Продовження табл. 7.2

1	2	3	4
Темп-1М	0,65-1,45	0,56-1,45	 30
“Кіровець-2К”	0,55-1,2		 20
“Универсал-90”	0,45-0,90	0,9	40-80

На вузькозахватних комбайнах зі шнековими, корончатими й барабанними виконавчими органами навантаження вугілля здійснюється виконавчими органами й спеціальними навантажувальними пристроями у виді лемешів, підпірних і навантажувальних щитків.

Поряд з комбайновою при видобутку вугілля в довгих очисних вибоях одержала поширення стругова виїмка. Стругова установка складається зі струга, верхнього й нижнього привода, тягового ланцюга, забійного конвеєра, гидро- і електроустаткування. Технічна характеристика стругів надана табл. 7.3.

Таблиця 7.3 – Технічна характеристика стругів

Струг	Потужність пласта, м	Товщина стружки, мм	Кут падіння пласта, град
УСТ4	0,55-1,2	40-75	до 25
1СНТ	0,6-1,0	50; 60; 75	до 25
УСТ-2М	0,5-1,0	55, 85	до 25
СО-75М	0,6-1,4	55; 75	до 25
СН-75	0,65-1,2	70	до 25
УСВ3	0,9-!,4	75; 93	до 25
Конвеєроструг 1АЩМ	0,7-2,2	76	35-90
Конвеєроструг КСУ	0,7-2,2	80	35-90
Конвеєроструг КСП	0,65-0,9	60; 75	до 18
Скреперно-струготаранна установка УС3	0,5-0,9	60; 75	до 6

Стругова виїмка полягає в сколюванні стругом при русі уздовж вибою смужки вугілля. Стругом виконують фронтальну виїмку вугілля вузькими смугами на глибину 30...150 мм. Навантаження відбитого вугілля на конвеєр здійснюються корпусом струга. Крім руйнування вугілля та його навантаження на конвеєр до циклу робіт з виїмки входять також кріплення вибою й пересування конвеєра.

На вугільних шахтах для виїмки вугілля використовують механізовані комплекси. Створені й прийняті до серійного виробництва механізовані комплекси для відпрацьовування пластів зі складними гірничо-геологічними умовами.

Контрольні питання

Які вимоги висувають до кріплення очисних виробок?

Як поділяють кріплення очисних виробок за конструкцією?

Охарактеризуйте індивідуальне металеве й дерев’яне привибійне кріплення очисних виробок.

Охарактеризуйте верхняки індивідуального привибійного кріплення очисних виробок.

Охарактеризуйте спеціальне кріплення очисних виробок (органне, кущове, кострове, тумби). Охарактеризуйте секційне кріплення очисних виробок.

88

вийманні вугілля залишається частина вугілля у вигляді смуги й має назву: в покрівлі пласта (рис. 1.14, а)  “присуха”; в підошві пласта (рис. 1.14, б)  “земник”.

Форма та умови залягання пластів. Пласти вугілля, за звичай, більше або менше постійні за складом і потужності у межах родовища.

У зв'язку з генетичними та те-

ктонічними причинами спостерігається зміна потужності пласта (роздуття, стоншення, виклинювання та розри­ви суцільності пласта (рис. 1.15, 1.16, 1.17, 1.18, 1.19).

Властивості порід, що вміщують пласт: ступінь стійкості й тріщинуватість; здатність порід по мірі посування очисного вибою обвалюватися ок­ремими кусками або великими масивами; схильність до здимання.

Зі збільшенням глибини змінюються характер та величина гірського тиску, температура порід, газовість, водоносність вугільних пластів та бокових порід.

Газовість пластів та родовищ. Більшість вугільних пластів, а у деяких випадках і їх бо­кові породи, що вміщують пласт, містять метан. Розрізняють такі форми виділення газу в шахтну атмосферу: спокійне виділення; суфлярне (виділення газових струмин з тріщин зі звуковим ефектом); раптовий викид, який супроводжується раптовими викидами вугілля та порід. Метановість шахт збільшується з глибиною розробки.

