14. И 20. Основы технологии ведения очистных работ с применением механизированного комплекса.
Технология очистной выемки - совокупность производственных процессов, выполняемых в определенной последовательности в пространстве и времени и направленных на получение готовой продукции.
Основным процессом в технологии добывания твердых полезных ископаемых является отделение от массива кусков горной породы и дробление их до крупности, удобной для транспортирования.
При подземном методе добычи разрушение угля может осуществляться механическими средствами, взрывчатыми веществами, гидравлическим способом. Основной является технология с механическим разрушением угля.
В зависимости от применяемых средств механизации очистных работ и поддержания обнаженных пород в призабойном пространстве можно выделить следующие способы выемки угля: комплектом оборудования, очистным комплексом и очистным агрегатом, а также с применением отбойных молотков и взрывчатых веществ (ВВ).
Комплектом оборудования очистного забоя называют набор оборудования, состоящий из выемочной машины и забойного конвейера со средствами механизации его передвижения, применяемый в сочетании с индивидуальной крепью, устанавливаемой вручную. Область их применения постепенно сужается и перспектив не имеет.
Механизированным очистным комплексом называют совокупность взаимно увязанных по своим параметрам и кинематическим связям машин и оборудования, обеспечивающих комплексную механизацию процессов выемки угля при местном управлении ими. В комплексах допускается замена одного типа оборудования другим (например, комбайнов, крепи).
При комплексно-механизированной выемке достигается высокий уровень механизации рабочих процессов в очистном забое: отбойка угля исполнительным органом комбайна, погрузка его на забойный конвейер и транспортирование до штрекового перегружателя или конвейера, передвижка конвейера, передвижка секций крепи (крепление и управление кровлей), концевые операции. Технологические схемы работы механизированных комплексов с крепями различных типов практически одинаковы и отличаются незначительными деталями.Например, очистной механизированный комплекс ОКП70 (рис. 5.13) состоит из механизированной крепи, включающей первую 2 и концевую 5 секции, очистного комбайна 3, забойного конвейера 4, механизированных крепей сопряжений лавы с конвейерным 1 и вентиляционным б штреками.
Выемка угля может быть челноковаяилиодносторонняя. В исходном положении конвейер придвинут к забою, комбайн зарубился в пласт или исполнительный орган заведен в нишу. По мере обнажения кровли при выемке угля осуществляется передвижка секций крепи последовательно или через одну при наличии неустойчивых пород. Затем с отставанием от комбайна на 8—12 м продвигается волной к забою забойный конвейер. После того как крепь и конвейер передвинуты к забою по всей длине, осуществляют самозарубку комбайна в пласт. Следующий цикл выемки угля комплексом осуществляется в обратном направлении. Работа выполняется в той же последовательности, что и в предыдущем цикле.
На современных шахтах в очистных забоях применяются цикличная и поточнаяорганизации труда.
Цикл в очистном забое представляет собой совокупность процессов и операций, выполняемых в определенной последовательности с целью выемки угля по всей длине забоя на установленную паспортом величину его подвигания. Для цикличной организации труда характерны технологические перерывы во время выемки угля и выполнение ремонтно-подготовительных работ.
В отличие от цикличной при поточной организации труда все процессы совмещены во времени. Ее особенностью является непрерывная выдача угля в течение всего рабочего времени. Поточная организация труда возможна при комплексной механизации очистных работ.
Очистным агрегатом называют комплекс машин и механизмов, конструктивно и технически связанных в единое целое и предназначенных для комплексной механизации процессов выемки угля в очистном забое при местном или дистанционном управлении.
В очистных забоях, оборудованных комбайнами с индивидуальной крепью, выполняются следующие процессы:
выемка угля комбайном;
возведение призабойной крепи вслед за выемкой;
передвижка (переноска) забойного конвейера;
В зависимости от ширины захвата выемочной машины различают широкозахватную и узкозахватную выемку. При широкозахватной выемкеширина захвата более 1 м,узкозахватной— 0,5-1,0 м,струговой— 0,1—0,2 м. Широкозахватная выемка в настоящее время не применяется. Основными выемочными машинами в длинных очистных забоях на современном этапе развития технологии угледобычи являются узкозахватные комбайны и струги.
Широкозахватная выемка угля — способ добычи, при котором разрушение угольного массива горной машиной производится на глубину 1 м и более. Большая ширина призабойного пространства вызывает необходимость стоечного крепления и применения разборного призабойного конвейера. Эта технология отличается высокой трудоемкостью и поэтому широких перспектив к применению не имеет.
Узкозахватная выемка угля — способ добычи, при котором разрушение угольного массива горной машиной производится на глубину менее 1 м, что обеспечивает возможность применения механизированных крепей и безразборную передвижку забойного конвейера вслед за выемочной машиной.
При узкозахватной выемке разрушение угля производится исполнительным органом машины в зоне его эффективного ослабления (отжима) горным давлением. Различают узкозахватную фланговую и фронтальную выемку комбайнами и струговую выемку.
Очистной забой— забой, в котором осуществляется массовая добыча полезного ископаемого. По технологическому принципу очистные забои подразделяются на длинные и короткие. Принято забои длиной более 20 м считать длинными, менее — короткими.
В длинных очистных забоях, называемых лавами, применяют две схемы выемки: фланговую и фронтальную.
При фланговой выемке разрушение угля осуществляется комбайном (стругом), движущимся вдоль забоя, а комплекс перемещается в направлении подвигания забоя(рис. 5.1, а). Выемочная машина может работать по односторонней схеме с холостым ее перегоном в исходное положение и по двусторонней челноковой схеме. Мощные пласты могут отрабатываться по уступной схеме – в одну сторону вынимается верхняя часть пласта (верхний уступ), а при обратном движении – нижняя часть (нижний уступ). Выемочных машин в лаве может быть одна или две, в последнем случае второй комбайн является вспомогательным.
При фронтальной выемке агрегат совместно с выемочными машинами перемещается в направлении подвигания забоя, при этом угольный массив сразу разрушается по всей длине забоя(рис. 5.1, б). Такая технология позволяет осуществлять добычу угля без постоянного присутствия людей в очистном забое.
Процесс выемки угля включает в себя не только разрушение пласта угля, но и погрузку его на конвейер, транспортирование вдоль очистного забоя в транспортную выработку, крепление обнаженной поверхности кровли в призабойном пространстве и управление горным давлением, производство работ по оборудованию ниш, выполнению концевых и других операций.
В СНГ выемка угля короткими очистными забоями широкого применения не имеет. Выемку угля короткими очистными забоями применяют, в частности, при гидродобыче (рис. 5.1, в).
Рис 5.1. Технологические схемы очистных работ: а — фланговая (1 — выемочная машина; 2 — забойный конвейер; 3 — штрековый перегружатель; r— ширина захвата выемочной машины); б — фронтальная (3 — перегружатель; 4—выемочная машина); в — в коротком очистном забое (7 — гидромонитор; 2 — высоконапорный трубопровод)
Основную добычу дают длинные очистные забои. Они могут быть расположены относительно элементов залегания пласта по падению (рис. 5.2, а) или простиранию (рис. 5.2, б, в) пласта и перемещаться по простиранию, падению или восстанию. Иногда они могут располагаться диагонально.
Рис. 5.2. Схемы подвигания очистных забоев: а — по простиранию; б — по падению; в — по восстанию