3.6.5Вспомогательные процессы

При проведении горных выработок выполняется ряд вспомогательных процессов, сопутствующих основным и создающих условия для их успешного осуществления. Главным образом вспомогательные процессы выполняют одновременно с основными. К вспомогательным процессам относится возведение временной крепи, настилка пути, устройство водоотводной канавки, переноска маневровых приспособлений и др.

Временная крепь предназначена для ограждения призабойного пространства со стороны кровли проводимой выработки с целью обеспечения безопасных условий работы при погрузке породы. В случае необходимости ее возводят перед уборкой породы после взрывных работ. Существуют различные конструкции временной крепи. Она может быть в виде быстроразъемных элементов из трубчатых раздвижных стоек и кронштейнов или выдвижных консолей из двутавровых балок (см. разд. 3.3.12).

По мере подвигания забоя настилают временный рельсовый путь из отдельных звеньев, длина которых должна быть кратна длине стандартных рудничных рельсов. Отрезки рельсов приваривают к металлическим шпалам. Звенья временной крепи соединяют между собой с помощью простейших приспособлений. Временный путь заменяют постоянным после того, как его длина станет равной длине рельсов. Шпалы постоянного пути укладывают на балластный слой. Рельсовый путь укладывают с уклоном в сторону околоствольного двора для обеспечения стока воды и облегчения транспортирования горной массы.

Сток воды осуществляется по водоотводным канавкам, обычно оборудуемым у одного из боков выработки (рис. 3.35). Форму и размеры поперечного сечения канавок выбирают в зависимости от величины притока воды, свойств пород, типа крепи, ее размеров и срока службы.

Рис. 3.35. Устройство водоотводных канавок

В крепких породах в месте расположения канавки бурят один-два шпура.

Взрывание зарядов в них осуществляют при ведении взрывных работ в забое. После уборки породы канавку оформляют до проектного сечения отбойным молотком. В породах с f > 10 и притоке воды до 100 м³/ч канавки не крепят (рис. 3.35, а). В породах с f < 10 канавки закрепляют при деревянной крепи деревом, при монолитной бетонной крепи выработок — монолитным бетоном, при металлической и сборной железобетонной крепи — железобетонными или асбоцементными лотками. Сверху канавку перекрывают деревянными щитами или железобетонными плитами (рис. 3.35, б).

В выработках в соответствии с существующими требованиями прокладывают трубы и кабели. Их обычно подвешивают в верхней части боков выработки.

При уборке породы важное значение имеют работы по обмену груженых вагонеток на порожние. Для этой цели применяют различные маневровые приспособления. В однопутных выработках могут быть применены накладные разминовки, монтируемые из рельсов легкого типа на металлических листах, роликовые платформы и другое оборудование. В двухпутных выработках в качестве маневровых устройств применяют симметричные разминовки, плиты-разминовки и др.

3.7Проведение горизонтальных горных выработок в мягких однородных породах

Проведение горных выработок с применением буровзрывных работ характеризуется многооперационностью, способствует загрязнению рудничной атмосферы, нарушению устойчивости горных пород.

Проведение горизонтальных и слабонаклонных выработок по углю и мягким породам осуществляется с помощью проходческих комбайнов.

Проходческий комбайн — это комбинированная горная машина, предназначенная для проведения выработок, производящая отделение угля или породы от массива и погрузку их на транспортные средства. В качестве транспортных средств могут быть использованы конвейеры или рудничные вагонетки. Техническая характеристика некоторых типов комбайнов приведена в табл. 3.5.

Наибольшее распространение получили комбайны избирательного действия со стреловидными исполнительными органами, закрепленными на раме комбайна (см. рис. 2.2). Эти комбайны относятся к машинам циклического действия. Исполнительный орган комбайна разрабатывает забой не одновременно по всей площади, а отдельными участками в определенной последовательности. Это позволяет осуществлять раздельную выемку угля и породы в штреках, проводимых с незначительной присечкой боковых пород.

Таблица 3.5 Техническая характеристика проходческих комбайнов

Показатели	Комбайн
	4ПУ	ПК-Зр	ГПКС	4ПП2М	4ПП5
Производительность, т/мин:
по углю и породе f≤4	1,2	1,4	1,0	3,5	3,5
по углю и породе f≤5	—	—	0,5	0,47	0,6
Характеристика проводимых выработок	Горизонтальные и наклонные до 10° с присечкой породы до 50 % при f ≤ 4,		Горизонтальные и наклонные до 25° с присечкой породы до 50% при f ≤ 5,	Горизонтальные и наклонные до ±10° с присечкой породы до75% при f ≤ 7,	Горизонтальные и наклонные до 10° с присечкой породы при f = 7,
	S=4,0–8,2 м2	S=5,3–12 м2	S=4,7—15 м2	S = 9—25 м2	S = 14—36 м2
Фронт погрузки, м	2,35	2,48–2,83	До 3,1	3,1	3,1
Примечание. Механизм передвижения — ryсеничный.