17

Схильність вугілля до самозаймання. Вугілля усіх марок у різній мірі схильні до самозаймання. При розробці потужних пластів ендогенні пожежі виникають часті­ше, ніж при розробці пластів тонких та середньої потужності. Ділянки поблизу тектонічних порушень часто заповнені вугільним пилом, який схильний до самозаймання. У запобіжних ціликах невели­ких розмірів у результаті опорного тиску утворюються тріщини, які за­повнені дрібним вугіллям, що приводить до виникнення ендогенних по­жеж.

Обводнення родовища. Сильно обводнені породи менш стійкі, допускають менше оголення, набувають схильність до здимання. На обводнених пластах можливі прориви води до виробок.

Будь-які порушення залягання корисних копалин ускладнюють їхню розробку.

Рудні родовища відрізняються великою розмаїтістю за складом, будовою й формою залягання.

За потужністю рудні тіла чи поклади поділяють на:

 тонкі – потужністю менше 0,6 м при крутому і 0,8 м при пологому заляганні;

 малопотужні – потужністю від 0,6-0,8 до 3 м;

 потужні – потужністю від 3 до 15-20 м;

 дуже потужні – потужністю більше 15-20 м.

За кутом падіння рудні поклади поділяють на: горизонтальні – 0⁰; пологі – від 0 до 30⁰; похилі – від 30 до 45⁰; круті – більше 45⁰.

Гірничо-геологічні умови залягання рудних тіл впливають на вибір способу розробки родовища.

Розрізняють корінні і розсипні родовища руд. Корінними називають родовища, що залягають на місці свого утворення; розсипними – родовища, що утворилися в результаті руйнування корінних родовищ від фізичного вивітрювання (вплив повітря, атмосферних опадів, коливань температури) і хімічного впливу різних факторів. За характером утворення розрізняють розсипу: елювіальні (утворюються на місці руйнування корінних порід); делювіальні (складаються з матеріалу, переміщеного по схилі на деяку відстань); алювіальні; берегові (на березі морів і озер); льодовикові; еолові (утворюються в результаті переносу елювіальних розсипів силою вітру).

Найбільше промислове значення мають алювіальні розсипи, утворені в результаті переміщення зруйнованих порід потоками води по схилі в русло річок і відкладення їх на дно потоку (більш важкі частки порід відкладалися на дно, а легкі неслися вниз за течією).

Розсипні родовища мають невелику глибину залягання та представлені пухкими й обводненими відкладеннями.

У структурі розсипів виділяють (рис. 1.20):

торфи – верхня частина розсипу з непромисловим вмістом корисного компонента;

піски, чи пласт – частина розсипу, що є предметом розробки;

плотик, чи постіль - породи, що підстилають, на яких залягає розсип;

борт – границя покладу, у межах якої виконується розробка.

Руда – корисна копалина в масиві, що містить метал чи іншу мінеральну речовину в кількості, що придатна для розробки. Цінність руди

18

називають вузькозахватною. При вузькозахватній виїмці руйнування вугільного масиву виконують виконавчим органом виймальної машини, що має захоплення до 0,8...1 м.

Руйнування вугільного пласта в очисному вибої може здійснюватися одночасно по всієї довжині вибою (фронтальна виїмка) або ж в одній точці, що переміщається уздовж очисного вибою (флангова виїмка). Можлива комбінована виїмка, при якій самозарубка пласта виконується в напрямку посування вибою, а безпосередня виїмка — у перпендикулярному напрямку. Велике поширення одержала виїмка вугілля очисними комбайнами й струговыми установками.

