Продовження табл. 7.1

1	2	3	4
1ДТ; 2ДТ	1,1-1,8; 1,45-2,5	 35	2-стоякова
2КД90Т; 3КД90Т; КД90ТА	1,1-1,5; 1,35-2,0	 35	4-стоякова
ДМ	0,8-1,5	 35	2-стоякова
1КД80; 2КД80	0,85-1,2; 1,1-1,5	 35	4-стоякова
1КД90; 2КД90; 3КД90	0,9-1,4; 1,1-1,5; 1,35-2,0	 30	4-стоякова
ДТМ	2,1-3,5	 35	2-стоякова
1М144Б	2,0-3,0	 35	2-стоякова
М171	2,0-3,5	Пологі	2-стоякова
1М174	1,6-2,8	Пологі	2-стоякова
2М174	2,2-3,8	Пологі	2-стоякова
2М144Б	2,7-4,3	 35	2-стоякова
М138/2(2й т.р.)	1,3-1,7	Пологі	2-стоякова
М138/2(3й т.р.)	1,5-2,5	Пологі	2-стоякова
МТ	1,1-1,5; 1,35-2,0	 20	4-стоякова
1МТ-1,5; 2МТ-1,5	1,1-1,5; 1,35-2,0	 35	4-стоякова
1МК-98Д; 2МК-98Д	0,8-1,1; 0,95-1,3	 20	2-стоякова
МК200	0,9-1,5	Пологі	2-стоякова
1М87Л; 2М87Л	1,0-1,6; 1,35-2,0	 20	2-стоякова
М87УМП	1,05-1,3; 1,3-1,95	 20 і 15	2-стояков
М87УМН	1,05-1,3; 1,3-1,95	 30	2-стояков
М88	1,0-1,3	 15	2-стоякова
1АНЩ; 2АНЩ	0,7-1,3; 1,1-2,2	35-90	2-стоякова
АНЩМК	0,7-2,2	35-90	2-стоякова
1КГУМ;2КГУМ; 3КГУМ	0,6-0,96; 0,75-1,25; 0,96-1,5	 35	2-стоякова
1МК103М	0,71-0,95	 30	4-стоякова
КМП06/15	0,85-1,4; 1,3-1,6	 30	2-стоякова

Управління покрівлею — сукупність заходів щодо регулювання обвалень або деформацій покрівлі у виробленому просторі з метою забезпечення безпеки й необхідних виробничих умов в очисній виробці.

Управління покрівлею повним обваленням (рис. 7.9) полягає в періодичному по мірі посування очисного вибою обваленні покрівлі.

84

Відповідно до цієї класифікації, усі породи оцінюються коефіцієнтом її міцності.

Коефіцієнтом міцності f – величина, приблизно характеризуючи відносний опір породи руйнуванню при її видобутку й дорівнює однієї десятої частини межі міцності породи при її одноосному стиску, тобто f = 0,1σ_ст. Коли межа міцності породи σ_ст = 100 МПа, то f = 10.

Межа міцності породи визначається роздавленням зразка, що має форму куба. У вугільній промисловості для встановлення норми виробки на гірничі роботи використовують класифікації порід та вугілля за буримістю та відбійністю. Ці класифікації наводяться в збірниках норм виробки на гірничі роботи.

Контрольні питання

Що означає поняття “мінерал”, скільки їх відомо?

Поясніть мінеральні агрегати.

Охарактеризуйте кристалічні, зернисті та землисті агрегати.

Охарактеризуйте форми заповнення порожнин.

Охарактеризуйте ізометричну, плитоподібну та складну форму залягання корисних копалин.

Охарактеризуйте поняття “гірська порода”. Види гірських порід.

Охарактеризуйте поняття “корисна копалина”. Її стан у природі.

Охарактеризуйте поняття “родовище корисної копалини”.

Які Ви знаєте вугільні басейни України?

Що таке “пласт вугілля”? Надайте визначення та ескіз.

Як розрізняють вугільні пласти за будовою?

Які потужності розрізняють при складній будові вугільного пласта?

З яких частин складена покрівля та підошва пласта?

Охарактеризуйте елементи залягання пластів: простягання, падіння та потужність.

Надайте визначення поняттям “лінія простягання”, “лінія падіння”; надайте ескізи.

Надайте визначення поняття “кут падіння пласта” та надайте ескіз.

Охарактеризуйте класифікацію пластів за кутом падіння.

Які порушення вугільних пластів знаєте? Надайте ескізи.

Охарактеризуйте основні фізико-механічні властивості гірських порід.

Охарактеризуйте класифікацію гірських порід за міцністю проф. М.М.Протодьяконова. Що вона відображає?

Гірничі підприємства

Гірничі роботи й виробки. Класифікація гірничих виробок; форми й розміри виробок. Гірничі підприємства. Стадії гірничих робіт на вугільних шахтах. Поділ шахт на категорії за метаном. Запаси й втрати вугілля

Роботи, що виконуються при видобутку корисних копалин, називають гірничими. В результаті у товщі земної кори створюються штучні порожнини – гірничі виробки.

Гірничі виробки дуже різноманітні за формою, розмірами, призначенням і положенням у просторі. Розрізняють виробки відкриті (розташовані в земній поверхні й мають незамкнений контур поперечного перерізу) і підземні (із замкнутим контуром поперечного перерізу, розташовані на певній глибині від поверхні в масиві гірських порід). Серед підземних виробок розрізняють: протяжні виробки, очисні виробки й камери. Протяжні виробки мають, за звичай, значну довжину й незначні розміри поперечного перерізу.

21

Рис. 7.9. Управління покрівлею повним обваленням на пологому пласті: а – схема лави; б – обвалення на однорядну органку; в – обвалення на стояки ОКУ

В підземних гірничих виробках розрізняють наступні елементи (рис. 2.1).

Поверхню порід, що обмежує виробку знизу, називають підошвою 1, поверхню порід, що обмежує виробку з боків, боками 2, поверхню порід, що обмежує виробку зверху, - покрівлею 3. Поверхня порід, що обмежує виробку і переміщується в результаті ведення прохідницьких робіт, називається прохідницьким вибоєм. Початок гірничої виробки або місце її виходу на земну поверхню, або місце примикання до іншої виробки називається устям. У відкритих гірничих виробках (рис.2.1, б і в) розрізняють підошву 5, борти 6 і вибій 7.

Усі підземні гірничі виробки розрізняють за класифікаційними ознаками:

 за відношенням до земної поверхні (відкриті та підземні);

 за просторовим положенням (вертикальні, похилі й горизонтальні);

 в залежності від розташування відносно вугільного пласта (польові, пластові й проведені змішаним вибоєм);

 за відношенням до елементів залягання пластів (за простяганням, падінням (підняттям), вхрест простягання, діагонально);

 за призначенням (розвідницькі та експлуатаційні). Експлуатаційні в свою чергу поділяють на капітальні, підготовчі (транспортні, конвеєрні, вентиляційні), нарізні, обхідні, вуглеспускні, очисні та ін.

Перелік гірничих виробок за просторовим положенням наданий в табл. 2.1.

Таблиця 2.1  Перелік гірничих виробок за ознаками просторового положення

Протяжні виробки			Очисні виробки
Вертикальні	Похилі	Горизонтальні
Ствол	Ствол	Штольня	Лава
Гезенк	Бремсберг	Квершлаг	Камера
Сліпий ствол	Уклон	Штрек
Шурф	Хідник	Просік
	Скат	Орт
	Піч

Для спрощення запам’ятовування, визначення гірничої виробки робиться в наступній послідовності:

1. Називається просторове положення виробки (вертикальна, похила чи горизонтальна).

2. Відзначається, має чи не має виробка безпосередній вихід на земну поверхню;

3. Визначається положення виробки стосовно елементів залягання пласта (за простяганням, падінням-підняттям, в хрест простягання або діагонально);

4. Визначається цільове призначення гірничої виробки (транспорт вугілля чи матеріалів, каналізація повітря чи енергії, переміщення людей та ін.).

22

Комплексна механізація очисних робіт припускає механізацію кріплення й управління гірським тиском за допомогою механізованого кріплення, застосування якого зменшує трудомісткість робіт, підвищує продуктивність праці, вносить якісні зміни в технологію очисних робіт, підвищується безпека праці й знижується виробничий травматизм у порівнянні з застосуванням індивідуального кріплення.

За способом взаємодії з бічними породами й захисту робочого простору очисного вибою механізоване кріплення піділяється на наступні типи: огороджувальне (рис. 7.8, а), конструкція яких не має елементів, що підтримують покрівлю, а лише обгороджує привибійний простір від обвалених порід покрівлі; підтримуюче (рис. 7.8, 6), що охороняють породи покрівлі від обвалення безпосередньо над привибійним простором; захисно-підтримуюче (рис. 7.8, в), що мають у своїй конструкції підтримуючий елемент, у той час як основна частина кріплення є огороджувальною; підтримуюче-огороджувальне, що складається в основному з підтримуючих частин, але має огороджувальний елемент (рис. 7.8, г).

Огороджувальне кріплення застосовуються в умовах слабких порід покрівлі при невисоких навантаженнях і малій глибині робіт (наприклад, в умовах Підмосковного басейну). Вони використовуються також при шаровій виїмці потужних пластів.

При розробці тонких пластів через малий перетин очисного простору застосовують винятково кріплення підтримуючого типу. Комбіновані типи (захисно-підтримуюче й підтримуюче-огороджувальне) розширюють область застосування механізованого кріплення, при цьому вибір того або іншого типу визначається гірничо-геологічними умовами, засобами виїмки й транспортування вугілля по лаві.

Комплектне механізоване кріплення - це кріплення, комплекти якого не мають кінематичних зв'язків один з одним уздовж лави й переміщаються незалежно один від одного.

Агрегатне механізоване кріплення - це кріплення, секції якого мають загальний груповий зв'язок по довжині лави, що фіксує їхнє розташування й забезпечує кінематичну взаємодію секцій.

Механізоване підтримуюче кріплення виконує роль привибійного й посадкового кріплення. Якщо кріплення обгороджує очисну виробку від обвалених порід, то таке кріплення називається захисно-підтримуючим. Механізоване кріплення лави містить у собі окремі секції, кожна секція складається з основи, гідравлічних стояків, верхняка й гідравлічного домкрата для пересування. Домкрат для пересування зв'язаний з рамою конвеєра або із сусідньою секцією. Технічна характеристика механізованого кріплення надана табл. 7.1.

Таблиця 7.1 – Технічна характеристика механізованого кріплення

Механізоване кріплення	Потужність пласта, що виймається, м	Кут падіння пласта, град	Тип секції
1	2	3	4
1КДД; 2КДД	0,9-2,4	Пологі	2-стоякова

83

потрібну висоту. На голівку гвинта надіта кругла опорна плита 4 з утримуючою її від звалювання канатиком 3. У верхній частині станини розташований замок з гальмовою колодкою 6 і клином 7. Установлюють стояки клином до вибою. При установці стояка ОКУ вигвинчують ломиком, вставленим в отвір на визначену висоту, гвинтовий стрижень 2 і молотком забивають горизонтальний клин. Потім повертають ломиком гвинт і створюють попередній розпір стояка. Під дією гірського тиску висувна частина стояка опускається. При цьому колодка зі зростаючим зусиллям притискається до гальмового витка стрижня й стояк набирає робочий опір.

По мірі посування очисного вибою стояки ОКУ пересувають ближче до нього на величину кроку управління покрівлею (обвалення). Пересувку можна робити як вручну, так і за допомогою лебідок і інших пристосувань. Перед початком роботи оглядають і приводять у безпечний стан робоче місце, зачищають ґрунт на місці установки й пересувки стояків, оглядають стояки й покрівлю над ними. Знаходячись під захистом кріплення, робітник ударом обушка з довгою ручкою вибиває горизонтальний клин замка, розвантажуючи стояк. Потім опускає розпірний гвинт і пересуває стояк на нове місце. Роботу виконують 1—2 робітників. Іноді стояки ОКУ застосовують на похилих і крутопохилих пластах. У цих випадках на стояках привибійного кріплення нижче кожної посадкового стояка встановлюють полиці, а між собою посадкові стояки з'єднують індивідуальними канатами, роз’єднуючими при їхній пересувці. Пересувку стояків ОКУ роблять за допомогою лебідки, встановленою на вентиляційному або проміжному штреку. Перед розвантаженням і пересувкою стояки влаштовують настил з дошок, стояків або металевих листів. Потім стояк приєднують до каната лебідки, розвантажують і по настилі пересувають на нове місце, де й встановлюють. Після установки стояків запобіжний канат приєднують.

Для механізації процесів управління покрівлею повним обваленням при застосуванні індивідуального привибійного кріплення й пересувки забійного конвеєра на пластах потужністю 0,6— 1,8 м при безпосередній покрівлі не нижче середньої стійкості одержала поширення гідравлічне посадкове кріплення “Супутник” (2СПТ). Кріплення виготовляють чотирьох типорозмірів для

пластів з кутами залягання до 15⁰.

