Способы бурения восстающих

1. Нисходящее бурение пилотной скважины и расширением через нее снизу вверх	2. Восходящее забуривание скважины с расширением в слепую снузу вверх
3. Расширение по скважине снизу вверх		4. Расширение через скважину сверху вниз

Проведение выработок в неоднородных породах

1. Проведение горизонтальных выработок

Способы проведения (штреков). Если при проведении штрека по углю площадь забоя по углю меньше площади поперечного сечения штрека, то производят подрывку породы (кровли или почвы или одновременно породы кровли и почвы). Особенно много породы подрывается в выработках большого поперечного сечения, проводимых по тонким и весьма тонким пластам.

Рис. 126. Проведение штреков в неоднородных породах:

а — узким забоем; б — широким забоем; 1 — штрек; 2 — раскоска; 3 — косовичник (а — ширина штрека, м; b — ширина раскоски, м; с — ширина косовичника, м; т — мощность пласта угля, м; h — высота штрека, м.)

В таких условиях проведение штреков можно осуществлять сплошным забоем (без разделения выемки угля и породы) и сложным забоем (с раздельной выемкой угля и породы).

Преимуществом проведения штреков сплошным забоем является более простая организация труда, а недостатком — потеря угля.

При проведении штрека сложным забоем организация работ усложняется вследствие наличия двух самостоятельных забоев — по углю и по породе. Преимущество этой схемы — снижение потерь полезного ископаемого. Сначала вынимают уголь, как менее крепкую породу, а затем при наличии двух обнаженных плоскостей вынимают породу. Получаемая порода от подрывки может выдаваться на поверхность или помещаться в выработку, проводимую по углю сбоку штрека в так называемую раскоску. Поэтому различают два способа проведения штреков по углю с подрывкой породы:

узким забоем, при котором уголь вынимают на ширину штрека (рис. 126, а), а породу выдают на поверхность;

широким забоем, при котором ширину забоя по углю принимают больше ширины выработки (рис. 126, б) на величину, необходимую для размещения в раскоске породы от подрывки с учетом увеличения ее объема вследствие разрыхления.

При проведении штреков узким забоем с помощью комбайнов или буровзрывным способом с применением погрузочных машин по сравнению с широким забоем обеспечивается высокая скорость проведения, большая устойчивость выработки и при больших сроках службы меньшие затраты на поддержание выработки. Основным недостатком проведения штреков узким забоем является выдача породы на земную поверхность, которая на шахтах Донбасса составляет в среднем Vg от выдаваемого угля.

Выдача породы загружает шахтный транспорт и подъем, что занимает много рабочих на поверхности шахты и под землей, а это, в свою очередь, сдерживает скорость роста добычи угля и производительность труда.

Преимуществом проведения штреков широким забоем является то, что порода от подрывки оставляется в шахте. При этом получается большая попутная добыча угля. Недостатками проведения штреков широким забоем являются: меньшая скорость подвигания забоя (при существующей механизации); значительно более сложная организа­ция проходческих работ; большая трудоемкость укладки породы в раскоску; ухудшение условий поддержания штреков.

При углах падения пласта до 10—12° кровля обычно не подры­вается и верхняк крепежной рамы располагается параллельно ей (рис. 127, а).

При углах залегания пластов 12—25° угол падения не является решающим для выбора места подрывки породы. В этом случае может подрываться почва или кровля пласта или то и другое вместе (рис. 127, а и б). В большинстве случаев производят подрывку пород почвы пласта. При углах падения пласта 25—55° наиболее распро­страненной является подрывка почвы и кровли пласта (рис. 127, в), так как в данном случае пласт занимает в площади поперечного сече­ния штрека наибольшую площадь и объем подрываемой породы сокращается.

Рис. 127. Способы подрывки пород при проведении штреков:

а — подрывка почвы; бив — подрывка кровли и почвы; г — подрывка почвы при крутом падении пласта

При углах падения пластов более 55° наиболее целесообразна подрывка почвы пласта (рис. 127, г), потому что при этом способе подрывки устраняется нарушение пород кровли, и следовательно, получается наибольшая гарантия устойчивости выработки.