Очисний комбайн (рис. 7.13) — це машина, що виконує операції з відділення вугілля від масиву, його руйнування й навантаження на забійний конвеєр. У вітчизняній практиці застосовуються комбайни з буровими, шнековими й барабанним виконавчими органами. Комбайни розрізняють за конструкцією, габаритами, продуктивності, розташуванням виконавчих органів щодо корпуса й принципу роботи. Вони успішно експлуатуються при виїмці пластів потужністю від 0,45 до 3,2 м з кутами падіння до 90⁰.

Конструктивні особливості, параметри комбайнів і схеми роботи визначають раціональну область їхнього застосування (табл. 7.2).

Таблиця 7.2 – Технічна характеристика очисних комбайнів

Комбайн	Потужність пласта, що виймається, м	Ширина захоплення комбайна, м	Кут падіння пласта, град
КДК-700	2,0-4,3	0,63; 0,8	 35
КДК-500	1,35-4,3	0,63; 0,8	 35
УКД-300	0,85-1,3; 1,0-1,5	0,7	 35
ГШ-500	1,35-2,7	0,63	 35
1К101УД-04	0,9-1,6; 1,35-2,4	0,7	 35
1К101У	0,78-1,30	0,63; 0,8	 35
1К101УД	0,95-1,30	0,8	 35
К103М	0,7-1,4	0,8	 35
1ГШ68; 2ГШ68Б	1,25-2,5; 1,4-2,5	0,63	 35
ГШ-200Б; ГШ200В	0,95-1,5; 1,05-1,45	0,63; 0,8	 35
РКУ10; РКУ-13	1,1-1,93; 1,35-2,6	0,63; 0,8	 35
КПВ	0,55-1,0	1,1	35-90
1КШЕ	2,0-4,5	0,5	 35
КШ3М	1,8-3,3	0,5; 0,63	 35
КШ1КГУ	1,4-2,92	0,63	 35
КА80-11; 12; 13	0,80-1,25	0,8	 35
КА90	0,80-1,25	0,8	 35
“Поиск”-2Р	0,36-0,75	0,9	 35

87

Рис. 7.13. Очисний комбайн

обвалення, утримання покрівлі на кострах, плавне опускання покрівлі на підошву. Повна закладка знаходить застосування при розробці як тонких крутих пластів, так і пологих пластів, особливо потужних.

Повне обвалення виконують із застосуванням дерев'яного органного кріплення, посадкового кріплення ОКУ, механізованого й щитового кріплення (рис. 7.12).

При застосуванні дерев'яного органного кріплення перед обваленням покрівлі паралельно лінії вибою встановлюють дворядний органний ряд. Обвалення покрівлі виконують шляхом витягу стояків привибійного кріплення й старого органного ряду за допомогою сталевого каната, що приводиться в рух спеціальною посадковою лебідкою, встановленої на вентиляційному штреку.

Утримання покрівлі на кострах полягає в тому, що між рядами стояків привибійного кріплення ставлять дерев'яне кострове кріплення, що не витягають. У виробленому просторі покрівля по-

ступово опускається, ламає сто-

яки, стискає костер і лягає на підошву.

Управління плавним обваленням відрізняється від способу утримання на кострах тим, що при його застосуванні частина кострів витягається для повторного використання, а покрівля опускається на підошву, не обвалюючись.

З розглянутих способів найбільше застосування одержало управління покрівлею повним обваленням і повною закладкою.

Виїмку вугілля виконують за допомогою буровибухових робіт, механічним (виконавчими органами комбайнів, стругов, бурошнекових установок, відбійними молотками), гідравлічним, механо-гідравлічним і іншими способами. Вибір способу виїмки залежить від властивостей вугілля й порід, що вміщають, вимог щодо якості вугілля й витрат на його видобуток. Виїмка містить у собі процеси руйнування пласта й навантаження вугілля, що виконуються однією або різними машинами, одночасно або послідовно в залежності від гірничо-геологічних умов і технології очисних робіт.