Кріплення “Супутник” (рпис. 7.7, б) складається з однотипних секцій, насосної станції СНУ-6, напірної і зливальної магістралей. Секція складається з гідравлічного посадкового стояка 1, гідродомкрата пересування 2 і пульта управління 3. Штоком гідродомкрат з'єднаний з основою стояка, а з рештаком конвеєра 4. Стояки в лаві розташовують з перемінним кроком 0,9 і 1,8 м. Рабочий опір стояків 800—1000 кН.

Зроблено модернізацію гідравлічного посадкового кріплення, і діапазон застосування його розширений на пласти з кутами залягання до 35⁰. У кріплення “Спутник-Н” застосоване навісне устаткування, що підвищує стійкість стояків кріплення при їхній пересувці, і пристрій для утримання конвеєра від сповзання.

При застосуванні в лаві індивідуального металевого кріплення необхідно мати на ділянці запас цього кріплення не менше 5 %.

82

Вертикальні виробки.

Ствол 1, 2 (від нім. Schacht) – вертикальна гірнича виробка, що має безпосередній вихід на земну поверхню й призначена для обслуговування підземних гірничих робіт (рис. 2.2). По стволах здійснюють підняття вугілля та гірських порід, спуск і підняття людей, матеріалів, устаткування, прокладають комунікації (кабелі, трубопроводи), провітрювання шахти, а також влаштовують драбинні відділення. Один ствол звичайно, виконує декілька функцій, для чого поділяють на відділення: драбинне, підйомне, трубне. Стволи поділяють на головні (скіпові - призначені для підйому на поверхню корисної копалини) і допоміжні (клітьові або вентиляційні - призначені для вентиляції, транспортування людей, породи, обладнання, матеріалів).

Зумпф 3 (від нім. Sumpf) - частина ствола, що розташована нижче пристволового двору й призначена для збору води, розташування загальношахтного заземлення й розташування підйомних посудин в період розвантажувально-навантажувальних операцій (рис.2.2).

Шурф 4 (від нім. Schürfloch, Schurf, Schürfschacht) вертикальна не глибока (до 50…60 м) виробка, що має безпосередній вихід на земну поверхню, звичайно, прямокутної форми перерізу й призначена для розвідки корисних копалин або для обслуговування підземних гірничих робіт. Експлуатаційний шурф обладнається легким допоміжним підйомом, використовується, головним чином для провітрювання і є додатковим виходом із шахти. Не глибокі шурфи круглого перерізу називають дудками (рис. 2.2).

Сліпий ствол 5 (від нім. Blindschacht, Gesenk) – вертикальна виробка, яка не має безпосереднього виходу на земну поверхню й призначена для обслуговування підземних гірничих робіт. Сліпі стволи проводить при розкритті частини родовища корисної копалини, що розташована нижче горизонту, що раніше був розкритий виробками, що проведені з поверхні й призначені для підйому вугілля, спуску й підйому людей і різних вантажів, провітрювання, водовідливу (рис. 2.2).

Гезéнк 6 (від нім. Blindschacht, Gesenk) – вертикальна чи круто-похила гірнича виробка, яка не має безпосереднього виходу на земну поверхню й призначена для спуску вугілля з верхнього горизонту на нижній під дією власної ваги, для переміщення людей, прокладання трубопроводів, каналізації повітря, енергії тощо. В залежності від призначення гезенк проводять по корисної копалині або по пустих породах, обладнають одним -, двома чи трьома відділеннями (для корисної копалини, породи, драбинних хідників тощо) (рис. 2.2).

23

Бремсберг 7 (від нім. Bremsberg, від Bremse – гальма й Berg – гора) – похила гірнича виробка, яка не має безпосереднього виходу на земну поверхню, проводиться, за звичай, за падінням пласта, призначена

для спуску корисної копалини за допомогою механічних улаштувань (рис. 2.3, 2.4).

Поперечний переріз бремсбергу надано на рис. 2.3; в плані - рис. 2.4. У залежності від призначення й розташування розрізняють: головні (основні), панельні, проміжні (дільничні) й допоміжні.

Уклон 8 – похила гірнича виробка, що не має безпосереднього виходу на земну поверхню, проводиться за падінням пласта й призначена для підйому корисної копалини або інших вантажів із нижніх горизонтів на верхній.

Хідник 9 (нім. Fahrort) – похила (або горизонтальна) гірнича виробка, що не має безпосереднього виходу на земну поверхню, проводиться паралельно бремсбергу чи уклону (на відстані 20…30 м) і призначена для каналізації повітря, переміщення людей і вантажів (порід, матеріалів, обладнання). У зв’язку з цим їх поділяють на людські (обладнаються драбинами чи трапами) та вантажні. Хідник може бути проведений для з’єднання службової камери з протяжною виробкою.

Скат (від нім. Rolloch) 10 (рис. 2.5) – похила гірнича виробка, що не має безпосере-днього виходу на земну поверхню, проведена за падінням пласта чи порід і призначена для спуску корисної копалини під дією власної ваги і провітрювання очисних вибоїв. Розрізняють вуглеспускні й вентиляційні, які служать для відводу з лави відпра-

цьованого повітря, а також для подачі закладки, матеріалів і ін. допоміжних цілей. Скати проводить на пластах, щоб кут падіння забезпечував рух корисної копалини самопливом. Скат поділяють на 2…3 відділення: одне обладнується для переміщення людей, інші – для спуску вугілля або породи.

Піч 11 (рис. 2.4, 2.11) (від нім. Überhauer, Rolle) – допоміжна похила гірнича виробка, що не має безпосереднього виходу на поверхню, проводиться, за звичай, по пласту й призначена для нарізки лав, провітрювання, переміщення людей, доставки кріпильних матеріалів, транспортування гірської маси тощо. У залежності від призначення розрізняють: обхідні, вуглеспускні, пульпоспускні, ходові, вентиляційні, розрізні. Піч, звичайно, проводять без підривання бокових порід. Частіше піч з’єднує відкотний штрек із просіком. Піч, що проводять по пласту між відкотним штреком та вентиляційним для підготовки очисного вибою (лави), називають розрізною.

24

призначений для пластів потужністю 1,1—2,1 м. Відмінною рисою висувних верхняков є наявність підтримуючої опори, що монтирується на кінці верхняка першого ряду кріплення й подовжує виступаючу убік вибою консоль верхняка на 400 мм. Опора є й пристосуванням для полегшення навішення нового верхняка. Після пересувки

конвеєра й установки стояків під навішені верхняки опори знімають і переносять на кінці знову навішених верхняків.

При потужності пластів до 0,8

м застосування зазначених типів верхняків зменшує висоту робочого простору, що утрудняє роботу в лаві. Тому з металевими стояками застосовують дерев'яні верхняки. Це збільшує витрати на кріплення й знижує безпеку очисних робіт. Для серійних стояків зі спеціальною верхньою опорою були розроблені верхняки з ресорної сталі. Верхняк складається зі сталевої смуги товщиною 10 мм із вушком і вилкою по кінцях висотою 34 мм, а також сполучного клина. Верхня опора стояка складається з пакета сталевих смуг, закріплених на стійці заклепкою, і обмежуючих шипів. Застосування цих верхняків показало їхню задовільну працездатність і ефективність. Крім того, розроблені ресорні верхняки зі склопластику РBCB.

Спеціальне кріплення. До спеціального посадкового металевого кріплення відносяться органне, кущове, кострове й посадкові стояки (тумби) (рис. 7.6). Органне металеве кріплення, як і дерев'яне, складається з одного або двох рядів металевих стояків, установлюваних паралельно вибою по лінії обвалення породи при управлінні покрівлею обваленням. Стояки органного металевого кріплення встановлюють так само, як і при дерев'яному.

Металеве кущове кріплення аналогічне дерев'яному. Металеве кострове кріплення застосовують рідко і то на пластах пологого залягання. На пластах потужністю 0,42—2 м з кутами залягання до 25° найбільше поширення одержали спеціальні стояки ОКУ, що встановлюють на границі привибійного простору по лінії обвалення породи, утворюючи посадковий ряд при управлінні покрівлею обваленням.

Стояки ОКУ (рис. 7.7, а) складається зі станини 1, усередині циліндричної частини якої маються три завзятих витки; гвинтового стрижня 2, на зовнішній поверхні якого розташоване шість гвинтових витків, три з них (опорні) спираються на витки станини, інші три витки гальмові. Усередині гвинтового стрижня мається різьблення, куди угвинчується настроечний гвинт 5 з голівкою у вигляді півсфери із шістьма отворами для ломика, яким роблять на строювання стояка (вигвинчування) на

81

Первісний розпір стійки між покрівлею й підошвою роблять забиванням настановних клинів в отворах корпуса під висувну частину або гвинтовий домкрат. Після розпору стояка забивають горизонтальний клин, а настановні клини виймають. Розвантажують стояк при витягу ударами по тонкому кінці горизонтального клина. При цьому пружина піднімає нагору звільнившийся вкладиш (повзун) і висувна частина стояка опускається в корпус. Різні типи стояків тертя з влаштування незначно відрізняються один від одного.

Стояки типу ТУ призначені для пластів потужністю 0,51—1,33 м з кутами залягання до 35⁰; стояки Т25 для пластів потужністю 1,2—1,9 м; стояки типу Т—для пластів потужністю 0,88—2,48 м.

Гідравлічні стояки СУГ30 і 2ГСК виготовляють із замкнутою гідросистемою, а стояки 2ГВТ, 2ГВС, ГВД—с зовнішнім живленням.

Гідравлічний стояк 2ГСК (рис 7.4, в) являє собою своєрідний гідравлічний домкрат. Він складається з корпуса, ручного насоса, штока (висувної частини), змінної насадки, накидної втулки, запобіжного розвантажувального клапана, нижньої опори, приводного механізму насоса, серги розвантажувального пристрою. Розсунення й первісний розпір стояка при установці роблять за допомогою двоступінчастого насоса, повертаючи рукоятку поперемінно в один та інший бік. Робоча рідина при цьому перекачується з корпуса в циліндр під поршень штока й розсовує стояк на необхідну величину, розпираючи його між ґрунтом і покрівлею з зусиллям 70—100 кН. При роботі стояка навантаження на нього зростає до величини робочого опору, спрацьовує запобіжний клапан, часть рідини випливає в резервуар корпуса й стояк знову набирає навантаження. Розвантаження стояка при витягу роблять шляхом відкриття розвантажувального клапана, для чого сергу розвантажувального пристрою необхідно підняти нагору. При цьому робоча рідина випливає з-під висувної частини в резервуар, а висувна частина опускається в циліндр стояка.

Стояки 2ГСК призначені для пластів потужністю 1,74— 3,4 м. Стояки СУГ30 застосовують на пластах потужністю 0,65— 2 м з кутами залягання до 35°.

У гідравлічних стояків із зовнішнім живленням 2ГВТ, 2ГВС, ГВД водомасляна емульсія для розсунення й розпору стояків надходить під тиском по трубопроводу, прокладеному в лаві від насосної станції. Трубопровід має гнучкі відводи з установленими на їхніх кінцях пістолетами, за допомогою яких водомасляна емульсія подасться в стоякі через розвантажувальний пристрій. Розвантаження стояків при витягу роблять через розвантажувальний клапан. При цьому робоча рідина випливає назовні.

Металеві верхняки. При кріпленні очисних виробок на пластах пологого й похилого падіння потужністю більше 0,8 м у комплекті з металевими стояками застосовують металеві шарнірні верхняки. Застосування їх дозволяє мати у вибою безстоякову машинну дорогу, закріплену консолями верхняків, і робити механізовану пересувку забійного конвеєра. Тепер одержали поширення верхняки В20Б, М71С, СВ3, а також висувні верхняки ВВ2 і ВВ30.

Верхняк В20Б (рис. 7.5) являє собою зварену балку коробчатого перетину 5 з вилкою 8 на одному кінці і з вушком 2 і сергою на іншому. До вилки шайбою 6 прикріплений штир шарніра 7, а до балки - скоба 4, на яку за допомогою ланцюжка підвішений переносний клин 9. Для попередження сковзання верхньої опори стояка до балки верхняка приварені накладки 3. При установці верхняка отвір вушка з’єднують з отвором вилки раніше встановленого верхняка й вставляють штир шарніра. Потім піднімають верхняк під покрівлю, забивають в отвір серги переносний клин і встановлюють під верхняк стояк. Після установки стояка клин вибивають.

Верхняк М71С конструктивно трохи відрізняється від верхняка В20Б І

80

Похилий ствол 12 (від нім. Schacht) – похила гірнича виробка, що має безпосередній вихід на земну поверхню й призначена для обслуговування підземних гірничих робіт (рис. 2.6).

Квéршлаг 13 (рис. 2.2,

2.6, 2.10) (від нім. Querschlag) – горизонтальна гірнича виробка, що не має безпосереднього виходу на земну поверхню, проводиться вхрест простягання пласта й призначений для розкриття вугільних пластів, транспортування вантажів, переміщення людей, вентиляції і ін. У залежності від призначення й розташування розрізняють: блокові, головні, горизонтні, панельні, проміжні, флангові, дільничні, поверхові.

