книги из ГПНТБ / Технология добычи руды на жильных месторождениях Казахстана

бот по разделке камер для установки скреперных лебедок (удельный вес этих работ доходит до 25 % от общего объема).

В целях устранения этого недостатка было предложено изменить схему нарезки каждого слоя. Нарезные выработ­ ки в слое (орты и штреки) стали проводить спаренными, что позволило увеличить производительность на нарезных ра­ ботах до производительности, достигаемой на очистных работах. Кроме того, отпала необходимость в разделке ка­ мер для скреперования лебедок, так как появилась возмож­ ность устанавливать их в одной из спаренных выработок. В настоящее время спаренные выработки проходятся единым фронтом, т. е. без отставания одного забоя от другого. Ши­ рина спаренной заходки принята 6 м. При таком ведении работ исключаются нарушения крепи при взрывании.

В зависимости от конкретных условий применяются три варианта крепления спаренных заходок: обычными непол­ ными дверными окладами в каждой заходке; одним непол­ ным дверным окладом, длина переклада которого равна ши­ рине двух заходок, при этом посередине переклада устанав­ ливается стойка; двумя неполными дверными окладами на трех стойках, причем на среднюю стойку укладываются концы двух перекладов смежных заходок.

Последние два варианта обеспечивают сокращение рас­ хода крепежного леса.

Достоинствами описанного варианта системы являются:

—резкое увеличение производительности труда рабочих за счет увеличения фронта работ и уплотнения рабочего времени;

—более равномерная выдача руды из блока;

—повышение эффективности нарезных работ до уровня очистных;

—полное исключение ручной уборки руды, так как от­ сутствует необходимость оформления камер под скреперные лебедки;

—сокращение до минимума перекрепления слоевых (нарезных) выработок и сопряжений за счет сокращения времени отработки блока;

—снижение себестоимости добычи 1 м3 руды на очист­ ных работах на 5 % ;

—гибкость применения, т. е. при изменении горнотехни­ ческих условий возможен быстрый переход на отработку одинарными заходками.

А н а л и з и т е хн и ко - э ко н о м и ч е с к а я о ц е н к а в а р и а н т о в с и с т е м ы с л о е в о г о о б р у ш е н и я . Во­ прос о сравнении вариантов однозабойной и двухзабойной отработки блока по технико-экономическим показателям

120

нужно рассматривать с учетом их зависимости от мощности рудного тела, которая в основном определяет возможность применения второго варианта.

Приведем некоторые результаты анализа статистических данных по шахтам СУБРа [32]. При рассмотрении зависи­ мости производительности труда забойного рабочего от мощности рудного тела для варианта однозабойной отработ­ ки блока (рис. 33) видно более резкое возрастание произво-

£

и

$

■U

к

<г|

Горизонглпьна.я. мощность-запсхи/к

Рис. 33. Зависимость производительности забойного рабочего от мощности рудного тела: 1 — при одноза­ бойной отработке блока; 2 — при двухзабойной.

дительности (от 3,0 до 3,9 мг) в смену при изменениях го­ ризонтальной мощности (от 5 до 10 м). С увеличением гори­ зонтальной мощности до 10 м снижается удельный вес тру­ доемких работ по открытию заходок, установке лебедок и пр., в то время как влияние таких факторов, как увели­

факторов возрастает, поэтому кривая роста производитель­ ности труда на этом участке становится более пологой.

Производительность труда при двухзабойной отработке блока выше, чем при однозабойной, что обусловлено боль­ шей забойной площадью, приходящейся на одного рабочего.

При отработке блока с горизонтальной мощностью 11— 13 ж производительность труда в обоих случаях одинакова. На участках с меньшей мощностью варианты двухзабойной отработки блока не применяются.

Производительность блока при двух забоях, а следова­

121

тельно, интенсивность отработки, на 30% выше, чем при од­ ном (рис. 34).

В таблице 25 приводятся показатели вариантов слоевого

дительной выемки слоя, минимальные потери и разубоживание, а также безопасность работ.

Выбор типа, конструкции и размеров несущих элементов перекрытия зависит от обводненности месторождения и фи­ зико-механических свойств руды и вмещающих пород.

В обводненных месторождениях при слабых рудах и вмещающих породах применяются более уплотненные кон­ струкции перекрытий. При породах, способных обрушаться крупными кусками, лучшими эксплуатационными качест­ вами обладают перекрытия с удлиненными несущими эле­ ментами.

Известны два метода погашения очистного пространства в ходе управления кровлей: обрушения и плавного опуска­ ния межслоевого перекрытия на почву отработанного слоя.