Виїмку вугілля буровибуховим методом застосовують при розробці потужних і середньої потужності крутих пластів. При цьому відбите вугілля доставляється до відкотного горизонту під дією власної ваги (самопливом).

Широке поширення одержала виїмка вугілля механічним способом. Її здійснюють або в довгих очисних вибоях-лавах, або в коротких вибоях-камерах, заходках. На практиці найбільше поширення одержали довгі очисні вибої. У залежності від способу виїмки очисні вибої можуть мати прямолінійну або уступну форму.

Розрізняють широкозахватну або вузькозахватну виїмку. Широкозахватною називають виїмку, при якій руйнування вугільного масиву здійснюють смугами шириною більше 1 м. При широкозахватній виїмці виймальну машину, що має захоплення більше 1 м, розташовують на підошві пласта. Між машиною й конвеєром установлюють стояки індивідуального кріплення.

Виїмку, при якій руйнування вугілля виконують смугами шириною менше 1 м,

86

визначається вмістом у ній корисного компонента. Типи рудних родовищ надано рис. 1.21

Гірські породи володіють різними фізико-механічними властивостями, що зумовлюються насамперед їх походженням і заляганням.

У залежності від властивостей гірських порід гірські роботи виконують із застосуванням різних інструментів і гірничих машин. Тому важливо знати основні властивості гірських порід, уміти їх визначати й правильно вибирати способи виконання гірничих робіт.

Основні фізико-механічні властивості гірських порід наступні.

Твердість – властивість гірської породи чинити опір проникненню в неї твердого тіла.

В'язкість – властивість гірських порід чинити опір відділенню від масиву шматків породи. Ступінь в'язкості визначається величиною внутрішніх сил зчеплення. Чим більше в'язкість породи, тим сутужніше її добувати. Гірничі виробки, що проведені в грузлих породах, у більшості випадків можуть протягом досить тривалого періоду часу зберігати первісну форму й розміри поперечного переріза. Прикладом таких виробок можуть бути виробки, що проведені в пластах кам'яної солі.

Крихкість – властивість гірських порід руйнуватися при статичних навантаженнях без помітних пластичних деформацій.

Пружність – властивість гірських порід відновлювати свою первісну форму й обсяг після припинення дії на них зовнішніх сил.

Тріщинуватість – визначається наявністю в гірських породах тріщин. За ступенем тріщинуватості розрізняють породи тріщинуваті, середньої тріщинуватості й монолітні.

Зернистість визначається розмірами зерен, з яких складена порода. За цією ознакою породи бувають грубозернисті, середньозернисті й дрібнозернисті.

Шаруватість (сланцюватість) – здатність гірських порід більш-менш легко відокремлюватися по площині нашарування.

Розпушуваність – властивість гірських порід збільшуватися в обсязі при виїмці в порівнянні з обсягом у масиві (в цілику). Розпушуваність гірських порід

19

характеризується коефіцієнтом розпушення, що показує, у скільки разів обсяг розпушеної породи більше обсягу породи в масиві.

Пористість характеризується об’ємом пір (порожнеч) у гірській породі.

Густина гірських порід – це відношення маси твердих часток породи до їхнього об’єму. Густина гірської породи виражає ступень заповнення мінеральною речовиною даного об’єму породи або відношення масі тіла до його об’єму.

Кут природного укосу – найбільший кут, що може бути утворений бічною поверхнею (вільним укосом) розпушеної гірської породи з горизонтом.

У гірничій справі приходиться зіштовхуватися з великою розмаїтістю гірських порід, що відрізняються між собою тими чи іншими властивостями. Для практичних і наукових цілей зручно згрупувати гірські породи за одним чи декількома основними класифікаційними ознаками.

Однією з найбільш розповсюджених класифікацій є класифікація гірських порід за міцністю, що створена проф. М.М. Протодъяконовим (табл. 1.5).

