3.3. Требования к технологии

Технология очистных работ при выемке пластовых полезных ископаемых должна отвечать следующим требованиям:

• обеспечивать добычу полезных ископаемых в соответствии с установленными потребителем качественными параметрами;

• соблюдать меры безопасности ведения горных работ и санитарные нормы с применением комплекса мер по предотвращению всех опасных и вредных производственных факторов;

• не допускать потерь полезного ископаемого, не предусмотренных технологической необходимостью;

• обеспечивать полноту выемки полезного ископаемого при минимальных удельных энергетических затратах и высокой производительности труда;

• использовать средства комплексной механизации и автоматизации на вспомогательных процессах и для обеспечения безопасных и комфортных условий с минимальным использованием ручного труда;

• обеспечивать эффективную выемку угля при минимальном воздействии технологических процессов на окружающую среду.

Область применения выемки угля в коротких забоях ограничивается горно-геологическими условиями залегания пластов:

• породы кровли устойчивые и средней устойчивости;

• полезные ископаемые любой крепости;

• газоносность пласта до 15 м³/т;

• пласты не склонные к горным ударам;

• глубина разработки 200-300 м.

С увеличением глубины разработки возрастает напряжение в междукамерных целиках. В этих условиях необходимо увеличивать ширину целиков, что приводит к уменьшению ширины камер и возрастанию потерь до 20%. Влияние глубины разработки на размер междукамерных целиков определяется по формуле

, (3.1)

где – предел прочности пласта при сжатии, Н/м²;

k₀ – коэффициент концентрации напряжений в междукамерном целике (k₀ = 2,0-2,5);

– плотность боковых пород, т/м³;

k_зап – коэффициент запаса (k_зап = = 1,25-1,5);

– ширина междукамерного целика, м;

m – мощность пласта, м.

Формула справедлива при соотношении < 7. Для углей средней крепости предельная глубина разработки составит 200 м, а крепких углей – около 300 м.

Вследствие больших потерь угля в междукамерных целиках технологию выемки угля в коротких забоях целесообразно применять при разработке месторождений с повышенной зольностью угля и сланца, а также на пластах со сложным залеганием.

3.4. Классификация технологии

Рис. 2.1. Компоновочная схема очистного механизированного комплекса

Технология выемки полезных ископаемых в коротких очистных забоях классифицируется по основным признакам: способу выемки полезного ископаемого, по виду камеры и по способу разрушения массива (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Классификация технологии выемки полезного ископаемогов коротких очистных забоях

Дополнительными классификационными признаками являются средства подачи выемочной машины или ее исполнительного органа на забой, способ поддержания рабочего пространства и присутствие людей в забое.

3.5. Технология выемки полезного ископаемого в тупиковых забоях

Технология выемки полезных ископаемых в тупиковых очистных забоях осуществляется в два этапа и имеет гибкую структуру. На первом этапе проводят камеру, а на втором – выемку угля заходками.

Число элементов, слагающих структуру, может изменяться в зависимости от горно-геологических условий и принятых средств механизации производственных процессов. При любых изменениях в технологии постоянными ее элементами остаются отбойка и погрузка полезного ископаемого в транспортные средства, транспортирование его вдоль забоя, концевые операции (подготовительные и заключительные) и управление состоянием горного массива.

Выполнение технологии осуществляется в тесной взаимосвязи со вспомогательными операциями, с организацией работ и процессов обеспечения и вентиляции забоя при неукоснительном соблюдении правил безопасности.

Последовательность включения структурных элементов технологии в работу имеет сдвиг по времени в продолжительности технологического цикла по выемке угля в забое. В технологическую схему могут дополнительно вводиться такие элементы технологии как крепление рабочего пространства, передвижка забойного конвейера (переноска рештаков).

Технология выемки угля заходками.

Область применения. На пластах, где выемка угля в коротких заходках ограничивается горно-гео-логическими условиями залегания пластов:

• мощность 0,9-3,5 м при углах падения до 12°;

• породы кровли устойчивые и средней устойчивости;

• угли любой крепости;

• газоносность пласта до 15 м³/т;

• глубина разработки 200-300 м.

Технологическая схема выемки угля заходками с применением американского комплекса «Джой» в коротких забоях при камерно-столбовой системе разработке приведена на рис. 3.2. Она успешно применялась на шахтах Донбасса и Кузбассе, а также шахтах многих угольных бассейнов мира.