Штрек 14, 14' (від нім. Schtreke, буквально – відстань) – горизонтальна гірнича виробка, що не має безпосереднього виходу на земну поверхню й проводиться за простяганням пласта (при горизонтальному заляганні пласта у будь-якому напрямку). За призначенням штреки розрізняють: головний – виробка, по якої здійснюється основний потік вантажів. Корінний – головний панельний чи поверховий, проводиться на рівні головного відкотного чи вентиляційного горизонтів шахти. Вентиляційний – розташовується вище ярусу чи поверху, що обслуговується, призначений для відводу з лави відпрацьованого повітря. Виїмковий – обмежує підповерх, ярус і виїмковий стовп. Панельний – призначений для обслуговування однієї панелі. Польовий – проведений по пустих породах, що вміщують пласт. Пластовий – проведений по пласту, або змішаним вибоєм. Проміжний – використовується для підготовки до відробки вище - чи нижче лежачого ярусу (підповерху). Поверховий – проводиться на усю довжину шахтного поля до його меж і призначений для обслуговування робіт у вище –чи нижчележачому поверсі. Ярусний – проводиться в панелі й призначений для обслугову-вання робіт у вище - чи нижче лежачому ярусі. Транспортний – розташовується нижче ярусу чи підповерху, обладнається стрічковим конвеєром і рейковою колією (монорейковою колією) для доставки матеріалів. Бутовий – проводиться за простяганням у виробленому просторі лави шляхом підривання бокових порід (переважно покрівлі) для отримання закладного матеріалу.

Штреки проводяться вузьким або широким вибоєм із верхньою (рис. 2.7, а ), двобічною (рис. 2.7, б) чи нижньою розкосиною (рис. 2.7, в).

Берма - при підземній розробці родовищ – смуга (завширшки біля 1 м), що прилягає до контуру виробки (штреку чи іншої виробки) й призначена для охорони підготовчої виробки або розташування обладнання (конвеєра).

Орт 15 (рис 2.2, 2.8) (від нім. Ort, буквально – місце) – горизонтальна гірнича виробка, що не має безпосереднього виходу на земну поверхню,

25

проведена в товщі пласта вхрест простягання, за звичай, в межах його потужності. Орти проводяться при розробці потужних покладів для з’єднання штреків, що проведені в покрівлі й підошви.

Просік 16 (рис. 2.9, 2.11) (від нім. Durchhieb, Rösche) – горизонтальна гірнича виробка, що не має безпосереднього виходу на земну поверхню, проводиться паралельно штреку, за звичай, без підривання бокових порід і призначений для провітрювання штреків при їх проведенні чи з’єднання очисного вибою з виробками, що примикають до нього, для транспортування вантажів, переміщення людей.

Штольня 17 (від нім. Stollen) – горизонтальна гірнича виробка, що має безпосередній вихід на земну поверхню, проводиться по порожніх поро-

дах вхрест простягання (рис. 2.10). Розрізняють: розвідницькі та експлуатаційні, відкотні, вентиляційні й водовідливні.

Лава 20 (від нім. Streb) – традиційна російська назва протяжної очисної виробки. Термін виник на початку 19 ст. (рис. 2.11).

Поздовжні виробки, що з’явилися на Лисичанському “казенному” руднику у 1839 р., отримали місцеву назву “лавка”, тобто лавка, можливо, тому що забійникам приходилося працювати у них сидячи.

Тому термін “лавка” трансформувався в лаву. Подібний термін Sitzort – “сидяче місце” з’явився в Германії наприкінці 18 ст.

Очисна камера 21 (рис. 2.12) (від нім. Untertagekammer) – підземна гірнича виробка, що має у порівнянні з великими поперечними розмірами невелику довжину.

26

стояків у залежності від ширини смуги вугілля, що виймається, приймають рівним 0,63—1,26 м (частіше 0,8 м).

Відстань між комплектами кріплення, уздовж вибою (l_P залежить від величини гірського тиску й стійкості порід. На практиці воно дорівнює 0,8—1,2 м.

Металеві стояки можуть бути твердими й податливими, а останні з наростаючим або постійним опором. Податливі стояки коротшують під дією гірського тиску, не утрачаючи своєї несучої здатності. Вони менше вдавлюються в ґрунт і сприяють більш рівномірному опусканню покрівлі в привибійному просторі, зменшенню утворення тріщин у покрівлі й вивалів породи між кріпленням. Стояки наростаючого опору при установці їх мають невеликий початковий опір, що зростає до робочого опору по мірі опускання покрівлі. Стояки постійного опору мають значно великі початковий й постійний робочий опір завдяки опусканню висувної частини стояка при збільшенні гірського тиску. Піддатливість стояків повинна бути більше величини опускання покрівлі в привибійному просторі, інакше стояк перетвориться у твердий. Зараз виготовляють тільки стояки постійного опору.

Стояки постійного опору поділяють на стояки тертя й гідравлічні. Стояки тертя застосовують наступних типів: ТУ, ТЖ, Т тощо.

Стояки тертя (рис. 7.4, а) складаються з корпуса 1, висувної частини 2 і деталей замкового пристрою 3, 4. Корпус стійки ТУ складається з жолоба з двома рядами довгастих отворів, розташованих у шаховому порядку, приварених до нього замка й нижньої опори. Висувна частина складається з косинця (у стійці ТУ), труби або зварених між собою двох коритоподібних профілів (у різних типах стояків) із привареної до торця верхньою опорою під дерев'яний або металевий верхняк. Замок складається з корпуса, горизонтального клина, вкладиша (повзуна), розташованого між клином і висувною частиною стояка, й пружини. При забиванні горизонтально-

го клина забезпечується початковий опір стояка завдяки тертю між поверхнями висувної частини й замка. По мірі збільшення навантаження на стояк висувна частина опускається вниз, захоплюючи за собою вкладиш, відбувається самозатягування замка й стояк працює з постійним робочим опором.

79

Рис. 7.3. Конструкції металевого привибійного індивідуального кріплення: 1 – верхняк; 2 – стояк кріплення; 3 – посадкові стсояки; 4 - конвеєр

Рис. 2.10. Схема розкриття родовища

Рис. 2.11. Схема лави з виробками

Рис. 2.12. Схема розташування очисних камер

Зведення привибійного кріплення виконують відповідно до паспорта кріплення й управління покрівлею в очисному вибої. До початку робіт із кріплення робоче місце повинне бути забезпечене кріпильним лісом необхідних розмірів і в достатній кількості. В очисній виробці повинний бути незнижуваний змінний запас лісу. Перед установкою кріплення необхідно оглянути й привести в безпечний стан робоче місце, очистити підошву від вугілля й породи, відібрати стояки й верхняки. Потім нижній кінець стояка встановлюють на підошву або в лунку, зроблену в підошві, і підбивають верхній кінець стояка під покрівлю, подлапок або верхняк. При застосуванні верхняків перший стояк підбивають посередині його. При цьому одною рукою утримують верхняк у покрівлі, а іншою підводять під нього верхній кінець стояка. Підбивають стояк так, щоб він був перпендикулярним до покрівлі й підошви. Наступні стояки комплекту підбивають під раніше встановлений верхняк. При наявності в комплекті кріпи лежня спочатку його укладають на підошву торцем вдотик лежневі раніше встановленого комплекту. Потім стійку встановлюють на лежень, утримуючи верхняк, підводять під нього верхній кінець стояка й міцно забивають. На похилих, крутопохилих і крутих пластаах стояки кріплення є опорою для працюючих, обладнання запобіжних полків, розміщення кріпильних матеріалів і пересування людей. Вони повинні бути підбиті до дзенькоту при ударі. Слабко підбитий стояк може бути причиною травматизму або обвалення породи.

До спеціального (посадкового) кріплення відносять органне, кущове й кострове кріплення. Органне кріплення (органку) застосовують у якості посадкового (обрізного) кріплення при управлінні покрівлею повним обваленням або для огородження від виробленого простору окремих ділянок лави й інших виробок.

Органне кріплення 3 (рис. 7.1, а, 7.6) являє собою один або кілька рядів стояків, встановлюваних паралельно вибоєві лави на межі обвалення в останньому ряді стояків привибійного простору. Стояки встановлюють під обапіл (розпил) або під покрівлю при міцній породі. Не більше ніж через 5 м в органке залишають вікна (проходи) шириною не менше 0,7 м.

Кущове кріплення - різновид посадкового кріплення, що складається з кущів - груп стояків з 4—9 шт. і більше з відстанню між стояками 0,1—0,2 м. Відстань між кущами 2—4 м і більше в залежності від величини гірського тиску. Застосовують кущове кріплення при управлінні покрівлею обваленням.

Кострове кріплення складається з кострів, розташовуваних на відстані 3—6 м один від одного. Застосовують в якості посадкового кріплення при управлінні покрівлею обваленням або плавним опусканням, а також для охорони підготовчих виробок і закладки порожнеч над кріпленням при значних обваленнях порід покрівлі.

Костри - конструкція кріплення у вигляді кліті зі стояків діаметром 10—15 см, довжиною 1—1,5 м квадратної 7, прямокутної 8, або трикутної форми 9 (рис. 7.1, б, 7.6), що викладається між покрівлею й підошвою пласта. Костри викладають в один або два ряди паралельно вибою. Відстань між рядами 1—2 м.

Одержують поширення кустокостри, бутокостри (костри, заповнені усередині породою), що витримують великі навантаження.

Металеве індивідуальне кріплення застосовують в основному на пологих і похилих пластах. Поділяють їх на привибійне й спеціальне.

Привибійне кріплення. Конструкцією привибійного кріплення є комплект (рамка), що складається, як правило, з одного стояка й верхняка (рис. 7.3). Іноді застосовують комплекти з двох, трьох і більше стояків під верхняк. Стояки розташовують рядами паралельно вибою. Перший ряд стояків установлюють на відстані 1—1,3 м від вибою в залежності від ширини виймальних і транспортних машин (машинна дорога). Комплекти кріплення верхняками розташовують у лінію перпендикулярно до вибою (перпендикулярне кріплення). Відстань між рядами

78

Розрізнюють: експлуатаційні й службові. Експлуатаційна розташовується за падінням чи простяганням пласта між транспортною й вентиляційною виробками. Ширина камери (довжина вибою) 5…10 м, а довжина – 100…200 м. Використовуються при камерно-стовповій системі розробки.

Збійка – горизонтальна (або похила) гірнича виробка, яка проводиться у процесі розкриття шахтного поля або блоку між двома стволами чи штольнями; між бремсбергами (уклонами) і хідниками при проведенні для поліпшення провітрювання виробок.

Пристволовий двір – комплекс виробок (службові камери, ділянки квершлагів або штреків, а також інші протяжні виробки), що розташовані біля шахтних стволів і призначені для обслуговування підземних гірничих робіт.

Форма поперечного перерізу виробок залежить від фізико-механічних властивостей порід, що пересікаються, строком служби, призначенням, матеріалу й конструкції кріплення, а також від способу її проведення.

Фактори, що визначають форму поперечного перерізу виробки: фізико-механічні властивості гірських порід, призначення і термін службі виробки, матеріал кріплення, положення виробки в просторі, розміри її поперечного перерізу, величина та напрямок гірського тиску тощо.

В залежності від вказаних факторів гірничі виробки мають різні форми поперечного перерізу: аркову (рис. 2.13, а), трапецієподібну (рис. 2.13, б), прямокутну (рис. 2.13, в), круглу (рис. 2.13, г), еліптичну (рис. 2.13, д), полігональну (рис. 2.13, е), несиметричну (рис. 2.13, ж, з).

Розміри поперечного перерізу виробки визначаються габаритами підйомних судин чи транспортного устаткування (клітей, скіпів, вагонеток, електровозів, конвеєрів), необхідними зазорами між кріпленням і зазначеним устаткуванням, а також кількістю повітря, що повинно проходити по виробці з певною швидкістю. В стволах, призначених для спуску й підйому вантажів, швидкість повітря не більше 12 м/с; у стволах, що використовуються для підйому людей, квершлагах, головних відкотних і вентиляційних штреках, капітальних і панельних бремсбергах і уклонах — 8 м/с, у всіх інших виробках — 6 м/с.

У вертикальних стволах додатково враховуються розташування, кількість підйомних судин і наявність іншого устаткування (сходове відділення, трубопроводи, кабелі й ін.), а в горизонтальних і похилих виробках — число рейкових колій.

Площа виробки, що визначається по внутрішнім утворюючим кріплення, називають перетином у світлі, а по контурі порід — перетином у проходці. Площа поперечного перерізу круглих стволів у світлі характеризується діаметром ствола, що приймається від 4 до 8,5 м з інтервалом через 0,5 м (площа від 12,6 до 56,7 м²). Мінімально припустима площа перетину головних відкотних і вентиляційних виробок, а також людських хідників призначених для механізованого перевезення людей - 6,0 м² при висоті не менше 1,9 м від підошви до кріплення; для дільничних вентиляційних, проміжних, конвеєрних та акумулюючих штреків, дільничних бремсбергів і уклонів

27

6 м² при висоті не менше 1,8 м від підошви до кріплення; для вентиляційних просіків, печей, косовиків та інших виробок 1,5 м².