Таблиця 1.5 – Класифікація гірських порід за міцністю проф. М.М.Протодьяконова

Категорії порід	Гірські породи	Коефіцієнт міцності f
Найвищою мірою міцні	Найбільш міцні, щільні й грузлі кварцити й базальти. Виняткові за міцністю інші породи	20
Дуже міцні	Дуже міцні гранітові породи, кварцовий порфір, дуже міцний граніт, кременистий сланець, менш міцні, ніж зазначені вище, кварцити. Самі міцні піщаники й вапняки	15
Міцні	Граніт (щільний) і гранітові породи. Дуже міцні піщаники й вапняки. Кварцові рудні жили. Міцний конгломерат. Дуже міцні залізні руди. Вапняки міцні. Міцний мармур. Доломіт. Колчедан	10
Досить міцні	Звичайний піщаник, залізні руди. Піщані сланці. Сланцеві піщаники	6 5
Середні	Міцний глинистий сланець. Неміцний піщаник і вапняки, м'який конгломерат Різноманітні сланці (неміцні), щільний мергель	4 3
Досить м'які	М'який сланець. Дуже м'який вапняк, крейда, кам'яна сіль, гіпс. Мерзлий ґрунт, антрацит. Звичайний мергель. Зруйнований піщаник, зцементована галька, кам'янистий ґрунт Щебенистий ґрунт. Зруйнований сланець, що злежалися галька і щебінь, міцний кам'яне вугілля. Отверділа глина	2 1,5
М'які	Глина (щільна). М'яке кам'яне вугілля. Глинистий ґрунт М'яка піщаниста глина, лес, гравій	1 0,8
Землисті	Рослинна земля. Торф. Легкий суглинок, сирий пісок	0,6
Сипучі	Пісок, осипи, дрібний гравій, насипна земля, добуте вугілля	0,5
Пливучі	Пливуни, болотистий ґрунт, розріджений лес	0,3

20

Відстань від однієї лінії обвалення до іншої називають кроком обвалення. При застосуванні міцного металевого кріплення крок обвалення 1,6…2 м. Обвалення покрівлі виконують у ремонтно-підготовчу зміну під керівництвом особи технічного нагляду.

Під час обвалення покрівлі виконання інших робіт дозволяється тіль ки на відстані не менше 30 м від місця обвалення. Обвалення виконують, починаючи з нижньої частини лави.

На пластах з кутом падіння менше 15⁰ можна вести обвалення в напрямку зверху вниз.

Управління покрівлею частковою закладкою (рис. 7.10) полягає в заповненні виробленого простору бутовими смугами для підтримки покрівлі, слідом за посуванням вибою з відставанням на 3...4 м. Відстань між бутовими смугами по падінню змінюється від 3 до 12 м і береться з умови, що між бутовими смугами покрівля не обвалювалась. Породу для бутових смуг добувають зі штреків при підриванні покрівлі або підошви пласта. Для запобігання об-валення покрівлі під час запов-нення виробленого простору бутовими смугами частина кріплен-

ня не витягають, залишаючи в закладці. Управління покрівлею плавним опусканням полягає в тому, що покрівля, прогинаючись, стискає спеціальне кріплення й опускається на підошву.

Розглянуті вище способи управління покрівлею рекомендується застосовувати при розробці пологих пластів. При розробці крутих пластів звичайно застосовують повну закладку, обвалення, утримання покрівлі на кострах, плавне опускання покрівлі на підошву.

Повна закладка знаходить застосування при розробці як тонких крутих пластів, так і пологих пластів, особливо потужних. Управління покрівлею плавним опусканням полягає в тому, що покрівля, прогинаючись, стискає спеціальне кріплення й опускається на підошву (рис. 7.11).

Розглянуті вище способи управління покрівлею рекомендується застосовувати при розробці пологих пластів. При розробці крутих пластів звичайно застосовують повну закладку,

85

Рис. 7.10. Спосіб управління покрівлею частковим закладанням