля осуществляется двумя одновременно работающими скреперостругами (рис. XI.2) и ве­дется до тех пор, пока не начнется обрушение кровли. После этого установку переносят в разрезную печь новой камеры. Монтаж скре-пероструговой установки осуществляется от печи шириной 2—5 м. На очистных работах занято в смену 3—4 человека, которые обслу­живают лебедку скрепероструговой установки и направляющую балку с обводным блоком. Лебедка передвигается через каждые 20—30 см подвигания забоя. После выемки полосы угля шириной 0,8 м на сопряжениях со штреками устанавливают крепежные рамы и костры.

Основным достоинством такой технологической схемы является отсутствие людей в очистном забое.

XI.3. Область применения

Область применения механизированной выемки угля в коротких забоях ограничивается горно-геологическими условиями залегания пластов: она может быть применена на пластах мощностью от 0,9 до 3,5 м с углами падения О—12° (в отдельных случаях до 16—20°), с устойчивой и средней устойчивости кровлей, при углях любой крепости с газоносностью до 15 м3/т.

Один из существенных факторов, определяющих рациональную область применения данной технологии,— глубина разработки. С увеличением глубины разработки сильно возрастает напряжение в междукамерных целиках, что приводит к необходимости умень­шения ширины камер и увеличения ширины целиков. Влияние глу-

бины разработки на размер междукамерных целиков устанавли­вается формулой

где O0 — предел прочности пласта при сжатии, тс/м2;

k0 — коэффициент концентрации напряжений в междукамерном

целике; k0 = 2,0 -f- 2,5;

Y — объемная масса покрывающих пород, т/м3; &зап — коэффициент запаса; &зап = 1,25 -г 1,5; Ьц — ширина междукамерного целика, м; т — мощность пласта, м.

Формула справедлива при соотношении —- < 7.

В соответствии с данной формулой предельная глубина разра­ботки углей средней крепости составит около 200 м, а крепких углей — около 300 м.

Вследствие высоких потерь угля технологию выемки угля в ко­ротких забоях целесообразно применять лишь при разработке месторождений с повышенной зольностью и на пластах со сложным залеганием.

XII. Бурош неновая выемка угля

XII. 1. Общие положения

Под бурошнековым способом выемки понимают разработку пологих угольных пластов без крепления и присутствия людей в очистном забое путем последовательного бурения скважин диаметром, не­сколько меньшим мощности пласта, отделенных одна от другой уголь­ными целиками, не извлекаемыми или извлекаемыми частично. Транспортирование угля от забоя до устья скважины производится периодически наращиваемым шнековым ставом. Бурошнековая тех­нология добычи угля впервые в СССР была испытана в 1958—1960 гг. на шахтах Львовско-Волынского угольного бассейна.

По схеме работы бурошнековые установки подразделяются на фронтальные, позволяющие без переустановки машины вести бурение в одну сторону, и фланговые — для двустороннего бурения. По технологическим схемам выемки бурошнековые уста­новки можно подразделить на установки, предназначенные для буре­ния скважин без последующего разбуривания и с разбуриванием при извлечении шнекового бура.

Основным рабочим агрегатом при бурошнековой технологии выемки является двухшпкндельная установка БУГ-ЗМ. Она пред­назначена для выемки угля любой крепости из пологих пластов мощностью 0,6—0,85 м в условиях легкообрушающейся кровли.

Установка БУГ-ЗМ (рис. XII.1) состоит из бурошнековой ма­шины 1, шнекового бура 2, приспособления 3 для наращивания и складирования шнекового бура, установки 4 для пылеподавления, скребкового конвейера 5 и перегружателя 6. Бурошнековая машина включает в себя двухшпиндельный редуктор 7, направляющую раму S, редуктор 9 приводного вала, механизм подачи 10 с электро­двигателем 11, опорную лыжу 12, блок гидродомкратов 13, гидро­оборудование 14, электродвигатель 15.

Исполнительный орган установки состоит из спаренного шнеко­вого бура, в который входят буровые коронки, производящие раз­рушение угля, и сдвоенный шнековый став, обеспечивающий выдачу угля из скважин.

Вращение и подача шнекового бура на забой осуществляется бурошнековой машиной. По штреку уголь транспортируется кон­вейером или перегружателем.

Техническая характеристика установки БУГ-ЗМ

Типоразмер.................. I II

Расчетная производительность, т/мин..... 1,2 1,35

Диаметр буровых коронок, мм ........525; 625 625; 700

Размеры, мм:

длина................... 3500

ширина.................. 2300

высота .................. 1050

Масса,IT ................... 19 20,8

При работе установок I типоразмера ширина сдвоенной сква­жины составляет 1080 или 1180мм, а установок II типоразмера — 1270 или 1340 мм; длина сдвоенной скважины 30—50 м.

Глубина бурения установкой достигает 40 м, что определяет ширину выемочных столбов (при двустороннем бурении 84 м, при одностороннем — 44 м). Известны отдельные случаи бурения сква­жин на длину до 60 м. По мере совершенствования способа длина направленного бурения будет увеличиваться.

Рис. X11.1. Принципиальная схема буропшековой установки

При схемах двустороннего бурения скважин длина направленного бурения как бы удваивается, так как машина с одного пункта уста­новки бурит две скважины в обе стороны от выемочного штрека. При этом себестоимость 1 т угля почти в 2 раза ниже, чем при схемах с односторонним бурением.