Експлуатацію чи розвідку родовищ корисних копалин ведуть гірничі підприємства. До гірничих підприємств відносяться шахти, кар'єри, рудники.

Кожне гірниче підприємство наділяється певною ділянкою родовища корисної копалини, що призначена до розробки.

Шахтою називають гірниче підприємство, що здійснює видобуток корисних копалин підземним способом. Шахта складається з будинків і споруд на поверхні й системи підземних гірничих виробок.

Основними характеристиками, що визначають тип шахти, є виробнича потужність і термін служби шахти.

Виробничою потужністю шахти А називається кількість корисної копалини в тоннах (чи кубічних метрах), що добувається за одиницю часу (доба, рік).

Термін функціонування (служби) шахти Т дорівнює періоду, протягом якого відпрацьовуються промислові запаси корисної копалини Z_пром у межах шахтного поля.

Між цими величинами є наступна залежність:

Z_пром = А  Т, т.

Сучасні вугільні шахти – це великі високомеханізовані промислові гірничі підприємства, з річною потужністю 2...3 млн. т вугілля. Терміни служби шахт коливаються від 10 до 50 років і більше. Чим крупніше шахти й чим більше величина запасів корисної копалини, тим більше й термін служби шахти.

Гірничі підприємства, що розробляють рудні родовища, називають рудними шахтами.

Гірниче підприємство, що здійснює експлуатацію родовищ корисних копалин відкритим способом, називають кар'єрами.

Родовища, що мають поширення на великій площі доцільно розділяти на декілька частин для розробки окремими гірничими підприємствами. Шахтним полем називається родовище або його частина, що відводиться для розробки одній шахті.

Шахтні поля мають технічні границі. При негоризонтальному заляганні пласта розрізняють верхню границю шахтного поля чи за підняттям, нижню границю, чи границю шахтного поля за падінням, границі шахтного поля за простяганням.

Форма шахтного поля залежить від характеру залягання родовища. При правильному заляганні вугільного пласта шахтне поле має форму прямокутника, що витягнутий за простяганням (рис. 2.14, а).

При правильному заляганні вугільного пласта шахтне поле приймає фор-

му, що відповідає формі родовища чи його частини (рис. 2.14, б). Розміри шахтних полів вугільних шахт за простяганням коливаються від 3 до 10 км, а на великих шахтах - до 20 км, за падінням - до 4-5 км.

Корисна копалина залягає як поблизу поверхні, так і глибоко під землею. У залежності від цього й інших факторів вугілля добувають відкритим чи підземним способами. При відкритому способі видобуток виконується з поверхні, у розрізах,

28

доставочного механізму (найчастіше дорівнює 0,8—1,2 м). Відстань між комплектами кріплення (l_P, що залежить від стійкості покрівлі й величини гірського тиску, визначають розрахунком.

В основному воно дорівнює 0,7-1,0 м. Сусідні (у лінії кріплення) комплекти встановлюють з перехопленням раніше встановлених на 0,2—0,3 м.

Паралельне кріплення (рис. 7.1, 6, 7.2) застосовують на крутопохилих і крутих пластах, але при наявності тріщин у покрівлі, розташованих перпендикулярно до вибою або близько до цього напрямку. Її можна застосовувати також на по-

логих і похилих пластах. Відстань між рядами комплектів кріплення залежить від ширини смуги вугілля, що виймається, і звичайно дорівнює 0,8—1 м. Відстань між стояками в комплекті залежить від величини гірського тиску, і приймають його при довжині комплекту 2 м рівним 0,9 м - при трьох стояках і 0,6 м - при чотирьох стояках у комплекті. Комплекти в одній лінії кріплення установлюють вдотик один до одного. Відстань між крайніми стояками сусідніх комплектів 0,2—0,3 м.

При хитливих, слабостійких і тріщинуватих породах покрівлі в проміжках між комплектами можливе випадання шматків породи. Тому кріплення підсилюють затягуваннями з обаполів, що укладаються на верхняки сусідніх комплектів. При схильності підошви до обвалення (сповзанню) застосовують затягування й по підошві. Відстань між затягуваннями 0,4—0,5 м (врозбіг), але буває й суцільне затягування.

77

Рис. 7.2. Конструкції дерев’яного кріплення: 1 – відшивка; 2 – бутова смуга; 3 – полиця; 4 – упорні костри; 5 – напрямні рештаки; 6 – повітряпровід; 7 – рятувальні ніші; 8 – відбійні молотки; 9 – колпаки; 10 – відшивка в пічі

З урахуванням умов роботи кріплення очисних виробок повинна задовольняти технічним, виробничим і економічним вимогам. Технічні вимоги: міцність, стійкість і твердість кріплення. Виробничі вимоги: мінімальна маса кріплення, забезпечення можливості виконання в привибійному просторі усіх виробничих процесів, пропуск необхідної кількості повітря при мінімальному опорі руху його, механізація установки й пересувки кріплення. Економічні вимоги: мінімальна вартість кріплення й найменші витрати на її зведення, видалення, перенесення або пересувку й ремонт, надійність і довговічність кріплення.

Кріплення очисних виробок класифікують по різних ознаках. За конструкцією кріплення поділяють на індивідуальне, секційне, комплектне й агрегатне.

Індивідуальне кріплення складається з окремих, не зв'язаних між собою конструктивно елементів (рам, стояків, верхняків), що переставляються слідом за посуванням вибою без застосування засобів механізації. За призначенням індивідуальне кріплення поділяють на привибійне й посадкове (спеціальне). Привибійне кріплення зводять у привибійному просторі лави для підтримки покрівлі. Посадкове кріплення установлюють на межі з виробленим простором, що погашається. Воне служить для управління покрівлею обваленням або плавним опусканням. Іноді спеціальне кріплення застосовують для посилення привибійного кріплення при збільшенні гірського тиску.

Секційне кріплення складається з окремих секцій, що не мають силових і кінематичних зв'язків між собою або іншим устаткуванням у лаві. Елементи секції (верхняк, стояки, основу) мають між собою силовий та кінематичний зв'язок.

Комплектне кріплення складається з окремих комплектів, що не мають постійних зв'язків між собою й іншим устаткуванням у лаві. Кожен комплект складається з двох і більше секцій, рухливо зв'язаних між собою.

Агрегатне кріплення складається з окремих секцій, що мають постійний силовий і кінематичний зв'язок між собою через загальну базу (найчастіше через конвеєрний став або спеціальну балку).

Секційне, комплектне й агрегатне кріплення пересувають слідом за посуванням вибою лави за допомогою спеціальних пересувачів (домкратів).

Дерев'яне привибійне й спеціальне кріплення застосовують самостійно в тих випадках, коли за якимись причинами застосувати металеве кріплення не представляється можливим або вона за своїми параметрами не підходить. Елементи дерев'яного кріплення (верхняки, контрольні стояки) можна застосовувати разом з металевим кріпленням.

Привибійне кріплення. Основною конструкцією дерев'яного кріплення є комплект (рамка), що складається з верхняка (рис. 7.1, а) і однієї, двох або трьох стояків 2, підбитих під нього. При міцних, стійких породах покрівлі кріплять без верхняків. У цих випадках стояки підбивають під покрівлю або застосовують подлапок з обаполу довжиною 0,3—0,5 м. При кріпленні на крутопохилих і крутих пластах, коли можливе обвалення (сповзання) підошви, комплект складається з верхняка, лежня 4 і трьох або чотирьох стійок, підбитих між ними (рис. 7.1, 6). Верхняки (лежні) мають довжину 0,5—2 м, ширину 10—15 см, товщину 2—5 см. Їх виготовляють з обаполів або розпилів, а іноді з круглого лісу. Довжина стояку залежить від потужності пласта.

У залежності від розташування комплекту кріплення стосовно лінії вибою розрізняють кріплення перпендикулярне й паралельне.

Перпендикулярне кріплення (рис. 7.1, а) застосовують в основному на пологих і похилих пластах. Відстань від вибою до першого ряду стояків залежить від ширини виїмальних машин і складає 1—1,2 м. Відстань між стояками в комплекті залежить від ширини смуги вугілля, що виймається, (захоплення комбайна) й ширини

76

при підземному — з гірничих виробок, в шахтах.

Після виконання розвідницьких і проектних робіт, для того, щоб приступити до видобутку корисної копалини, незалежно від способу його видобутку, необхідно зробити розкриття і підготовку родовища.

Розкриттям називають забезпечення доступу з поверхні землі до родовища (чи його частини) за допомогою проведення гірничих виробок для створення умов підготовки корисної копалини до виїмки.

Головна мета розкриття полягає в створенні транспортних зв'язків між очисними вибоями — місцем основного видобутку корисної копалини й пунктом прийому його на поверхні, у забезпеченні умов для безпечного переміщення людей, а також комфортних умов на робочому місці. При цьому під транспортними зв'язками маються на увазі не тільки транспортування гірської маси й доставку людей до робочих місць і назад, але й транспортування допоміжних матеріалів, збір води в шахті й відкачка її на поверхню, подача свіжого повітря до очисних і підготовчих вибоїв і відвід вихідного струменя на поверхню й ін.

Розкривні виробки поділяють на головні й допоміжні. До головних відносять виробки, що мають безпосередній вихід на земну поверхню (стволи, штольні), допоміжні такого виходу не мають (квершлаги, гезенки й сліпі стволи).

Підготовкою називають проведення підготовчих виробок після розкриття родовища, що забезпечують умови для ведення очисної виїмки.

Очисна виїмка — комплекс робіт з видобутку (добуванню) вугілля в очисному вибої. Очисна виїмка складає сутність підземної розробки й включає комплекс процесів з відділення вугілля від масиву, доставки його до місця навантаження в транспортні засоби, кріплення й підтримання робочого простору.

Основною особливістю технології видобутку корисних копалин є безперервність переміщення робочого місця, що забезпечується систематичним відтворенням фронту очисних вибоїв за допомогою проведення підготовчих і нарізних виробок, передбачених системою розробки.

Сукупність робіт з розкриття, підготовки й очисної виїмки твердих корисних копалин називають підземною розробкою родовища.

Видобуток вугілля в очисному вибої неможливий без виконання в шахті інших робіт: провітрювання, водовідливу, транспортування вугілля й породи, підйому їх на поверхню й ін.

Шахтна вентиляція. Для забезпечення усіх виробок шахти свіжим повітрям, що містить кисню не менше 20 % (за обсягом), видалення метану й інших шкідливих газів, а також пилу шахта безупинно провітрюється. Свіже повітря в шахту подається за допомогою вентиляторів, що розташовують біля одного зі стволів, по іншому стволі забруднене повітря викидається в атмосферу.

Водовідлив. При веденні гірничих робіт із пласта й порід у виробки шахти надходить вода, що по спеціальних канавках стікає у водозбірник, розташований в приствольному дворі. Відкачка води із шахти виконується насосами по трубах, насоси розташовують у камері центрального водовідливу.

Шахтний транспорт забезпечує доставку вугілля з очисних вибоїв у відкотні виробки, транспортування по виробках вугілля й породи, матеріалів, устаткування, перевезення людей. Доставку вугілля з очисних вибоїв на пологих пластах здійснюють скребковими конвеєрами, при кутах падіння більше 40—45° — самопливом по підошві пласта. По горизонтальних і похилих виробках транспортують вугілля й породу стрічковими конвеєрами чи у вагонетках.

При підземних гірничих роботах з вугілля й вміщуючих порід у гірничі виробки виділяється метан. Існують три форми його виділення: звичайне, суфлярне й раптове.

29

При звичайному виділенні метан надходить у рудникову атмосферу безупинно порівняно рівномірними порціями з всієї оголеної площі пласта й порід.

При суфлярному виділенні газ надходить з розламів порід, шпурів і свердловин у пласті, ділянок геологічних порушень. При цьому виділення метану продовжується тривалий час (годинами, навіть місяцями).

Під раптовим виділенням варто розуміти таке динамічне явище, при якому відбувається швидке руйнування частини вугільного пласта з майже миттєвим викидом великої кількості газу, виносом здрібненого вугілля в прилягаючу виробку й утворенням характерної порожнини.

Вугільні шахти в залежності від метановості поділяються на п'ять категорій (див. § 3.5.2 “Правила безпеки у вугільних шахтах”). Критерієм для такого розподілу є відносна метановість, тобто кількість метану в кубічних метрах, що виділяється в добу на 1 т середньодобового видобутку.

Категорія шахти за метаном	Відносна метановість шахти, м3/т
I	До 5
II	Від 5 до 10
III	Від 10 до 15
Понад категорні	15 і більше; шахти, небезпечні за суфлярними виділеннями
Небезпечні з раптових викидів	Шахти, що розробляють пласти, небезпечні чи загрозливі з раптових викидів вугілля й газу; шахти з викидами породи

У межах шахтного поля містяться певні запаси корисної копалини. Розрізняють геологічні, балансові й забалансові запаси (рис. 2.15).

Геологічними називають загальна кількість запасів корисної копалини родовища або його частини.