Технологическая схема для выемки угля заходками состоит из комбайна, телескопического ленточного конвейера, самоходной вагонетки и машины для бурения шпуров и установки анкерной крепи.

Выемка угля в камере начинается от конвейерного до вентиляционного штрека с проведения камеры шириной 3,5-3,8 м (рис. 3.2, а).

Рис. 3.2. Технологическая схема выемки пласта комбайном при камерно-столбовой системе разработки

Исполнительный орган коротко-забойного комбайна обеспечивает проведение заходки шириной 3,6-4,5 м и высотой 1,1-2,4 м.

Камеры проводят на расстоянии 7-9 м друг от друга. Длина камер достигает до 180 м. По окончании проведения камеры образуется выемочный столб.

Характеристика короткозабойных комбайнов приведена в табл.3.1.

Крепление кровли в камерах осуществляется анкерной крепью по мере движения комбайна. Плотность установки крепи определяется устойчивостью кровли. Наиболее часто ее устанавливают по сетке 1,51,5 м. Для установки крепи используют устройства, смонтированные на корпусе комбайна. На период возведения крепи комбайн останавливают, выполняют бурение шпуров и устанавливают анкерную крепь. В это время в работе комбайна возникает технологически неперекрываемый перерыв, который снижает его производительность. Во избежание этого технологического недостатка применяют специальные машины для установки анкерной крепи, действующие независимо от комбайна.

Таблица 3.1. Характеристика короткозабойных комбайнов

Фирма, модель	Мощность пласта, м	Габариты, м	Масса, т	Установленная мощность, кВт
«Джеффри»
120-НР	1,98-4,12	102,81,5	59	448
122-М	1,22-2,9	10,12,31,1	43	411
101-МС	0,71-1,2	72,60,6	15	213
«Джой»
11СМ-1А	1,02-2,29	10,52,50,8	37	400
12СМ5-8В	1,27-3,05	102,21,0	36	280
15СМ1-8А	0,76-1,52	10,52,30,6	28	231
«Ли-Норс»
СМ-245	0,76-1,37	9,72,50,6	26	216
НН106	1,1-30	102,50,9	39	335
НН606	1,9-4,3	10,12,7-1,8	46	335

Машины выпускают двух типов.

В одних машинах, кроме бурильной установки, в комплект входят приемный бункер и лотковый конвейер.

Таким образом в технологии создается промежуточное звено в системе забойного транспорта. Другой тип машин представляет собой самоходную тележку, на которой смонтированы устройства для установки анкерной крепи, бункер и питатель с дробилкой. В них имеется временная крепь для защиты от вывалов породы. Эти машины применяют в комплексе с короткозабойным комбайном и самоходными вагонетками (или с конвейерным транспортом).

Транспорт. При зарубке комбайна в новую камеру уголь грузится в самоходную вагонетку емкостью 6,7 м³. В этот период использовать телескопический конвейер нельзя из-за небольшого расстояния. После удаления комбайна от конвейерного штрека на 20 м монтируют телескопические конвейеры. В дальнейшем разрушенный комбайном уголь транспортируется на длину до 300 м телескопическим ленточным конвейером. Натяжная головка конвейера подвигается вслед за комбайном благодаря специальному устройству для укладки ленты длиной 30,5 м, распол0женному на приводной секции конвейера. Приводная и натяжная секции конвейера имеют самостоятельный гусеничный ход.

Проветривание камер во время их проведения осуществляется вентиляторами местного проветривания или камеры сбивают между собой через каждые 30 м, чтобы их можно было проветривать за счет общешахтной депрессии.

Выемка угля в заходках. Для удобства маневра комбайна при зарубке в заходку камеру расширяют до 5 м и сопряжение крепят анкерной крепью или заходки располагают под углом 60° к оси камеры. В столбе выемку угля заходками производят в обратном порядке. Первая заходка располагается на расстоянии ширины охранного целика 16-24 м (рис. 3.2, б).

Крепление. Крепь в заходках не устанавливают.

Проветривание заходок осуществляется за счет диффузии воздуха, который движется по камере за счет общешахтной депрессии.

Управление кровлей. Специальные мероприятия по управлению кровлей не производят. Кровля постепенно опускается на оставляемые между заходками целики угля шириной 1 м.

Производительность труда по участку достигает 25-50 т на выход.

Технология выемки марганцевого пласта заходками.

