3.3. Контрольні запитання

1. Назвіть способи проведення виробки та процеси при проходці виробки одним із способів.

2. Які механізми потрібні для виконання робіт буропідривним способом, комбайновим способом, для яких порід?

3. В якому порядку необхідно проводити підривання шпурів для підвищення ефективності вибуху? Як визначається кількість шпурів?

4. Які способи буріння, яке обладнання доцільно застосовувати при проведенні штреку, якщо міцність вугільного пласта f = 1,5, а міцність порід – 6, 10, 12, 18?

4. Виймання вугілля і кріплення в очисних вибоях шахти

4.1. Загальні зауваження до вивчення теми

При вивченні теми «Технологія очисних робіт вугільних шахт», передбаченої робочим навчальним планом з дисципліни, крім макетів і плакатів необхідно скористатися літературними джерелами [2, 4], їх графічною частиною. В даному посібнику увага звертається на вивчення ключових питань названої вище теми – вивчення процесів виймання вугілля і кріплення в очисних вибоях і пропонується наступний порядок роботи:

– вивчити процеси виймання вугілля і кріплення в очисних вибоях для різноманітних гірничогеологічних умов, ознайомлення з основними типами кріплення та іншого технологічного обладнання і його розміщенням в лавах;

– вивчити робочі процеси і операції в очисних вибоях для різноманітних гірничогеологічних умов, розглянути особливості роботи основних типів виймально-навантажувального і транспортного обладнання в лаві;

– ознайомитись з основними технологічними схемами очисних вибоїв: з застосуванням комбайнів, стругів, механізованого та індивідуального кріплення;

– обрати обладнання очисного вибою для заданих гірничогеологічних умов, накреслити схему вибою, розрахувати навантаження на лаву;

• ознайомитися з організацією робіт в лаві;

• відповісти на контрольні запитання по темі.

4.2. Поняття про засоби і процеси виймання пластів

В очисному вибої виконуються такі процеси:

– виймання вугілля (руйнування вугільного пласта і завантаження на транспортний засіб);

– доставка його до транспортної дільничої виробки;

– кріплення привибійного простору лави;

– керування покрівлею.

Процес виймання корисної копалини може відбуватися в довгих очисних вибоях – лавах або в коротких вибоях – камерах. Вугілля видобувають переважно в лавах.

Виймання вугілля може проводитись механічними засобами (виконавчими органами машин), за допомогою буропідривних робіт, гідравлічним і комбінованими способами. Найчастіше застосовують механічний спосіб за допомогою комбайнів, стругів, скреперостругів. Виймання вугілля в лавах відбійними молотками застосовують тільки на крутопохилих та крутих пластах у випадках, коли інший вид механізації неможливий або ж недоцільний.

Руйнування вугільного пласта із застосуванням буропідривних робіт має обмежений обсяг: при вийманні ніш, а також при поведенні печей, просіків.

Кріплення звільненої привибійної частини лави використовують практично за будь-яких гірничогеологічних умов.

4.3. Виймання вугілля комбайнами

Процес виймання на пологих і похилих пластах включає в себе руйнування пласта і навантаження вугілля на конвеєр або металеві листи. Розрізняють широко- і вузькозахватне виймання. У першому випадку ширина зруйнованої і вийнятої смуги більша за 1 м. Між комбайном і конвеєром виставляють два-три ряди привибійних стояків, тому для виймання нової смуги конвеєр спочатку потрібно демонтувати, а потім після спуску комбайна змонтувати ближче до вибою. При вузькозахватному вийманні ширина смуги складає до 1 м, конвеєр можна пересувати до вибою без демонтажу. Різновидом вузькозахватного виймання є стругове виймання, при якому ширина захвату не перевищує 0,2 м.

Існує декілька схем взаємного розташування комбайна і вибійного конвеєра відносно вибою. Найчастіше застосовують схему, коли комбайн працює з рами конвеєра, розташованого на першій доріжці (рис. 4.1). За цією схемою працює більшість вузькозахватних комбайнів. У цьому разі забезпечуються хороші умови для навантаження вугілля, виникає можливість зменшення ширини привибійного простору. Досить часто у нижній і верхній частинах лави необхідно розташувати привідні головки 6 і 7 конвеєра 5 (рис. 4.2). У такому разі комбайн не зможе вийняти пласт в кінцевих частинах лави. Тому на початку і в кінці лави до приходу комбайна влаштовують ніші 1 і 2.

Комбайн може виконувати виймання пласта за однією з двох схем:

– за човниковою схемою – виймання однієї смуги пласта знизу вгору, а другої – згори вниз:

– за односторонньою схемою – виймання тільки в одному напрямку – знизу вгору з холостим перегоном (спуском) і зачисткою лави.

Основні вимоги до комбайнів – забезпечення механізованої відбійки вугілля будь-якої міцності і в’язкості, повне завантаження вугілля на вибійний конвеєр, висока продуктивність, забезпечення виходу крупних класів вугілля, можливість виймання всієї лави (без додаткового облаштування ніш), низька енергоємність. Виконання більшості з вказаних вимог залежить від поєднання гірничогеологічних умов і типу виконавчого органу комбайна, його конструкції.

Найбільш широке застосування одержали шнекові і барабанні виконавчі органи. На виконавчі органи покладається також функція навантаження вугілля на конвейєр. Шнековий орган краще виконує цю функцію. Залишена частина вугілля навантажується додатковими механізмами у вигляді лемішів, підпірних і навантажувальних щитків. Приклад комбайна з шнековим виконавчим органом наведено на рис. 4.1.

Рис. 4.1. Розташування комбайна на конвеєрі при вийманні по підняттю: 1 – направляюча рейка; 2 – лижа з подвійним захватом; 3 – вибійна лижа; 4 – шнековий виконавчий орган; 5 – корпус комбайна; 6 – конвеєр

Рис. 4.2. Виймання пласта вузькозахватним комбайном: 1, 2 – нижня і верхня ніші; 3 – комбайн; 4 – навантажувальний леміш; 5 – конвеєр; 6, 7 – нижня і верхня привідні головки конвеєра

У кінцевих пунктах лави проводять роботи по нарізанню ніш. Довжина ніш залежить від типу комбайна, його конструкції, обраної технологічної схеми. Проведення ніш найчастіше виконується буропідривним способом або спеціальними нішенарізними машинами, або відбійними молотками.

Якщо комбайн має виконавчі органи з обох кінців корпусу, то можливе безнішове виймання пласта при умові винесення привідної і натяжної головок на штреки.

Виймання вугілля комбайном на крутому падінні проводиться знизу вгору за односторонньою схемою. З метою збільшення притискання комбайна до вибою і попередження вибивання кріплення падаючими кусками вугілля очисному вибою надають нахил 5...10° до лінії падіння. Комбайн підвішують на двох канатах, які через блоки на кран-балці підтягуються лебідкою ЛГКН, що встановлена на вентиляційному штреку. Один з канатів запобіжний, другий – забезпечує подачу комбайна, тому в комбайні відсутня подаюча частина і він більш легкий. Не потрібний в цих умовах і вибійний конвеєр.

Типи найбільш поширених в Україні вугільних очисних комбайнів, їх основні параметри і область застосування наведено в табл. 4.1. Якщо комбайни входять до складу механізованих комплексів, то їх обирають для заданих умов разом з механізованим кріпленням та конвеєром з табл. 2.