Балансовими називають такі запаси, розробка яких економічно доцільна: за якістю корисної копалини вони відповідають вимогам їхнього промислового

30

комбайнами й струговими установками — з індивідуальним або механізованим кріпленням, буровибухову — з індивідуальним і щитовим кріпленням і з застосуванням гнучкого перекриття, гідромоніторами й бурошнековими без кріплення.

У залежності від кута залягання й потужності розроблювальних пластів технологічні схеми поділяють на схеми, що застосовуються при розробці пологих і похилих пластів тонких, середньої потужності й потужних; крутих пластів тонких, середньої потужності й потужних. Одним з основних напрямків удосконалювання технології та підвищення ефективності роботи є впровадження типових технічних рішень, що представляють досить складну задачу в зв'язку з різноманіттям і мінливістю гірничо-геологічних умов розробки й постійним переміщенням місця роботи з виїмки вугілля (породи).

Типізацію основних технологічних і технічних рішень здійснюють шляхом впровадження в практику “Технологічних схем очисних і підготовчих робіт” і “Прогресивних технологічних схем розробки пластів на вугільних шахтах”, розроблених Інститутом гірничої справи ім. А. А. Скочинського.

Прогресивні технологічні схеми охоплюють широкий діапазон гірничо-геологічних і гірничотехнічних умов, кожна ж схема призначена для застосування у вузькій області значень потужності й кута залягання пласта, опірності вугілля різанню, стійкості й обвалення покрівлі, міцності підошви, газовості пласта, водоносності порід і глибини розробки.

Прогресивними технологічними схемами передбачене застосування вузькозахватних комбайнів з механізованим кріпленням, а на крутих з механізованим комплектним або індивідуальним кріпленням; стругів з механізованим комплектним або індивідуальним кріпленням; бурошнекових установок; гідравлічного і буровибухового способів виїмки з щитовим кріпленням. Найбільше застосування мають вузькозахватні комбайни й струги з механізованим кріпленням, як правило, з безнишевою виїмкою; основний спосіб управління покрівлею— повне обвалення. Кріплення сполучень лав з виїмковими виробками прийнято механізованим й індивідуальним кріпленням.

Крім прогресивних технологічних схем з 1984 р. почалося широке впровадження технологічних схем розробки пластів, небезпечних по раптових викидах вугілля й газу, спрямованих на значне підвищення безпеки й ефективності розробки викидонебезпечних пластів на основі скорочення обсягів застосування трудомістких способів запобігання раптових викидів і широкого використання нових, більш раціональних технологічних, технічних і організаційних рішень.

Очисну виїмку вугілля роблять в очисних виробках — лавах довжиною 150—350 м. У результаті виїмки вугілля вибій лави переміщається. Простір усередині очисної виробки між вибоєм і спеціальним кріпленням, що обгороджує виробку від виробленого простору, служить для розміщення виїмальних машин, доставочних засобів, кріплення, що працюють у лаві людей і руху повітря, називають призабійним (робочим) простором. Ширина привибійного простору від 1,5 до 4,5 м, довжина дорівнює довжині лави, висота— потужності пласта, що виймається.

До проведення виробки гірські породи, розташовані на деякій глибині, зазнають дію маси вищележачих порід і знаходяться в стані напруженої рівноваги, тобто тиск вищележачих порід урівноважено силами опору нижчележачих порід. При проведенні виробки рівновага порушується, у породах навколо виробки відбуваються перерозподіл і зміна напруг. У результаті концентрації напруг гірські породи навколо виробки деформуються, особливо на оголених поверхнях (покрівля, підошва, вибій лави). Якщо напруги не перевищують межі пружності породи, то деформації будуть пружними, а оголення стійкими і зведення кріплення не обов’язкове. Коли напруги перевищують межу пружності породи, то деформації будуть пластичними, а оголення нестійкими й виробку необхідно кріпити.

75

Рис. 2.15. Класифікація запасів та втрат вугілля

Як здійснюється виїмка вугілля в камерах?

Яким чином здійснюється кріплення камер?

Які шляхи зменшення втрат вугілля при системах розробки короткими очисними вибоями?

Виходячи з яких умов визначається ширина камер? Що називається устям камери?

Як можуть розміщуватися камери у площині пласта?

Сутність поділення потужних пластів на шари.

Охарактеризуйте систему розробки похилими шарами.

Охарактеризуйте систему розробки похилими шарами з закладкою виробленого простору. Охарактеризуйте систему розробки горизонтальними шарами.

Охарактеризуйте систему розробки горизонтальними шарами в низходному порядку з обваленням покрівлі.

Яким чином здійснюється провітрювання очисного вибою при відпрацьюванні стовпів вугільними пилками?

Чим визначається ширина стовпів (розмір по простяганню) при їх вийманні за допомогою бурошнекової виїмки?

Як провітрюються вибої при бурошнековій виїмці (показати шлях руху струменя (течії) повітря)?

Як здійснюється управління гірським тиском при бурошнековій виїмці?

Як здійснюється підтримка покрівлі крутих пластів при їх виїмці вугільними пилками?

Які переваги та недоліки системи лава-камера? Чи можна їх відне­сти до систем розробки без постійної присутності людей? Якщо можна, то за яких умов?

Коли очисні вибої, які оснащені механізованими комплексами, мож­на віднести до систем розробки без постійної присутності людей?

Що можна запропонувати для виїмки пластів потужністю 0,4-0,6 м?

ПРОЦЕСИ ОЧИСНОЇ ВИЇМКИ

Технологічні схеми очисних робіт. Кріплення очисних виробок.

Гірський тиск в очисних виробках. Вимоги до кріплення очисних виробок і їх класифікація. Кріплення очисних виробок дерев'яним кріпленням. Кріплення очисних виробок індивідуальним металевим кріпленням. Кріплення очисних виробок механізованим кріпленням. Способи управління гірським тиском. Механізація виїмки вугілля

Вибір технологічних схем очисних робіт визначають сполученням гірничо-геологічних факторів, основними з яких є кут залягання, потужність і будова пласта, стійкість порід покрівлі й підошви, опірність вугілля різанню, наявність геологічних порушень, газовість пласта й вміщуючої товщі порід, цінність вугілля.

У залежності від способу виїмки вугілля технологічні схеми очисних робіт поділяють на схеми з виїмкою вугілля відбійними молотками, буровибуховими роботами, широкозахватними й вузькозахватними комбайнами, струговими й скрепероструговими установками, конвеєроструговими агрегатами, гідромоніторами, бурошнековими установками. Крім того, технологічні схеми в залежності від застосовуваного кріплення поділяють на схеми з індивідуальним, механізованим, щитовим кріпленням і з застосуванням гнучкого перекриття.

Виїмку відбійними молотками, широкозахватними комбайнами й скреперостругами застосовують тільки з індивідуальним кріпленням. Вузькозахватними

74

використання, а за кількістю й умовами залягання придатні для добування при сучасному рівні техніки.

Забалансові запаси цим вимогам не відповідають, тому в даний час їхній не розробляють. Але їх можна розглядати як об'єкт промислового освоєння надалі в зв'язку з розвитком техніки й удосконалюванням технології видобутку, збагачення й використання.

До забалансових відносять запаси, що зосереджені в пластах неробочої потужності чи вугілля має високу зольність, понадлімітний вміст сірки чи залягають на глибині, недоступної для розробки з використанням існуючої технології.

Запаси корисної копалини в залежності від їхньої вивченості поділяються на чотири категорії: А, В, С₁ і С₂..

До категорії А відносяться запаси, детально розвідані й вивчені за допомогою гірничих виробок, маються повні дані про якість корисної копалини.

До категорії В відносяться запаси, розвідані й вивчені в меншій мірі, чим запаси категорії А, оконтурені розвідницькими виробками, що дозволяють з'ясувати основні особливості залягання й якість корисної копалини без поділу їх на кондиційні й некондиційні. Кондиції пластів встановлюються в залежності від їхньої потужності, марки й зольності вугілля, району розташування родовища, кута падіння пластів та інших факторів.

До категорії С₁ відносяться запаси, установлені на підставі даних окремих розвідницьких виробок, геологічних і геофізичних зйомок; умови залягання й якість корисної копалини вивчені загалом.

До категорії С₂ відносяться запаси, оцінені тільки за геологічними даними.

При розробці шахтного поля не всі балансові запаси можуть бути видані на поверхню. Частина їх залишається в надрах і складає втрати. Величина втрат оцінюється у відсотках чи виражається у вигляді коефіцієнта втрат, що представляє собою відношення кількості втраченої корисної копалини до його балансових запасів.

Втрати корисної копалини прийнято поділять на три групи:

1. Втрати в запобіжних та бар’єрних ціликах, що називають загальношахтними. Запобіжні цілики запобігають уникнути шкідливий вплив гірничих робіт на охоронювані штучні й природні об'єкти на поверхні чи на гірничі виробки. Бар'єрні цілики ізолюють шахтні поля, охороняють діючі гірничі виробки від проривів до них поверхневих чи підземних вод, а також газів чи заіловочної пульпи з виробленого простору або ліквідованих гірничих виробок.

2. Втрати, що зв'язані з геологічними порушеннями пластів і навколишніх порід і гідрогеологічних умов, що не дозволяють вести нормальне відпрацьовування ділянок.

3. Втрати експлуатаційні, вони включають: втрати за площею (частини ціликів, що не виймаються, у підготовчих виробках, в очисному просторі й на межах виймальних ділянок) і за потужністю пласта (пачки вугілля, що залишені в покрівлі, підошві чи між шарами пласта в очисних і підготовчих виробках); втрати від неправильного ведення гірничих робіт (цілики, що залишаються внаслідок завалів чи затоплення виробок; протипожежні цілики, що ізолюють окремі частини шахтного поля одна від одної; опорні цілики, що тимчасово утримують породи покрівлі пласта чи рудного тіла від обвалення у вироблений простір); втрати відбитого вугілля в результаті неповної видачі його з очисного вибою, при підривних роботах, при транспортуванні по виробках.

Кількість корисної копалини, що добувається з родовища, оцінюється коефіцієнтом витягу. Коефіцієнт витягу с показує, яку частину балансових запасів видають на поверхню. Величина його залежить від гірничо-геологічних умов, особливо від потужності й кута падіння чи шару покладу, цінності корисної копалини,

31

глибини розробки, технології ведення гірничих робіт, і коливається в широких межах від 0,8 до 0,9.

Промислові запаси шахтного поля, що має форму правильного прямокутника, можна орієнтовно розрахувати за формулою

т

Добуток потужності пласта на середню щільність вугілля називають продуктивністю пласта, т/м³,

Контрольні питання

Охарактеризуйте класифікаційні ознаки гірничих виробок.

Охарактеризуйте вертикальні гірничі виробки. Надайте ескізи перерізів.

Охарактеризуйте похилі гірничі виробки. Надайте ескізи перерізів.

Охарактеризуйте горизонтиальні виробки. Надайте ескізи перерізів.

Які форми шахтних полів Ви знаєте? Охарактеризуйте розкриття шахтного поля.

Охарактеризуйте розміри шахтних полі по простяганню та падінню.

Які гірничі підприємства функціонують? Перелічить стадії розробки родовища.

Визначте поняття “виробнича потужність гірничого підприємства” та “проектна потужність підприємства”. Що таке “термін службі шахти”?

Охарактеризуйте запаси й втрати корисної копалини в шахтному полі.

РОЗКРИТТЯ ШАХТНИХ ПОЛІВ

Поняття про розкриття шахтних полів. Розкриття вертикальними стволами. Розкриття вертикальними стволами без додаткових розкривних виробок. Розкриття вертикальними стволами й погоризонтными квершлагами. Розкриття вертикальними стволами й поверховими квершлагами. Розкриття похилими стволами. Розкриття родовищ штольнями Комбіновані способи розкриття

Спосіб розкриття — якісна характеристика шахти, що відбиває особливості виду й взаємного розташування головних і допоміжних виробок, проведених у період будівництва й експлуатації гірничого підприємства для створення доступу з поверхні землі до шахтного поля або до його частини.

Шахтні поля розкривають різними способами в залежності від геологічних, гірничотехнічних і економічних факторів: форми й розмірів шахтного поля, потужності й кута падіння пластів, числа пластів і відстані між ними, глибини залягання пластів від поверхні та її рельєфу, порушеності родовища й газовості пластів, потужності шахти й терміну її служби й ін. Врахування впливу перерахованих факторів повинно бути комплексним. Необхідно прагнути до того, щоб обраний спосіб розкриття забезпечував максимальну продуктивність праці при мінімальній собівартості 1 т вугілля.

Способи розкриття розрізняють за типом головних розкривних виробок, що мають безпосередній вихід на поверхню (похилі й вертикальні стволи, штольні та їхні комбінації); розташування головної розкривної виробки щодо пласта й елементів його залягання; числу підйомних горизонтів (одногоризонтні й багатогоризонтні); наявності й типу допоміжних розкривних виробок що не мають виходу на земну поверхню (квершлаги, гезенки, сліпі стволи).

32

почнеться масове розшарування порід. У цей час лаву ставлять на самопосадку.

Щоб не допустити передчасного перепуску завалених порід з вищележачих підповерхів, необхідно надійно утримувати бортові цілики від сповзання. Для цього застосовують бортове анкерне кріплення.