Проведение штреков узким забоем

Проведение штреков узким забоем можно осуществлять с совмест­ной выемкой угля и породы и с раздельной выемкой угля и породы. Совместная выемка угля и породы производится в том случае, когда необходимо увеличить скорость проведения выработки, а мощность угольного пласта мала настолько, что не оправдывает средств и вре­мени, затрачиваемых на раздельную выемку и выдачу угля.

Техника, технология и организация работ по проведению выработки при совместной выемке не будет по существу отличаться от проведения выработки по однородным породам.

При раздельной выемке и выдаче угля и породы штреки проводят по двум схемам: угольный забой не опережает породного забоя; уголь­ный забой опережает породный забой на 1,5—7,0 м.

Сущность проведения штреков по первой схеме заключается в том, что после выемки угля производится выемка породы на такую же глубину; выемка породы облегчается наличием дополнительной обнаженной плоскости. Эта схема отличается простотой ведения горных работ, так как рабо­чее место является общим для обоих уступов и все работы по углю и породе сосредоточены в одном месте. Недостатком данной схемы является невозможность полного совмещения работ по углю и породе.

Цикл работ при проведении узким забоем слагается из выемки угля, подрывки боковых пород, крепления штрека и настилки путей.

Выемку угля ведут в основном буровзрывным способом, при сла­бых породах кровли или большей газообильности угольного пласта — отбойными молотками. Бурение шпуров по углю производят ручными или колонковыми (при крепких углях) электросверлами. В шахтах, опасных по газу или пыли, с развитым пневматическим хозяйством применяют пневматические сверла. Одновременно в работе может находиться от 1 до 3 сверл.

Рис. 128. Выбуривание забоя по углю: а — буровая коронка КБ; б — схема выбуривания забоя по углю; 1 — обод толщиной 5—8 мм и шириной 80 мм; 2 — ступица; 3 — забурник диаметром 42 мм; 4 — съемный резец; 5 — штанга; 6 — спираль

Выемку угля отбойными молотками при пологих пластах производят два проходчика, которые сначала в центре угольного забоя делают вруб глубиной 0,6—1,0 м, а затем расширяют в обе стороны до пол­ной ширины забоя по углю.

При высокой газоносности пласта ведение взрывных работ по углю затруднительно. В этих условиях можно применять способ выбуривания угля буровыми коронками диаметром до 600 мм (рис. 128).

Сущность проведения штреков по второй схеме заключается в том, что оформляется передовой угольный забой с опережением до 7-10 м.

На рис. 129, а показана схема механизации передачи угля из передового угольного забоя в породный при помощи перегружателя. Для совмещения ряда операций в угольном и породном забоях может быть устроена берма (рис. 129, б) шириной 1—1,5 м, в которой уста­навливают конвейер для транспортирования угля из угольного забоя до пункта погрузки его в вагонетки. Для сокращения пролета выра­ботки по углю на берме после переноски конвейера укладывают костры или заполняют ее породой от подрывки.

Подрывку породы производят буровзрывным способом, а при сла­бых породах — отбойными молотками. Бурение шпуров по породе в зависимости от ее крепости может производиться ручными или колонковыми электросверлами, а также пневматическими буриль­ными молотками. Для бурения шпуров также применяют бурильное оборудование на погрузочных машинах.

Рис. 129. Схема проведения штрека узким забоем:

а — с передачей угля из передового угольного забоя с помощью перегру­жателя; б — с транспортированием угля конвейером по берме

Проведение штреков широким забоем

Способ проведения штреков широким забоем применяют главным образом при пологом залегании пластов. При этом, как и при проведении штреков узким забоем, ведут работы по углю и по породе.

При проведении штреков широким забоем порода, заполняющая раскоску, под давлением оседающей кровли сжимается и уплот­няется, поэтому крепь штрека должна быть податливой. С другой стороны, устойчивость штрека при наличии раскоски обеспечивается лишь при достаточной ее ширине, определяющейся количеством под­рываемой породы. Поэтому штреки широким забоем проводят лишь при мощности пластов не более 1,3 м.

Различают три схемы расположения раскоски относительно штрека: верхнюю (рис. 134,б) вверх по восстанию, нижнюю (рис. 134, а) — вниз по падению пласта и двустороннюю (рис. 134, в).

Рис. 134. Схемы расположения раскоски:

б — верхняя; а — нижняя; в — двухсторонняя

На практике наиболее часто применяют нижнюю раскоску, так как в этом случае доставка породы к месту ее закладки и производ­ства самой закладки производят вниз по падению. Однако при ма­лом угле падения это преимущество несущественно.