Область применения. В горно-геологических условиях залегания рудного пласта Никопольско-Марганецкого бассейна делает данную технологию универсальной. Технология выемки марганцевого пласта узкими заходками может применяться при любой мощности зеленых глин, залегающих в непосредственной кровле. Применяют два вида систем разработки:

• длинными столбами с выемкой руды короткими заходками – 15-20 м;

• длинными столбами с выемкой руды длинными заходками – 30-35 м;

Технологическая схема выемки руды заходками включает комплекс очистного оборудования, который состоит из комбайна типа КМШ на гусеничном ходу или отбойных молотков, ленточных конвейеров и индивидуальной металлической крепи, выполненной из спецпрофиля. Соединение сегментов арочной крепи осуществляют с помощью скоб и клиньев. Заходка представляет собой обычную горизонтальную выработку, которая имеет ширину очистного забоя 3,5 м и проходится длиной до 35 м. Ширина рудного целика между заходками составляет 0,54-0,5 м. Технологическая схема выемки пласта марганцевой руды приведена на рис. 3.4.

Выемка руды в заходке. Выемку руды осуществляют комбайном, который обрабатывает фронт забоя и грузит отбитую руду на ленточный конвейер. Отбойку руды можно вести отбойными молотками и затем грузить ее погрузочной машиной (рис. 3.3). При ширине целика равной 1,0-1,5 м вначале проходят заходку на всю длину. Затем целик отрабатывают в обратном порядке.

Транспорт. Руду в заходке транспортируют телескопическим ленточным конвейером. Далее по выемочному штреку другим конвейером до панельного штрека. По панельному и главному штреку руду транспортируют в вагонетках с помощью электровозов.

Крепление рабочего пространства. При подвигании забоя на расстояние 0,5-0,7 м устанавливают раму крепи, выполняют затяжку по кровле и с боков выработки, а конвейер удлиняют.

Рис. 3.3. Столбовая система разработки при выемке руды в заходках и погрузки ее на конвейер

Марганцеворудный пласт мощностью менее 1,7 м, а также пласты большей мощности, в кровле которых залегают пески или глины мощностью менее 4,0 м, разрабатывают двухсторонними короткими (30 м) заходками. Поочередно, сначала в одну, а затем в другую стороны от выемочного штрека проходят ниши и отрабатываются заходки. Ниша с заходкой около выемочного штрека образует сопряжение, которое очень трудно поддерживать в проектном сечении, особенно при выемке руды двухсторонними заходками.

Системы разработки рудного пласта при помощи узких заходок имеют ряд существенных недостатков:

• неудовлетворительные условия проветривания очистного забоя;

• повышенная опасность работ при наличии одного выхода из забоя;

• необходимость одновременной работы большого количества очистных забоев для обеспечения производственной мощности шахты и большая разбросанность горных работ;

• невысокая производительность очистного забоя;

• значительные потери руды в целиках между заходками;

• большая трудоемкость работ по креплению и погашению заходок, которые выполняются вручную.

После демонтажа оборудования заходка погашается в направлении от забоя к выемочному штреку путем извлечения крепи.

Проветривание. Заходка проветривается за счет диффузии и высвободившегося сжатого воздуха при работе отбойных молотков, погрузочных машин или комбайна, которые работают на пневматической энергии. Непосредственно к заходкам свежая струя воздуха не попадает. Она проходит по выемочному штреку на расстоянии 20-30 м от заходки по вентиляционной сбойке.

Управление горным давлением. После отработки заходки кровлю обрушают. Крепь из заходок извлекают лебедкой и используют повторно. После извлечения крепи кровля в заходке обрушается естественно без каких-либо дополнительных средств. После обрушения кровли приступают к выемке пласта следующей заходкой.

Демонтаж оборудования. По окончании выемки руды конвейер демонтируют и комбайн перемещают в нишу следующей заходки.

Организация работ. В заходке работают двое рабочих, которые выполняют все работы по отбойке руды, уборке ее и креплению. За смену они проходят заходку на 1,5 м и устанавливают две крепежные рамы. Отбивается около 25 т руды, т. е. производительность труда составляет около 12 т/смену.

Посадку кровли осуществляет специальная бригада, укомплектованная квалифицированными рабочими. Заходку длиной 30 м отрабатывают за 6-7 дней.

Технико-экономические показатели: производительность труда рабочего очистного забоя – 12-20 т в смену, потери руды – 10-15%, засорение – 2-7%, расход металлической крепи – 0,3-0,5 кг/т.