Розрізка лав виконується після кожної самопосадки цілика вугілля, що залишається між розрізною піччю й обваленими породами має ширину, приблизно рівну потужності пласта.

Досягнуто наступні техніко-економічні показники: продуктивність праці робітника по ділянці до 20 т/вихід, витрати лісу на 1000 т до 12 м³, експлуатаційні втрати вугілля знаходяться на рівні 30%.

Розглянуті вище способи виїмки вугілля без постійної присутності людей у вибої використовуються тепер украй рідко.

Контрольні питання

Охарактеризуйте елементи суцільної системи розробки з поділом поверху на підповерхи.

Способи охорони виробок, які прилягають до очисного вибою.

Зобразити й дати характеристику засобів охорони відкотних штреків.

Дати характеристику умов проведення та охорони проміжних штреків.

Для чого потрібні дільничні бремсберги в суцільних системах роз­робки?

В чому полягають переваги суцільної системи роз­робки?

Дайте характеристику умов проведення бремсберга у вироблено­му просторі.

Указати елементи системи розробки довгими стовпами за простя­ганням.

Дайте характеристику способів охорони горизонтальних виїмкових виробок, які прилягають до очисного вибою; особливості сполучень.

Зобразити й дати характеристику способам охорони похилих гірни­чих виробок за різними варіантами стовпових систем розробки.

Як здійснюється транспортування вугілля з очисних вибоїв за сис­темою розробки довгими стовпами за простяганням?

Як вирішуються (розв'язуються) питання концентрації гірничих робіт у просторі за стовпових систем розробки?

Як здійснюється доставка людей і матеріалів в очисні вибої?

Як визначити кількість виїмкових полів у поверсі шахтного поля?

Які раціональні розміри виїмкових полів за падінням і простяганням пласта в залежності від розмірів шахтного поля?

Яка відстань між лавами за простяганням стовпових систем розробки з поділом поверху на підповерхи? Чим вона визначається?

При довгих стовпах за простяганням і поділі поверху на підповер­хи в якому підповерсі повинен розміщатися випереджаючий вибій і чому?

Яким чином забезпечується відокремлене провітрювання підповерху?

Що називається виїмковим полем? Які його розміри?

Назвіть принципові відмінності стовпових систем розробки на крутих пластах (лава-поверх).

Охарактеризувати способи охорони похилих гірничих виробок, які примикають до очисного вибою.

Охарактеризуйте умови проведення та охорони дільничних брем­сбергів (уклонів).

Як здійснюється транспортування вугілля з очисних вибоїв за сис­темою розробки довгими стовпами за підняттям (падінням)?

Як вирішуються питання концентрації гірничих робіт по похилих хідниках?

Що називається камерою, які її основні параметри?

73

Виїмку вугілля канатними пилками застосовують при розробці крутих пластів потужністю 0,3—5 м зі стійкими вміщуючими породами. Бажано, щоб пласт мав пачки м'якого або перем'ятого вугілля й чітко виражені кливажні тріщини, по яких вугілля легко розвалювалося б на транспортабельні шматки. Смуги шириною 6—15 м по простяганню оконтурюються свердловинами діаметром 100—120 мм або печами, для поділу яких на двох частин зводять однорядний органний ряд із залишенням між ними ціликів вугілля шириною близько 2 м (рис. 6.33). Канатна пилка встановлюється на вентиляційному штреку.

Загальним недоліком канатних пилок є високі втрати вугілля, що сягають 40-50%, за рахунок залишаємих ціликів між стовпами й неповноти виїмки підрубленого вугілля. Слід відзначити, що при відносній простоті обладнання вугільних пилок цей спосіб виїмки в силу ряду суттєвих недоліків поки не вийшов зі стадії експериментальних робіт.

Комплекс устаткування КМД-72 (рис. 6.34) застосовується на крутих пластах потужністю 0,8—1,3 м з вміщуючими породами, не нижче середньої стійкості з виїмкою вугілля по підняттю вузькими камерами (1,2 м). Між камерами залишаються цілики шириною 4,2 м. Камери заповнюються твердіючою закладкою. Коли закладний масив здобуває необхідну міцність, другим комплексом виймають міжкамерні цілики.

Буровибуховий спосіб виїмки вугілля з використанням довгих свердловин застосовують при розробці крутих пластів потужністю до 5 м з досить стійкими вміщуючими породами, і витриманими елементами залягання. Міцність вугілля може бути будь-яка. Використовується система розробки стовпами по простяганню з поділом поверху на підповерхи похилою висотою 20—30 м.

Вентиляційні і конвеєрні штреки у виїмковому полі про-

водять без підривки бічних порід. Між штреками залишають цілики розміром по падінню 3—4 м або зводять кущове кріплення. Підповерхи відпрацьовують у спадному порядку з випередженням верхніми лавами нижніх на величину кроку обвалення порід, установлюваного практичним шляхом (20—25 м). Відбійку вугілля роблять підриванням зарядів ВР типу ПЖВ-20 у довгих свердловинах, пробурених із проміжних штреків паралельно очисному вибоєві на вищележачий штрек. Свердловини бурять діаметром 43 або 100 мм. Відстань між свердловинами по простяганню пласта приймається 1—1,8 м у залежності від потужності пласта, міцності вугілля й величини заряду. Свердловини діаметром 100 мм підривають з гідрозабойкою, що підвищує ефективність і безпеку підривних робіт, тому що метан зі свердловин і прилягаючих тріщин витісняється водою.

За одне підривання відбивається вугілля на ширину стрічки й на усю висоту підповерху. Відбите вугілля самопливом через вуглеспускні печі, проведені через 6 м, надходить на конвеєр.

Управління покрівлею у лаві здійснюється шляхом природного обвалення порід, причому заповнення виробленого простору відбувається також за рахунок перепуску порід з вищележачого горизонту. Звичайно лава працює доти, поки не

72

Зазначених ознак досить для повної характеристики того або іншого способу розкриття.

При виборі способу розкриття шахтного поля варто враховувати наступні вимоги: забезпечення не менш двох надійних виходів на земну поверхню; наявність зручної площадки для розміщення поверхневого комплексу й під'їзних залізничних колій і автомобільної дороги; можливість своєчасної підготовки нового горизонту; охорони надр і навколишнього середовища й ін.

Основою класифікації є принцип розподілу усіх варіантів систем розкриття за двома ознаками: виду основної та додаткової розкривної виробки.

Класи систем розкриття: вертикальними стволами; похилими стволами; штольнями; комбіновані (системи розкриття за допомогою комбінації основних розкривних виробок).

Групи систем розкриття: без додаткових розкривних виробок; з горизонтальними розкривними виробками; з вертикальними розкривними виробками.

Види систем розкриття визначаються з функціонального призначення додаткових розкривних виробок, що, як відомо, можуть бути капітальними, погоризонтними, поверховими, проміжними тощо.

При розкритті вертикальними стволами з поверхні до горизонту, наміченого до розкриття, проводять два вертикальних стволи - головний та допоміжний, який розташований поруч (але не ближче 30 м один від одного). На горизонті, що розкривається, вони збиваються вентиляційною збійкою чи іншими виробками для створення вентиляційної мережі (рис. 3.1).

Потім приводяться основні виробки й камери пристволового двору, які підготовляють усе необхідне для подальшої роботи. Після цього з пристволового двору проводять додаткові розкривні виробки.

Вертикальний ствол, що єднає в собі функції головного і допоміжного ствола, пройдений з поверхні прямо на пласти. Розкриття зроблене одним стволом без додаткових розкривних виробок.

Біля ствола споруджується пристволовий двір і від нього в обидва боки проводяться до меж шахтного поля пластові штреки.

При розкритті двома вертикальними стволами двох пологих пластів, що далеко віддалені один від одного, передбачене їхнє одночасне відпрацьовування.

Переваги: відносно невисока вартість і скорочення термінів будівництва шахти.

Недоліки: труднощі проведення й підтримання виробок і камер пристволового двору по пласті чи в безпосередній близькості від нього, що не може виключити ймовірність виникнення ендогенної пожежі в пристволовому дворі навіть на пластах, що схильні до самозаймання.

33

Спосіб є одним з основних. Він застосовується майже при будь-яких кутах падіння. Тільки при дуже пологих пластах (до 8⁰), коли горизонтальні квершлаги виходять занадто довгими, вони можуть бути замінені похилими квершлагами, гезенками, скатами.

Відмінною рисою цієї схеми є те, що безпосереднє розкриття пласта (свити пластів) здійснюється головним квершлагом, який проводиться з пристволового двору, а не стволом. На рис. 3.2 показаний один з найбільш простих варіантів цієї системи. Гірничі роботи на кожному з розкритих пластів ведуться відокремлено.

Для запобігання можливості підробки верхніх пластів нижніми необхідно забезпечити постійне випередження очисних робіт у верхніх пластах.

Можливі різновиди розкриття вертикальними стволами й капітальними квершлагами. Так, наприклад, останнім часом при закладці великих шахт на родовищах з великою кількістю близько розташованих робочих пластів застосовуються схеми розкриття з поділом шахтного поля на блоки. При цих схемах розкриття в число розкривних виробок крім вертикальних стволів, капітального квершлагу входять магістральні польові штреки й блокові квершлаги.

Сутність системи полягає в тому, що шахтне поле поділяється за простяганням на блоки. Кожен блок має індивідуальне провітрювання, але підйом вугілля здійснюється по загальному для всієї шахти скіповому стволу. Одночасно відпрацьовуються кілька блоків, число яких визначається потужністю шахти.

Переваги: значно збільшення терміну службі горизонту, який дорівнює терміну функціонування шахти; простота; відсутність потреби в поглибленні стволів в період експлуатації шахти.

Недоліки: наявність уклонних полів; потреба підтримувати у виробленому просторі вентиляційних виробок великої довжини; наявність дільничних водовідливів в уклонній частині шахтного поля; значні втрати повітря між уклонами та хідниками.

Сутністю цього виду розкриття є розподіл шахтного поля по лінії падіння на частини шляхом послідовного поглиблення стволів і проведення на кожному горизонті горизонтальних квершлагів, так званих погоризонтних (рис.3.3).

Спочатку стволи проходять тільки до відмітки першого горизонту, а пласти розкривають погоризонтними квершлагами. Відпрацьовування запасів можна робити як бремсберговими, так і уклонними полями.

Провітрювання бремсбергової частини нижнього горизонту можна здійснювати безпосередньо через вентиляційний ствол, для чого необхідно провести вентиляційний квершлаг на межі між полями верхнього й нижнього горизонтів.

34

розміром по простяганню 80—100 м, між якими залишаються проміжні цілики шириною 4 м. У межах кожного блоку відпрацьовування пласта здійснюється камерами шириною 20—25 м із залишенням технологічних ціликів між ними шириною 1—2 м; довжина камери — 100-20 м. Виїмка вугілля в камері виконується скреперостругами УС2У (рис. 6.32).

Технологічна схема потребує проведення великого обсягу нарізних робіт – до 5 м на кожен метр посування вибою. Тому при малих темпах нарізних робіт створюється розрив в часі з підготовки камер і очисної виїмки в них, що стримує широке впровадження вказаної технології.

71

Рис. 3.3. Розкриття свити пластів вертикальними стволами й погоризонтними квершлагами

Виїмкове поле розкривають дільничним квершлагом, проведеним від польового штреку. Для вентиляції проходять вентиляційний штрек, що через польовий скат з'єднують з відкаточним штреком. Від орта проводять пластові штреки. Скат призначений для пересування людей, спуску закладних матеріалів, кріпильного лісу, виводу відпрацьованого струменя повітря. У покрівлі пласта (висячий бік) проводять центральний скат з відділеннями для спуска вугілля, вентиляції та пересування людей. У нижній частині скату споруджують бункер на 30— 40 т вугілля. На вентиляційному горизонті проводять дільничний квершлаг, від нього орт, від орта до меж виїмкового поля шарові штреки для транспортування закладного матеріалу, кріпильного лісу, вугілля, вентиляції. Штреки нижчерозташованих шарів з'єднують зі скатом шаровими квершлагами, кожний з яких обслуговують два-три шари. Відпрацьовування шару ведуть у напрямку до центрального скату від розрізного орта, пройденого на границі виїмкового поля.

Відбійку вугілля виконують вибуховим способом шпурами глибиною 1—1,2 м. Відбите вугілля подають конвеєром, встановленим у шаровому штреку, до вуглеспускного скату.

Кріплення очисного вибою здійснюють дерев'яними стояками діаметром 16—20 см, установлюваними під дерев'яні верхняки. Відстань між стояками й рядами стояків 1— 1,2 м. Після посування вибою на крок закладки (6—8 м) на підошву шару укладають лежні, а на них дошки або два шари металевої сітки.

Закладку роблять пневматичним, механічним або гідравлічним способом.

Перевагамии системи є: універсальність; незначні втрати вугілля (12—15%); зниження небезпеки підземних пожеж.

Недоліки: невелика продуктивність очисного вибою й незначний обсяг видобутку з виїмкового поля (3000—6000 т/міс); великі обсяги підготовчих виробок і витрати кріпильних матеріалів (до 70 м³ на 1000 т видобутку).