Комбайны избирательного действия, как правило, имеют гусеничный ход. Они могут быть смонтированы в выработках небольшого сечения.

При комбайновом способе проведения выработок совмещается процесс отбойки и погрузки горной массы; Использование проходческих комбайнов позволяет в 3–5 раз повысить скорость проведения подготовительных выработок, в 2–3 раза увеличить производительность труда, до 50–60 % снизить стоимость проходки и обеспечить безопасность работ исключением буровзрывных работ. Выработки, проведенные комбайнами, имеют большую устойчивость и требуют меньших затрат на их поддержание.

Технология проведения выработок проходческими комбайнами включает работы по разрушению к погрузке угля или породы, замене резцов и смазке комбайна, возведению крепи, монтажу конвейера и настилке пути, устройству водоотлива, организации проветривания и пылеподавления, доставке материалов и оборудования и вспомогательных операций, предусмотренных графиком организации работ при проведении выработки.

Разрушение массива забоя производится исполнительным органом комбайна. Первоначально с помощью вращающегося органа по горизонтальной линии создается выемка, образуя как бы вруб со вторыми плоскостями обнажения (рис. 3.36). Затем производится послойное разрушение массива забоя, расположенного выше и ниже вруба. При проведении штреков по углю с присечкой породы сначала производится выемка угля, а затем разрушаются вмещающие породы. Одновременно с разрушением массива забоя производится погрузка горной массы. Рабочие контролируют работу перегружателя и загрузку вагонеток и магистрального конвейера, производят замену груженых вагонеток на порожние и зачистку выработки за комбайном, осуществляют контроль за концентрацией метана и пыли.

О бслуживание комбайна заключается в его осмотре, замене резцов (зубков), смазке и устранении мелких неисправностей.

Рис. 3.36. Схема обработки забоя выемочным органом комбайна: а — снизу вверх; б — с центра выработки

Для обеспечения эффективной работы комбайнов используются подвесные мостовые и прицепные ленточные перегружатели, с которых горная масса перегружается в состав вагонеток. Технологическая схема проведения горизонтальной выработки комбайном с погрузкой горной массы в вагонетки представлена на рис. 3.37.

Рис. 3.37. Технологическая схема проведения горизонтальной выработки комбайном:

1 — комбайн; 2 — перегружатель; 3 — вагонетка; 4 — металлическая арочная крепь; 5 — вентиляционная труба

Проходческие комбайны со стреловидным исполнительным органом позволяют проводить выработки любой формы поперечного сечения, кроме круглой. В отличие от комбайнов избирательного действия комбайны бурового типа разрабатывают забой одновременно по всей площади, что исключает возможность раздельной выемки угля и породы при проведении штреков с присечкой боковых пород. При работе исполнительного органа комбайна образуется выработка круглого сечения. При наличии формовых фрез, расположенных за исполнительным органом в нижней части комбайна, образуется выработка арочной формы. Применение проходческих комбайнов позволяет; повысить уровень механизации горнопроходческих работ; сделать проведение выработок малооперационным процессом; улучшить условия труда горнорабочих; повысить устойчивость окружающих горную выработку пород; повысить темпы и снизить стоимость проведения горных выработок.

При применении проходческих комбайнов важным является обеспечение направленности их перемещения в толще горных пород. Ручное управление комбайнами с этой точки зрения не дает должного эффекта. Положение комбайна в земной коре и перемещение его по необходимому пути с заданной точностью должно обеспечиваться автоматическими устройствами. Средствами автоматического управления направленности движения комбайна являются гироскопы, радиоизотопные датчики и лазерные установки.

Применение проходческих комбайнов позволяет осуществить поточную технологию организации работ, сущность которой, в отличие от цикличной, заключается в полном совмещении во времени всех основных рабочих процессов и непрерывном извлечении горной массы из забоя выработки.

В отдельных случаях, когда применение комбайнов по каким-либо соображениям нецелесообразно, выработки по мягким породам, в частности по углю, проводят с применением буровзрывных работ и механизированной погрузки. Шпуры по углю бурят ручными электро- или пневмосверлами. При крепких углях могут применяться колонковые электросверла и навесное оборудование буропогрузочных машин.

На гидрошахтах отдельные горные выработки проводят с отбойкой угля струей воды высокого давления (12–16 МПа) с помощью гидромониторов. Этот способ применяется в мягких углях (f ≤ 1,5). При более крепких углях производится предварительное рыхление массива взрывными работами. Горная масса транспортируется водой до пульпосборника по желобам самотеком. Для обеспечения самотека гидропульпы выработкам придают уклон не менее 0,05. Применяют гидромониторы ГМДЦ3М, ГМДМУ, 12ГД, 16ГД. Применяют также на гидрошахтах при проведении выработок механическую отбойку угля комбайнами с последующим его смывом водой. Для этой цели выпускаются комбайны «Урал-38», К56МГ.