Правила безопасности. Высота заходок должна быть не более 3 м. При разработке слабых руд крепь не должна отставать от забоя более чем на 0,7 м. Новую заходку можно начинать только после обрушения кровли в ранее отработанной заходке. Перерывы в ведении очистных работ не допускаются, так как в этом случае развивается значительное горное давление, крепь может быть нарушена и оставшуюся руду трудно будет извлечь.

Достоинством этой системы является возможность вести разработку неустойчивых руд, залегающих в таких же неустойчивых породах. В этих условиях применять другие более эффективные системы разработки, например системы с открытым выработанным пространством, невозможно.

Недостатком системы является низкая производительность труда и значительный объем не поддающихся механизации работ по возведению крепи и обрушению кровли.

Технология выемки угля с весьма тонких и тонких пологих пластов длинными камерами.

Область применения. Технология выемки угля может применяться при разработке весьма тонких и тонких пологих угольных пластов мощностью 0,6-0,9 м с углом падения до 12° при помощи бурошнековой машины БЗМ-1М и комплекса БШК-2Д. Машина БЗМ-1М обеспечивает разрушение угля с сопротивляемостью его резанию до 200 кН/м, а комплекс БШК-2Д – до 250 кН/м.

Бурошнековые машины и комплексы могут применяться для выемки угля в охранных целиках, на небольших участках с забалансованными запасами, ограниченными геологическими нарушениями, на выемочных участках с подготовленными к отработке запасами угля.

Эксплуатация машин и комплексов не разрешается на выбросоопасных и угрожаемых пластах, а также на пластах с самовозгорающимися углями.

Бурошнековая машина БЗМ-1М и бурошнековый комплекс БШК-2Д применяются на шахтах Донбасса и подтвердили свою высокую эффективность.

Структура технологии. Технология выемки угля в длинных тупиковых камерах, проводимых бурением без расширения, состоит из двух частей. Они отражают последовательность выполнения технологии при проведении выработок различного назначения. На первом этапе проводят выемочный штрек по пласту с применением технологии, которая отвечает горно-геологическим усло-виям залегания пласта. Составными элементами технологии являются отбойка и погрузка полезного ископаемого в транспортные средства, крепление выемочного штрека арочной или анкерной крепью, транспорт полезного ископаемого по штреку, подготовительно-заключительные операции и демонтаж проходческого комплекса машин.

На втором этапе проводят выемочную камеру бурением по пласту. Элементами данной технологии являются установка буровой машины, выемка полезного ископаемого в камере бурением, наращивание шнекового става, транспорт полезного ископаемого в камере шнеками до выемочного штрека.

Вспомогательными производственными процессами служат транспорт угля по выемочному штреку, демонтаж буровой машины, возведение перемычки у устья камеры или закладки камеры.

Выполнение технологии осуществляется в тесной взаимосвязи со вспомогательными операциями, с организацией работ, процессов обеспечения и вентиляции забоя при неукоснительном соблюдении правил безопасности.

Последовательность включения структурных элементов технологии в работу имеет сдвиг по времени в продолжительности технологического цикла. В технологическую схему могут дополнительно вводиться такие элементы технологии, как дегазация заперемыченных камер, передвижка забойного конвейера или его сокращение(переноска рештаков и т.д.).

Технологическая схема выемки угля одной бурошнековой машиной или комплексом приведена на рис 3.6. Выемка угля производится путем выбуривания угля тупиковыми выемочными камерами. Глубина камеры достигает до 75 м, а ширина – 1,61-2,13 м в зависимости от диаметра коронок. Исполнительный орган установки состоит из спаренного шнекового бура и буровых коронок. Вращение и подача шнекового бура на забой осуществляются бурошнековой машиной.

При схемах двухстороннего бурения камер длина направленного бурения удваивается. С одного пункта установки машина бурит две камеры в обе стороны от выемочного штрека. При этом себестоимость 1 т угля почти в 2 раза ниже, чем при схемах с односторонним бурением.

Схема двухстороннего бурения путем выбуривания скважин прямым ходом на полную мощность пласта двухшпиндельными установками и управлением кровлей между скважинными и опорными целиками угля является основной. Она характеризуется простотой применения и хорошо освоена при мощности пласта до 1 м и крепости вмещающих пород больше крепости угля. При этих условиях породы кровли обеспечивают сравнительно длительно устойчивые обнажения.