Виїмка вугілля без присутності робітників у вибої (безлюдна виїмка) — узагальнене визначення способів виїмки, при яких робітники у вибої відсутні. Роботи при цьому можуть вестися з кріпленням виробленого простору й без зведення кріплення. До першого відноситься агрегатна виїмка, машини управляються дистанційно з прилягаючих підготовчих виробок і працюють в автоматичному режимі.

Виїмка без зведення кріплення у виробленому просторі базується на використанні устаткування, монтаж, ремонт і регулювання якого виконуються в прилягаючих підготовчих виробках. До них відносяться бурошнекові установки, скрепероструги, канатні пилки, гідромонітори, ВР тощо.

Виїмка вугілля без присутності робітників у вибої вирішує не тільки технічну, але й соціальну задачу, звільняючи трудящих від важкої фізичної праці й необхідності перебування в найбільш небезпечних, стиснутих у фізіологічному відношенні зонах очисного вибою.

Бурошнековий спосіб виїмки полягає в послідовному бурінні свердловин діаметром, трохи менше потужності пласта, відділених одна від інший ціликами шириною 0,3 м без кріплення виробленого простору. Виїмка вугілля виконується двошпиндельними установками БУГ-3 з робочим буровим виконавчим органом (рис. 6.30). Вона призначена для виїмки вугілля із пластів потужністю 0,6—0,85 м, що залягають під кутом до 15⁰, що мають хитливі вміщуючі породи, де неефективне застосування інших засобів комплексної механізації очисних робіт. Одна з можливих технологічних схем розробки пласта при панельній підготовці шахтного поля, при зворотному провітрюванні і послідовній роботі двох установок БУГ-3 на один штрек представлена рис. 6.31.

Виїмка вугілля скрепероструговими установками пластів потужністю 0,45—0,65 м полягає в розподілі виїмкового стовпа довжиною 600—800 м на блоки

70

Для провітрювання уклонної частини зберігаються бремсберги відпрацьованого бремсбергового поля, по яких вихідна струмінь повітря надходить на вентиляційний квершлаг чи на рівні відкотного квершлагу другого горизонту проводять додатковий вентиляційний квершлаг.

Область використання – при кутах падіння пластів до 8-25⁰ і розмірах шахтного поля за падінням від 2,5 до 4 км.

Переваги: простота схеми провітрювання; менші витрати на проведення й підтримання підготовчих виробок; більш високе навантаження на очисні вибої та виїмкові поля.

Недоліки: часті поглиблення стволів; менший термін служби горизонту (в порівнянні з розкриттям капітальними квершлагами); значні витрати на проведення й підтримання квершлагів і штреків головного напрямку.

Сутність розкриття вертикальним стволами й поверховими квершлагами полягає в тому, що розкриття запасів здійснюється кожні 100-120 м по вертикалі, починаючи з поверхні зверху вниз. Зазначена вертикальна висота поверху вважається в даний час оптимальною.

Поверхи відпрацьовуються в низхідному порядку. По мірі відпрацьовування заздалегідь поглиблюють стволи й підготовляють новий відкотний горизонт. Свіжий струмінь з допоміжного ствола надходить на квершлаг відкотного горизонту, а з нього по штреках підводиться до очисних вибоїв, пройшовши які по відповідних виробках вентиляційного горизонту повертається до головного ствола, по якому піднімається на поверхню.

При розробці великого числа пластів розкривають двома стволами (рис. 3.4). Головний ствол обладнають скіповими підйомами. По цьому ж стволі відводиться на поверхню відпрацьований струмінь повітря. Другий ствол обладнається клітьовими підйомами.

Область використання: при кутах падіння пластів більше 25⁰ в умовах родовищ з великим вугленасиченням і невеликим розміром між пластами в свиті; розміри шахтного поля за падінням до 3 км.

Переваги: відсутність капітальних бремсбергів і уклонів; безступінчастість транспорту по гірничих виробках від експлуатаційної ділянки до ствола; менші капітальні витрати в початковий період і менший термін будівництва шахти; більш проста схема провітрювання шахти.

Недоліки: часте поглиблення стволів; велика довжина поверхових квершлагів, особливо на перших і останніх поверхах; необхідність проведення й обладнання пристволових дворів на кожному виїмковому горизонті; необхідність періодичної заміни підйомного обладнання у зв'язку з поглибленням стволів; великі капітальні витрати на весь період існування шахти; необхідність у якийсь період одночасної роботи на двох-трьох горизонтах; невеликий термін служби горизонту. Застосування даної системи розкриття обмежується наступними умовами: пласти з кутами падіння не менше 10⁰; велике число пластів вугілля; підвищена виробнича потужність шахт;

35

великий розмір шахтних полів (за падінням 2-4 км, за простяганням - 5-10 км); великий термін існування шахти (60 років і більше), а також поверху (не менше 10 років).

Область використання схем розкриття вертикальними стволами: при кутах падіння пластів більше 8⁰. При менших кутах падіння довжина квершлагу значно зростає й замість них проводять гезенки (рис. 3.5), скати чи похилі квершлаги.

Рис.3.5. Розкриття пластів вертикальними стволами й гезенками: а – капітальним гезенком; б – поверховими гезенками; 1, 2 – головний та допоміжний стволи; 3 – капітальний гезенк; 4 – поверхові гезенки

При невеликій відстані між пластами крім капітального квершлагу чи гезенка проводять ще поверхові квершлаги чи гезенки.

Даний спосіб є одним з основних. При цих схемах менше обмежуючий вплив роблять такі фактори, як число пластів, відстань між пластами, виробнича потужність шахти.

Розкриття з проведенням квершлагів має великі експлуатаційні переваги й тому частіше застосовується, чим розкриття з проведенням гезенків; у ланцюзі горизонтальних виробок квершлаг не є додатковою ступінню в транспорті, тому що пластові штреки й квершлаг складають одну ланку в електровозному транспорті; квершлаг більш зручний для перевезення людей, обладнання й матеріалів; вентиляції.

При розкритті одного пологого пласта по ньому проходять, звичайно, один головний похилий ствол і один чи два допоміжних стволи. Допоміжні стволи проходять паралельно головному стволу на відстані не менше 30 м від нього; вони необхідні для вентиляції та виконання допоміжних операцій.

Головний ствол обладнають або канатним підйомом для транспортування вугілля в вагонетках чи скіпах, або конвеєрами. На шахтах невеликої виробничої потужності підйомний ствол для скорочення його довжини можна обладнати рейковим транспортом. Вугілля, породу, матеріали й обладнання транспортують по стволі у вагонетках. Відкочування у вагонетках застосовується при кутах падіння до 35⁰.

Головні стволи більш великих шахт обладнають конвеєрами для транспортування вугілля при кутах падіння пластів до 17-18⁰, при великих кутах нахилу - скіповим підйомом. При канатному підйомі одноступінчастий транспорт здійснюється на довжину в середньому до 100 м. При конвеєрному транспорті похилий ствол може мати практично будь-яку довжину (рис. 3.6).

36

виїмкові ділянки, розроблювальні по черзі від межі поля до квершлагу.

Підготовка виїмкових ділянок полягає в проходці шарових штреків від скатів до далекої границі поля. У залежності від потужності пласта в кожному шарі проходять один або два шарових штреки. При потужності пласта 4,5—8 м проходять один шаровий штрек, при більшій потужності — два. В останньому випадку парні скати можуть бути пройдені в бічних порід один проти іншого.

Очисні роботи у виїмковій ділянці ведуть від меж поля до скатів. Початку робіт передує проходка в далекої границі поля (ділянки) орта, від якого починають очисний вибій, обладнаний конвеєром і засобами для виконання бурових робіт.

Одночасно в кожній виїмковій ділянці або полі розробляють не більш двох шарів з обов'язковим випередженням верхнього шару на 2—3 кроки обвалення. Очисну виїмку роблять, як правило, буровибуховим способом. Після відпрацьовування виїмкової ділянки її ізолюють, а при розробці пластів, небезпечних з самозаймання, піддають профілактичному заілуванню.

При системах розробки горизонтальними шарами з закладкою (рис. 6.29) найбільш розповсюджений спадний порядок розробки, висхідний порядок можливий лише при застосуванні гідравлічної закладки. Система має два варіанти: з розташуванням очисного вибою вхрест простягання або по простяганню пласта. В обох варіантах поверх на підповерхи не поділяють.

Рис. 6.29. Система розробки горизонтальними шарами із закладкою: 1 – дільничний квершлаг; 2, 3 – польові штрек і скат; 4, 9 – шарові штреки; 5, 7 - шарові квершлаги; 6 – вентиляційний штрек; 8, 12 – орт; 10 – центральний скат; 11, 13 – платові штреки; 14 – шарові орти

69

Дренажні печі першої смуги розташовують на відстані 4—5 м по обидва боки від вуглеспускної печі, що споруджують по мірі виїмки смуги напроти транспортного квершлагу.

Підготовка виїмкового поля при гідравлічній закладці закінчується спорудженням дренажних і водовідливних виробок з попередньою виїмкою першої смуги. Надалі всі підготовчі виробки оформляються в процесі очисної виїмки й зберігаються в закладці, що є однією з характерних рис цієї системи розробки.

Очисні роботи в кожній виїмковій ділянці ведуть від закладних печей до вуглеспускної. Виїмку вугілля роблять за допомогою буровибухових робіт або прохідницьких комбайнів. До виїмки чергової смуги приступають після повного відпрацьовування попередньої.

Підготовка до виїмки будь-якого наступного шару полягає в проведенні на межах виїмкових ділянок закладних печей, що на вентиляційному горизонті збивають із закладним (вентиляційним) квершлагом. Вуглеспускні печі можуть бути споруджені в кожному шарі або тільки в першому. В останньому випадку вуглеспускна піч служить для транспортування вугілля з усіх трьох шарів.

Переваги системи: невеликі втрати вугілля; малі витрати лісу; зменшена небезпека самозаймання вугілля. Недоліки: складність організації закладних робіт; заілування штреків (при гідрозакладці); низькі техніко-економічні показники.

Системи розробки горизонтальними шарами. Дані системи застосовують для розробки похилих і крутих пластів потужністю більше 4,5 м, складної будови й залягання, будь-якої газовості, міцності вугілля й стійкості бічних порід.Сутність даної системи полягає в тому, що пласт, що залягає під кутом не менше 30°, розбивають на горизонтальні шари товщиною 3…3,5 м, що виймають у спадному або висхідному порядку. Застосовується як одночасна, так і послідовна виїмка шарів.

Управління гірським тиском — обваленням або закладкою. При обваленні очисний вибій розташовують по простяганню пласта, вхрест простягання або діагонально.

Підготовку пластів до виїмки здійснюють за поверховою схемою. Поділ поверху на підповерхи застосовують при системі з закладкою. Виїмку шарів у підповерхах ведуть у будь-якому порядку, а розробку підповерхів - тільки в спадному. Вертикальна висота поверху складає 20—100 м, підповерху — 10—30 м.

Виїмкові поля можуть бути одно - й двокрилими. Довжина однокрилого виїмкового поля 150—200 м, двокрилого — 300—500 м.

При системі розробки горизонтальними шарами з обваленням підготовку виїмкового поля починають із проведення від проміжного квершлагу основного штреку й спареного з ним рівнобіжного штреку, вентиляційного штреку і скатів — двох у найближчої межі поля й одного в далекої (рис. 6.28). Через 50—60 м по простяганню в лежачого боку пласта проходять парні скати, якими виїмкове поле розділяють на

68

При одночасній розробці декілька пластів застосовують спосіб розкриття похилими стволами й капітальним квершлагами (рис. 3.7). Горизонтальні квершлаги вигідні при застосуванні одного виду транспорту при обслуговуванні декілька пластів, а також при незначній відстані між пластами (до 50 м).

Похилі стволи доцільно проводити по нижньому пласті зі стійкими боковими породами. Коли бокові породи нижнього пласта слабкі й схильні до здимання, тоді стволи можуть бути проведені по одному з верхніх пластів.

При розкритті похилими стволами з додатковими розкривними виробками ті ж варіанти, що й для вертикальних стволів.

Основний обмежуючий фактор  довжина допоміжного ствола. При значній глибині залягання його роблять східчастим, що знижує ефективність його експлуатації. Допоміжний ствол може бути пройдений набагато крутіше головного. Тому нерідко головний й допоміжний похилі стволи закладаються в різних місцях шахтного поля й мають відокремлені промислові майданчики.

Проходка стволів на пластах корисної копалини застосовується на невеликих шахтах з невеликим терміном служби стволів, із пластами тонкими й середньою потужністю, не схильними до самозаймання.

На рис. 3.8 показана схема розкриття похилими стволами та поверховими квершлагами.

Замість поверхових квершлагів можна провести поверхові скати. Їх проводять у тому випадку, коли відстань між пластами невелика.

Матеріали й устаткування на верхні пласти доставляються з відкотного штреку по вугільних скатах з вентиляційного штреку по вентиляційних шурфах за допомогою лебідок.