В раскоске, расположенной как по падению, так и по восстанию, оставляют пространство шириной 1,5—2 м, не заложенное породой, в результате чего образуется просек, называемый косовичником (см. рис. 136). Он служит для целей вентиляции, водостока, а иногда и доставки угля. Косовичники крепят рамной крепью. Штрек со­единяют с косовичником косовичными ходками шириной 1,5—2 м, образующимися путем оставления в закладке пространства, не за полненного породой, но закрепленного рамной крепью. Косовичные ходки, как и печи, образуются через определенное расстояние по про­стиранию, в зависимости от функций, которые они выполняют, угла падения, мощности пласта и т. п.

Работы в угольном забое. Работы в угольном забое заключаются в отбойке угля, погрузке его на конвейер, транспортировании до штрека и креплении раскоски.

В зависимости от крепости угля и устойчивости боковых пород отбойку угля производят буровзрывным способом, отбойными мо­лотками, а также указанными способами с предварительной под­рубкой угля врубовой машиной. Для выемки угля в раскоске начи­нают применять и комбайны. Однако наибольшее распространение для отбойки угля получил буровзрывной способ.

Отбитый уголь для доставки его из раскоски погружают на кон­вейер (обычно вручную). Для облегчения ручной погрузки приме­няют взрывонавалку на специальные, более прочные скребковые конвейеры. Для этого перед началом взрывных работ конвейер располагают у забоя. Во время взрывания часть угля падает на работающий конвейер и выдается из забоя; другая часть угля выбирается вручную.

Угольный забой крепят деревянными или металлическими стой­ками, при недостаточной устойчивости кровли пласта его крепят рамами, состоящими из двух — четырех стоек и верхняка (деревян­ный распил).

Работы в породном забое заключаются в отбойке породы буро­взрывным способом, уборке ее из забоя, транспортировании и укладке в раскоску, креплении штрека. Эти работы во многих своих элемен­тах сходны с подобными же работами при проведении штреков узким забоем.

Отличным является следующее: перед взрывными работами в по­родном уступе при расположении подрывки в породах кровли вдоль выработки со стороны раскоски необходимо пробить ряд стоек или выложить костры (см. рис. 135) для ограничения обрушения кровли только на ширину штрека и для предохранения от обрушения кровли в раскоске.

Уборка породы в раскоску включает две операции: доставку по­роды в раскоску и укладку (забутовку) ее в раскоске с выкладкой из нее стен.

Рис. 135. Схема проведения 19-го западного откаточного штрека широким забоем на шахте № 47 комбината Кадиевуголь:

1 — перегружатель; 2 — погрузочная машина; 3 — лоток; 4 — пере­гружатель для доставки породы в раскоску

Механизация уборки породы в раскоску может быть осуществлена следующим образом:

механизация доставки породы в раскоску при ручной укладке и забутовке;

механизация доставки и забутовки породы в раскоску.

Механизация доставки породы в раскоску и ручная ее укладка показана на рис. 135. От погрузочной машины порода через лоток 3 поступает на конвейер 1, а от него по конвейеру 4 в раскоску. На этом конвейере устанавливается переносной щиток, с помощью которого порода сбрасывается с конвейера.

Рис. 136. Проведение штрека широким забоем с доставкой и закладкой породы скрепером

При полной механизации работ по уборке породы в раскоску воз­можно применение скребковой установки, специальных закладоч­ных машин и гидротранспорта.

Схема передвижной скребковой закладочной установки показана на рис. 136. Отбитый уголь в раскоске по конвейеру 10, установлен­ному вдоль забоя раскоски, поступает в вагонетки 11. Порода от по­грузочной машины 1 через перегружатель 2 подается на полок 3 скреперной лебедки 4. Скрепер 6, подтягиваемый к породе на полку хвостовым канатом 7 забирает ее, при помощи головного каната 8 перемещает к месту закладки (в раскоску) и плотно подбучивает выработанное пространство. Нижний блок 9, укрепленный в косовичнике, служит для направления головного каната. Скреперная лебедка и полок смонтированы на колесной платформе 5, которая передвигается по рельсам по мере подвигания забоя раскоски.