Транспорт. Сдвоенный шнековый став выдает уголь из камеры на конвейер, который расположен на выемочном штреке. По штреку уголь транспортируется конвейером или перегружателем.

Крепление камер не производят, и выемку ведут без присутствия людей в забое.

Проветривание. При выемке газоносных пластов выемочные полосы проветриваются при помощи вентилятора местного проветривания и жесткого воздушного трубопровода. Он входит в состав бурошнековой машины и располагается рядом со шнеками.

Управление горным давлением. Между выемочными полосами оставляют охранные целики угля шириной до 0,8 м. Кровля давит на целики и плавно опускается в выработанном пространстве. При необходимости поддержания выемочного штрека для повторного использования оставляют опорные целики или производят пневматическую закладку камер дробленой породой.

Достоинства бурошнековой выемки:

• возможность разработки весьма тонких пластов с неустойчивой кровлей;

• высокая производительность труда рабочих на участке;

• на пластах мощностью менее 0,8 м бурошнековая выемка более эффективна по сравнению с технологией выемки угля в длинных очистных забоях.

Недостатки технологии бурошнековой выемки:

• сравнительно низкая нагрузка на забой;

• значительные потери угля;

• невозможность применять на выбросоопасных пластах и пластах опасных по горным ударам.

Рис. 3.4. Технологическая схема выемки угля одной бурошнековой машиной или комплексом:

1 – бурошнековая машина, 2 – скребковый конвейер, 3 – вентиляторы ВМ-6, 4 – вентиляционный трубопровод, 5 – монорельс, 6 – тельфер, 7 – датчики АКМ, 8 – датчик ИСНВ, 9 – напочвенная дорожка, 10 – шнеки по расчету, 11 – жесткий вентиляционный трубопровод, 12 – воздухонепроницаемая перемычка

Технология выемки угля с разбуриванием пилотной скважины на пологих пластах.

Область применения. Пологие тонкие и средней мощности угольные пласты со сложными горно-геологическими условиями, не склонные к внезапным выбросам и горным ударам; выемка охранных целиков.

Структура технологии. Технология выемки угля в длинных скважинах, проводимых с их расширением, состоит из двух частей. На первом этапе бурят пилотную скважину. Составными элементами технологии являются установка буровой машины, выемка полезного ископаемого в камере бурением, наращивание шнекового става, транспортирование полезного ископаемого в камере шнеками до выемочного штрека. На втором этапе проводят расширение пилотной скважины по мощности пласта. Элементами данной технологии являются установка расширителя скважины, выемка полезного ископаемого в скважине бурением, транспорт полезного ископаемого в камере шнеками. Вспомогательными производственными процессами служат сокращение шнекового става, транспорт угля по выемочному штреку, демонтаж буровой машины, возведение перемычки у устья камеры или закладки камеры.

Выполнение технологии осуществляется в тесной взаимосвязи со вспомогательными операциями, с организацией работ, процессов обеспечения и вентиляции забоя при неукоснительном соблюдении правил безопасности.

Последовательность включения структурных элементов технологии в работу имеет сдвиг по времени в продолжительности технологического цикла. В технологическую схему могут дополнительно вводиться такие элементы технологии, как дегазация заперемыченных камер, передвижка забойного конвейера или его сокращение (переноска рештаков).

Технологическая схема бурошнековой выемки угля, где разбуривание скважин происходит при обратном ходе бурового става с помощью разбуривающих коронок, приведена на рис 3.5.

Выемка угля заключается в первоначальном бурении пилотной скважины при прямом ходе бурового става. Ее диаметр должен быть значительно меньше мощности пласта и диаметра разбуривающей скважины. Чем меньше диаметр пилотной скважины, тем она устойчивее, меньше масса и размеры оборудования. Однако чрезмерное уменьшение диаметра пилотной скважины приводит к усложнению ее разбуривания и транспортированию по ней угля.

Технологический цикл выемки угля складывается из ряда последовательно выполняемых операций. В начале машину устанавливают на месте бурения последующей скважины. Шаг установки машины равен суммарной ширине сдвоенной скважины и междускважинного целика. Затем ее ориентируют относительно залегания вынимаемого пласта с помощью специальных приспособлений (четырех установочных и четырех распорных гидродомкратов). После этого при минимальной скорости вращения и небольшой скорости подачи осуществляют забуривание боковых коронок.