Застосування конвеєрного чи самопливного транспорту по розкривних виробках, особливо доцільно, коли на розкритому пласті також застосовується конвеєрний транспорт.

Для доставки матеріалів і устаткування скат повинний мати відповідні відділення. Іноді для цих цілей проходиться спеціальний квершлаг, що обладнається рейковим транспортом.

При невеликій глибині від поверхні до пласта й куті залягання пластів до 8⁰ чи горизонтальних застосовують розкриття похилими стволами, які проводяться по породах вхрест простягання (рис. 3.9).

Похилі стволи проводять за звичай під кутом 15-18⁰. Один ствол обладнають конвеєром, другий – канатною відкаткою. По допоміжному стволу надходить свіжий струмінь повітря; для відпрацьованого струменя проводять вентиляційні шурфи на флангах шахтного поля.

37

Рис. 3.7. Розкриття похилими стволами й капітальним квершлагом: 1, 2 – головний і допоміжний стволи, 3 – фланговий похилий ствол

Область застосування: немає особливих підстав для жорсткого обмеження розглянутого класу схем розкриття ні кутом падіння пластів, ні їхнім числом у полі, а також і іншими факторами геологічного чи організаційно-технічного характеру, крім глибини горизонту розкриття (600-800 м по вертикалі), у чому вони уступають системам з вертикальними стволами.

Переваги: можливість повної конвеєризації доставки вугілля від вибою до місць навантаження його споживачам; велика продуктивність ствола, що обладнаний конвеєром для видачі вугілля; скорочення терміну будівництва шахти й менші, в по- рівнянні з розкриттям вертикальними стволами, капітальні витрати.

Недоліки: більша, ніж у вертикальних, довжина похилих стволів при розкритті того ж горизонту; невелика пропускна здатність стволів при канатному відкочуванні; більша, ніж у вертикальних стволів, вартість підтримання й обслуговування.

Штольнями розкривають шари, що залягають у районах із сильно пересіченою гористою місцевістю, коли використання вертикальних або похилих стволів технічно неможливо або економічно недоцільно.

При виборі місця розташування штольні необхідно враховувати сукупність наступних факторів: біля устя штольні повинна бути площадка, захищена від селів і достатня для розміщення технічних будинків і споруд; забезпечена можливість підведення залізничної колії, шосейної або канатної підвісної дороги; устя штольні необхідно розташовувати вище рівня максимального підйому води в найближчій водоймі за останні 40—50 років. З іншого боку, штольню варто проводити на такій висотній відмітці, щоб велика частина запасів родовища знаходилася над горизонтом штольні і, отже, могла б бути відпрацьована без підйому вугілля й механічного водовідливу.

На рис. 3.10, а показаний спосіб розкриття пологих пластів двома штольнями: головної та вентиляційної 2. У місцях із суворим кліматом проводять спеціальну водовідливну штольню.

Від, місця перетинання пластів штольнею проводять відкотні штреки. Подальшу підготовку пласстів до очисної виїмки виконують одним з розглянутих способів: поверховим, панельним, погоризонтним. Для провітрювання проводять вентиляційні

штольні, шурфи або стволи на відмітках більш високих, чим відкотний горизонт.

На рис. 3.10, б показаний можливий спосіб розкриття штольнями крутого пласта. Запаси, розташовані нижче штольневого горизонту, розкриті сліпими стволами й поверховими квершлагами. Спосіб розкриття родовища штольнями — один із самих економічних і простих.

38

При розробці могутніх шарів з поділом на шари і керуванні гірським тиском обваленням обов'язкове виконання заходів для протипожежної профілактики.

Тривалість відпрацьовування кожної виїмової ділянки не повинна перевищувати 6—8 міс. При великих термінах на границях виїмкових ділянок необхідно залишати протипожежні цілики на всю потужність пласта й робити повне заілування ізольованої ділянки виїмкового поля.

Системи розробки похилими шарами з закладкою виробленого простору мають ті ж основні конструктивні елементи, що й при управлінні гірським тиском обваленням. Їх відрізняє те, що виїмка шарів може вироблятися як у висхідному, так і в спадному порядку, причому в шарах можуть застосовуватися не тільки довгі вибої (лави), але й короткі (заходки). Звичайно системи розробки похилими шарами з закладкою застосовують на пластах потужністю до 10 м з кутами падіння від 40 до 60°. Кут падіння в 40° визначається нижньою можливою межею застосування самопливної закладки, а кут у 60° — стійкістю закладного масиву у верхньому шарі.

Найбільш розповсюджений варіант виїмки шарів у висхідному порядку, при якому покрівлею шару є товща вугілля.

Виділяють наступні різновиди систем розробки похилими шарами з закладкою: з виїмкою шарів лавами по простяганню без розподілу й з розподілом поверху на підповерхи; з виїмкою шарів смугами по простяганню.

Виїмка лавами по простяганню припускає послідовну виїмку шарів у висхідному або спадному порядку. Підготовку виїмкового поля роблять пластовими виробками. Виїмкові поля, як правило, розкривають проміжними квершлагами.

Виїмка смугами по простяганню припускає поділ похилого шару по падінню пласта на смуги, витягнуті по простяганню. Похилий шар, розділений на смуги, розробляється за принципом шар — пласт. Очисні роботи в будь-якому наступному шарі починають тільки після повного відпрацьовування попереднього шару.

Систему розробки похилими шарами з закладкою застосовують у різних гірничо-геологічних умовах при витриманій потужності пластів і незначній зміні кута падіння.

По простяганню поля поділяють на виїмкові ділянки довжиною 100—150 м кожна, роботи в якіх ведуть незалежно. У межах виїмкової ділянки виїмкове поле поділяють на смуги шириною 10—15 м. Виїмку смуг у шарі роблять у висхідному порядку — від основного штреку до вентиляційного.

Підготовку виїмкового поля починають із проміжного квершлагу, від якого в лежачого боку шару проходять основний штрек. Від основного штреку до вентиляційного горизонту по межах і посередині виїмкового поля проходять закладні печі, що на вентиляційному горизонті з'єднані з квершлагами, пройденими від вентиляційного штреку. Закладні печі обмежують виїмкові ділянки.

Посередині кожної виїмкової ділянки над основним штреком проходять короткі транспортні квершлаги. Ці квершлаги в лежачого боку пласта примикають до вуглеспускних печей, а на іншому кінці через скати-бункери з'єднуються з відкотним штреком. Вентиляційний і відкотний штреки можуть бути польовими або пройдені по сусідньому шарі.

Ця система розробки одержала велике поширення у варіанті гідравлічною закладкою (рис. 6.27), перед виробництвом якої в першій смузі в лежачого боку по обидва боки від виходу квершлагу споруджують дренажні печі, призначені для стоку води. Дренажні печі внизу виходять на основний штрек, і в процесі закладних робіт у кожній наступній смузі їх подовжують на висоту смуги шляхом зведення кріплення.

Дренажні печі першої смуги розташовують на відстані 4—5 м по обидва боки від вуглеспускної печі, що споруджують по мірі виїмки смуги напроти транспортного квершлагу.

67

шарах 20…25 м, на пологих 60…80 м. Вугілля з вибоїв при будь-якому способі виїмки доставляється самопливом або конвеєрами до конвеєрного штреку, а потім по бремсбергу (скату) на поверховий пластовий або польовий штрек.

Управління гірським тиском у верхньому шарі здійснюють повним обваленням покрівлі, а в наступних шарах — перепуском обвалених порід. На підошві кожного шару (крім нижнього) по мірі його виїмки зводять попереднє кріплення. При роботі комплексів попереднє кріплення споруджують тільки з металевої сітки.

Провітрювання лав здійснюють за наступною схемою: свіже повітря подають по поверховому відкотному штреку, потім через відповідні похилі квершлаги або гезенки й конвеєрні шарові штреки — у лави кожного шару, відпрацьоване повітря надходить у вентиляційний штрек.

Для зниження втрат і запобігання пожеж цілики під поверховим вентиляційним і між підповерховими штреками погашають одночасно з відпрацьовуванням нижнього шару.

Сутність системи розробки похилими шарами з обваленням порід і застосуванням гнучкого перекриття полягає в тому, що при виїмці верхнього похилого шару товщиною 2… 7 м лавами на його підошві монтують гнучке перекриття, під захистом якого виконують відпрацьовування іншої частини шару на повну потужність. Гнучке перекриття складається зі сталевих смуг перетином 50 х 3,2 мм, що укладають решітками 20 х 25 см, а потім у 2…3 ряди настилають металеву сітку.

Системи розробки похилими шарами з використанням гнучкого перекриття й механізованого кріплення застосовують при розробці пластів потужністю від 6 до 15 м і кутом падіння до 30°, не небезпечних за газом і пилу.

Перевагами системи є: безпека робіт, комплексна механізація процесів виїмки вугілля, зниження втрат вугілля до 13…14%, високі техніко-економічні показники, недоліками — непридатність для розробки газоносних пластів, висока трудомісткість робіт з монтажу гнучкого перекриття.

По підошві нижнього шару на всю ширину стовпа (30…60 м) встановлюють огороджуюче металеве кріплення, що складається з окремих секцій, і встановлюють скребковий конвеєр. Кріплення пересувають за допомогою гідродомкратів.

Виїмку другого (нижнього) шару ведуть у три прийоми (рис. 6.26). На висоту кріплення виїмку здійснюють за допомогою ВР або комбайна з захопленням 0,55…0,8 м. Після уборки вугілля кріплення пересувають. Таку операцію повторюють. Коли кріплення поглиблюється у вугільний пласт на 1,1…1,2 м, виймають міжшарову товщу вугілля за допомогою буровибухових робіт, що виконуються через спеціальні люки у верхній частині секцій кріплення.

Через ті ж люки відбите вугілля випускають на конвеєр. Під час випуску вугілля з міжшарової товщі гнучке перекриття, що зведене у верхньому шарі, утримує обвалені породи й вугілля від просипання за огороджуюче кріплення.

Для верхнього монтажного шару створений спеціальний комплекс, що складається з вузькозахватного комбайна К-52, механізованої кріпи типу АМС, конвеєра СП-63 і механізму укладання сітки.

66

Рекомендується до застосування у всіх випадках, коли для цього маються необхідні гірничо-геологічні передумови.

При комбінованому способі розкриття шахтних полів для виконання різних технологічних функцій споруджують неоднотипні основні й допоміжні розкривні виробки.

По технологічному призначенню виділяють чотири комплекси розкривних виробок: вугільний, породний, допоміжний та вентиляційний. Кожен комплекс може виконувати тільки свої безпосередні функції, наприклад скіповий ствол — видавати вугілля, вентиляційний — подавати повітря в шахту. Однак для найбільш раціонального використання розкривна виробка, звичайно виконує кілька технологічних функцій. Наприклад, вертикальний ствол, призначений для спуска, підйому людей, матеріалів і устаткування, служить і для подачі повітря в шахту; по скіповому стволі піднімають на поверхню й вугілля, й породу. Ефективність використання однотипних комплексів з різними розкривними виробками різна. При певному сполученні гірничо- геологічних і гірничотехнічних умов для видачі вугілля із шахти комплекс із похилого ствола, обладнаного конвеєрним підйомом, і поверхових квершлагів більш раціональний, чим комплекс із вертикальним стволом і капітальним квершлагом, бремсбергами й уклонами. Найбільш раціональним породним, допоміжним і вентиляційним комплексами є не похилий, а вертикальний ствол з поверховими квершлагами.

Таким чином, комбінований спосіб розкриття — результат синтезу раціональних комплексів виробок з розкриття з різним технологічним призначенням стосовно конкретних умов залягання пластів.

Тепер побудовано ряд шахт, на яких передбачені для видачі гірської маси на поверхню похилі стволи з конвеєрним підйомом. Для допоміжних транспортних операцій, а також для вентиляції споруджують вертикальні стволи й поверхові квершлаги (рис. 3.11).

Комбіновані схеми розкриття зустрічаються на старих шахтах у результаті їхньої реконструкції. В інших випадках ці схеми закладають у проекти нових шахт, наприклад, при розкритті пластів з різко мінливими кутами падіння, мульд, куполоподібних покладів, порушених родовищ.

Комбінований спосіб розкриття має ряд переваг у порівнянні з розкриттям вертикальними стволами, обладнаними скіповим підйомом. Забезпечується безперервність (потоковість) транспортування вугілля від очисного вибою до поверхні шахти; підвищується безпека робіт; зменшується здрібнювання вугілля, що особливо важливо при видобутку дорогого енергетичного вугілля, особливо антрацитів.

До недоліків комбінованого способу розкриття відноситься велика довжина похилих стволів у порівнянні з вертикальними, що необхідно особливо враховувати при застосуванні спеціальних способів спорудження стволів по слабких, обводнених, тріщинуватих породах (заморожування, тампонаж порід тощо). Експлуатаційні витрати на підтримку стволів, на транспортування 1 т вугілля стрічковими конвеєрами більше в порівнянні зі скіповим підйомом; збільшується ступінь здрібнювання вугілля при однаковій вертикальній висоті підйому.

Ефективна область застосування комбінованого способу розкриття: річна

39