В дальнейшем приступают к бурению и наращиванию шнековых ставов. При достижении предельной глубины скважины раскрывают специальный расширитель и приступают к выемке пласта на полную мощность при обратном ходе бурового става. Буровой став извлекают и его составные части подвешивают в обратном порядке на монорельсе.

Транспорт. Уголь к выемочному штреку доставляется шнековым ставом, а по штреку перегружателем и конвейером.

Крепление. Скважины не обсаживаются и люди в забое не присутствуют.

Проветривание. Забой проветривают через буровой став.

На выемочном участке необходимо периодически выполнять ряд вспомогательных работ: погашать выемочные штреки по мере передвижения бурошнековых машин, переносить перегружатель, укорачивать конвейер, переносить монорельс, доставлять материалы и др.

При работе на пластах с устойчивыми боковыми породами возможно применение технологической схемы со складированием шнекового бура в ранее пробуренной скважине.

Рис. 3.5 Технологическая схема бурошнековой выемки угля с разбуриванием скважины при обратном ходе бурового става

Такая технологическая схема имеет следующие преимущества:

• надежность работы бурового става при любых вмещающих породах. Буровой став в течение всего времени разбуривания скважины находится под защитой угольной пачки;

• возможность отработки угольных пластов при изменяющейся мощности одним типоразмером бурового става. Это достигается путем установки или раскрытия разбуривающей коронки до диаметра, который соответствует вынимаемой мощности пласта;

• повышение верхнего предела вынимаемой мощности пласта без увеличения размеров и массы бурового оборудования;

• снижение потерь угля по мощности пласта за счет минимальной разницы между вынимаемой и геологической мощностью и в междускважинных целиках угля за счет значительного уменьшения их ширины.

Технология выемки угля в коротких забоях.

Область применения. Пологие угольные пласты средней мощности с породами кровли не ниже средней устойчивости, не склонные к внезапным выбросам угля и газа, горным ударам и самовозгоранию. Наиболее высокие технико-экономические показатели достигнуты на шахтах США и Канады при применении систем разработки короткими столбами и специальных комплексов очистного оборудования.

Структура технологии выемки угольных пластов короткими забоями приведена выше.

Технологическая схема выемки угольных пластов короткими забоями состоит из короткозабойного комбайна бурового или режуще-скалывающего действия производительностью 6-8 т/мин, большегрузных самоходных вагонеток вместимостью 8-10 м³ или конвейеров и самоходной машины для установки анкерной крепи.

Очистная выемка. Комбайн отбивает уголь от массива и грузит его в самоходную вагонетку.

Транспорт. Самоходная вагонетка доставляет уголь на расстояние до 100-120 м к участковому конвейеру. Каждый забой обслуживается двумя вагонетками, вместимостью 3,5-3,8 м³. Привод самоходной вагонетки электрический или с аккумуляторным питанием. Движение вагонеток осуществляют по челноковой или петлевой схемам. Применение самоходных вагонеток с аккумуляторным питанием позволяет организовать петлевое движение вагонеток, при котором по одной выработке доставляется груз, а по другой перемещаются порожние вагонетки. Ширина выработок позволяет вагонеткам развивать скорость до 7-8 км/ч.

Проветривание. Камеры проветривают при помощи вентиляторов местного проветривания. Наращивание вентиляционного става трубопровода осуществляют таким образом, чтобы расстояние от его конца до забоя не превышало 3 м.

Технология выемки угля с разделением по месту и во времени выполнения производственных процессов.

Технологическая схема. В состав очистного комплекса для выемки угля в коротких забоях входят: комбайн, бункер, скребковый конвейер, машина для бурения шпуров и установки анкерной крепи, самоходные вагонетки или ленточный конвейер.

Выемка. Очистную выемку угля в камере ведут в два этапа. Для этого забой камеры по ширине разделяют на две части. В одной из них производят очистную выемку комбайном, в другой – устанавливают анкерную крепь с помощью машины для установки анкерной крепи.

При достижении длины комбайновой заходки допустимого предела по условиям крепления и проветривания, комбайн и машину для установки анкерной крепи меняют местами (рис. 3.6).

Рис. 3.6. Крепление камеры анкерной крепью

Транспорт. Комбайн отбивает уголь и грузит его в бункер машины, а оттуда в самоходные вагонетки или на ленточный конвейер. Совершенствование непрерывности работы транспортной цепочки происходит по двум направлениям.

Фирма «Джеффри» выпускает многозвенную систему, которая состоит из ряда отдельных секций скребковых конвейеров длиной по 6 м. Секции снабжены резиновыми колесами и при соединении образуют конвейерную линию длиной 60-120 м и производительностью 11,8 т/мин. Она может применяться в выработках шириной более 5,5 м при прямоугольной форме их сечения.

Фирма «Гудмэн Иквипмент» выпускает подвесную монорельсовую конвейерную систему. Она состоит из ряда подвесных каскадно расположенных конвейеров, которые перемещают по монорельсу с помощью индивидуальных приводных тележек.

Технико-экономические показатели. Скорость подвигания очистных забоев очень высока. Камера длиной около 100 м отрабатывается обычно за 10 смен.

3.6. Технология выемки полезных ископаемых в камерах с выходом на вентиляционный штрек

Технология выемки полезных ископаемых в камерах с выходом на вентиляционный штрек осуществляется в два этапа и имеет гибкую структуру. На первом этапе от откаточного штрека проводят камеру по полезному ископаемому как тупиковую выработку, до вентиляционного штрека. На втором этапе производят выемку полезного ископаемого при расширении камеры по простиранию и восстанию залежи.

Число элементов, слагающих структуру технологии, может изменяться в зависимости от горно-геологических условий и принятых средств механизации производственных процессов и способов разрушения массива. При любых изменениях в технологии постоянными ее элементами остаются отбойка и погрузка полезного ископаемого в транспортные средства, транспортирование его вдоль забоя, концевые операции (подготовительные и заключительные) и управление состоянием горного массива.

Особенностью технологии является то, что между смежными забоями оставляют целики угля.

Выполнение технологии осуществляется в тесной взаимосвязи со вспомогательными операциями, с организацией работ и процессов обеспечения и вентиляции забоя при неукоснительном соблюдении правил техники безопасности.

Последовательность включения структурных элементов технологии в работу имеет сдвиг по времени в технологическом цикле выемки полезного ископаемого в забое. В технологическую схему могут дополнительно вводиться такие элементы технологии, как крепление рабочего пространства, передвижка забойного конвейера (переноска рештаков).

Технология выемки угольных пластов с удержанием кровли на целиках.

Область применения. Пологие весьма тонкие и тонкие угольные пласты с вмещающими породами не ниже средней устойчивости, которые допускают обнажение без нарушения сплошности не менее 15-16 м. Данная технология относится к безлюдной выемке угля. Выемка угля в камере производится скрепероструговой установкой типа УВТ.

Установка предназначена для выемки угля из пластов мощностью 0,4-1,2 м и сопротивляемостью угля резанию до 230 кН/м. Система разработки любая.

Технологическая схема выемки весьма тонких угольных с удержанием кровли на целиках приведена на рис. 3.7. Комплектация установки УВТ зависит от условий применения (система разработки, мощность и угол падения пласта). В отличие от ранее выпускаемой в установку УВТ введены дополнительные конструктивные элементы: устройство крепления передвижки привода (УКП) и устройство выгрузки угля (УВ). Усовершенствованы устройство крепления обводного ролики, исполнительные органы (скрепероструги). Дополнительные элементы и конструктивные изменения позволяют повысить надежность работы установки, коэффициент машинного времени и нагрузку на очистной забой.

На пологих пластах приводная станция размещается на откаточной выработке, а на вентиляционной выработке против окна лавы устанавливается обводная станция. Обе станции перемещаются в сторону подвигания забоя вспомогательными средствами.

Выемка угля состоит из двух этапов.

На первом этапе тупиковую камеру (разрезную печь) проходят в направлении от откаточного штрека к вентиляционному. Разрезные печи проводят при помощи отбойных молотков или нарезного оборудования КССБ-10. Длина камеры составляет 150-160 м.

На втором этапе монтируют скрепероструг и начинается выемка угля в длинном очистном забое из разрезной печи. Скрепероструг отделяет уголь от массива и доставляет его на откаточный штрек при помощи скрепера.

Очистные работы ведутся до появления первых признаков обрушения пород в рабочем пространстве. Таковыми являются – появление заколов в кровле у забоя, повышенный отжим угля, усиление звуковых эффектов в массиве под воздействием горного давления. Скрепероструг из забоя демонтируют и монтируют в новой, предварительно подготовленной, камере.

Транспорт. В очистном забое уголь транспортируется при помощи скрепера, а по откаточному штреку перегружателем и в вагонетках.

Рис. 3.7. Технологическая схема безлюдной выемки угля с удержанием кровли на целиках: 1 – скрепероструговая установка УВТ; 2 – скребковый конвейер СПМУ6; 3 – лебедка 1ЛГКНМ1Э; 4 – нарезное оборудование КССБ-10; 5 – лебедка ЛВД; 6 – инвентарная крепь

Крепление. В выработанном пространстве камер крепь не возводится. При достижении пролета камеры 15-20 м выемку останавливают.

Увеличение интенсивности отработки весьма тонкого пласта при камерной системе без присутствия людей в забое в значительной мере сдерживается из-за отсутствия средств механизации проведения нарезных выработок по углю для подготовки новых камер к отработке.

Управление горным давлением. Между камерами оставляется угольный целик, ширина которого должна быть не менее 20-25% от ширины камеры.

Проветривание. Проветривание тупиковой камеры осуществляется вентилятором местного проветривания. Во время выемки угля скреперостругом проветривание забоя происходит за счет общешахтной депрессии.

Данная технология успешно применяется на пласте мощностью 0,45-0,55 м в шахтоуправлении им. газеты "Правда" ПО "Донецкуголь".

Технология выемки угля комплексом оборудования типа КМД на крутых пластах.

Область применения. Крутые тонкие и средней мощности угольные пласты, не склонные к внезапным выбросам угля и газа, горным ударам и самовозгоранию, залегающие в породах не ниже средней устойчивости. Безлюдная выемка крутых пластов с выдержанной гипсометрией и отсутствием «ложной» кровли. Комплекс оборудования КМД предназначен для выемки угля при проведении камер и их расширении. Система разработки – камерно-столбовая.

Структура технологии выемки угля комплексом типа КМД аналогична рассмотренной в выше.

Технологический цикл состоит из выемки угля в камере, ее расширения, наращивания става, перевозки и установки машины на новом месте, подготовки машины к работе. Технологическая схема выемки угля комплексом КМД приведена на рис. 3.8. В зависимости от горно-геологических условий разработка ведется либо с оставлением междукамерных целиков, либо с закладкой камер.

Подготовка. Для проветривания выемочного участка откаточный и вентиляционный штреки периодически сбивают вентиляционной печью. Над откаточным штреком выбирают часть угольного пласта и крепят выработанное пространство. В дальнейшем его используют для монтажа и направления бурового инструмента в пласт. Там же устанавливают бункер с затвором.

Выемка. После установки буровой машины и ее ориентации относительно пласта приступают к забуриванию бурового инструмента в массив на малых скоростях. Пилотную камеру проводят по восстанию пласта, периодически останавливая выемку для наращивания бурового става. Камера имеет площадь сечения 0,61,2 м и длину до 120 м. После выхода исполни-тельного органа на вентиляционный штрек на нем монтируются консольный расширитель и защитное перекрытие. С их помощью осуществляют расширение камеры при обратном ходе бурового става по падению пласта. Камеру расширяют по ширине до 4,2 м и на полное сечение по мощности пласта.

Транспорт. Отбитый уголь собирается в нижней части камеры, которая перекрывается дистанционно управляемым секторным затвором бункера комплекса. Наличие затвора позволяет сохранять постоянный уровень подсыпки угля и обеспечивает изоляцию камеры от откаточного штрека. Периодически уголь выпускают из бункера в вагонетки. В них уголь транспортируют при помощи электровоза по откаточному штреку.

Крепление. Камеры во время их проведения не крепят. Защитное перекрытие предохраняет исполнительный орган комплекса от обрушившихся пород.

Проветривание. Камеры про-ветриваются неустойчиво.

Между камерами оставляют угольный целик шириной 0,9 м. Для охраны откаточного штрека в нижней части камеры оставляют породную подушку, которая образовалась при демонтаже защитного устройства (рис. 3.8,а).

а

Рис 3.8 Технологическая схема выемки угля комплексом оборудования типа КМД с закладкой камер породой

а – с оставлением междукамерных целиков угля; б – с закладкой камер породой

Возможен вариант применения технологии, когда камеры закладывают породой. В этом случае первоначально производят выемку угля в нечетных камерах. Затем осуществляют их закладку породой и после этого приступают к выемке угля в четных камерах (рис. 3.8, б).

Ежесуточно по завершении полного цикла работ оборудование выдается на штрек для осмотра и необходимого ремонта.

Недостатки. Применение технологии ограничено низкой надежностью работы комплекса КМД.