Первый метод применяется в тех случаях, когда исполь­ зуется более простая конструкция перекрытия, укладывае­ мого на каждом слое. Погашение очистного пространства

122

плавным опусканием кровли производят при гибких и щитовых перекрытиях, которые используются много­

кратно.

Межслоевые перекрытия подразделяются на следующие типы и группы:

Бесшарнирные (несвязные):

деревянные с длиной несущих элементов — до 3,5 м; с удлиненными элементами (от 3,8—4 до 4,5— 5 м).

Шарнирные:

из металлической панцирной сетки; со связными цепными несущими элементами.

Из гибких нитей (гибкие):

снесущими элементами из металлических канатов;

снесущими элементами из гибкого стального проката.

Щитовые:

из секционных щитов; из бессекционных.

123

Сравнительная оценка перекрытий с деревянными не­ сущими элементами длиной до 3,5 м (рис. 35) показывает» что они применяются главным образом при вариантах с узким фронтом очистного забоя и незначительным обнаже­ нием кровли. Под такими перекрытиями выемка широкими забоями (спаренные, строенные заходки, забой — лава) сильно осложнена вследствие частых завалов забойного про­ странства.

Комплект крепи, часто выполненный с применением подхватов или рам, не соответствует режиму развивающе-

124

хося давления обрушенных пород и не позволяет осущест­ вить необходимые операции по управлению кровлей.

Анализ причин обрушений призабойного пространства при выемке широкими забоями под подобными перекры­ тиями показывает, что такие перекрытия, выполненные из накатника, горбыля или однореза длиной 2—3,5 м, тре­ буют жесткой конструкции слоевого крепления, особенно в призабойном участке. Однако создание таких видов крепи нерационально, а применение подхватов или рам еще не обеспечивает необходимых результатов. Практика показа­ ла, что управление кровлей под обрушенными породами при выемке забоями широкого фронта с бесшарнирными пере­ крытиями связано с большими техническими трудно­ стями.

При разработке месторождений, породы которых способ­ ны обрушиться крупными кусками, эти трудности связаны с неравномерностью распределения давления на отдельные элементы крепи, т. е. с возникновением так называемых со­ средоточенных нагрузок. Так, при увеличении давления на один из углов крепи по причине относительной жесткости и связанности подхватов или рам, а также вследствие сла­ бой несущей способности перекрытия или в силу возможно­ го наличия неплотностей соединения перекрытия с элемен­ тами подхвата давление начинает отрицательно сказывать­ ся на соседних узлах крепи и участках очистного простран­ ства, вызывая значительные подвижки элементов перекры­ тия и преждевременное разрушение слоевой крепи. Эти ос­ ложнения вызываются и низкой устойчивостью крепи в при­ забойном участке. Лучшая работоспособность крепи дости­ гается при перекрытиях с удлиненными несущими элемен­ тами 2, 3 (см. рис. 35). Они в сочетании со слоевой крепью обеспечивают статическую прочность, устойчивость, подат­ ливость и относительную независимость восприятия давле­ ния разрушенных пород раздельными (не связанными меж­ ду собой в отдельную систему) узлами крепи по всей площа­ ди обнажения. Эти перекрытия обладают способностью пре­ дохранять призабойное пространство от обрушений на зна­ чительных площадях кровли до возведения поддерживаю­ щей слоевой крепи. Являясь оградительной и несущей час­ тью устойчивого и податливого комплекта крепи, они обес­ печивают восприятие консольных нагрузок в момент обна­ жения прогонов в призабойном участке.

Межслоевое перекрытие с удлиненными несущими про­ гонами впервые применено на Золотушинском руднике при слоевом обрушении с выемкой лавами. Конструкция пе­ рекрытия (см. рис. 35) достаточно проста. Оно состоит из

125

удлиненных прогонов, перекрытых сверху накатником, гор­ былем или металлической сеткой.

Элементы перекрытия не имеют жесткой связи между собой. Перекрытие монтируют на почве отработанного слоя. Прогоны из леса диаметром 18—20 см и длиной 4—4,5 м укладывают торцами друг к другу параллельными рядами в направлении фронта очистного забоя. Расстояние между прогонами для забоя-лавы принималось равным 0 ,8 — 1,0 м.. Во избежание прямой линии по стыкам прогонов и для по­ вышения несущей способности в перекрытии создают зубча­ тый замок, смещая при укладке торцы прогонов в рядах на 1 м. Перед началом укладки перекрытия почву слоя вырав­ нивают и во избежание излома прогонов их углубляют. Стойки устанавливают под прогоны на расстоянии 0,5— 1,0 м от стенки забоя и 1 м между рядами при'выемке ла­ вой и 0,5— 1 м при выемке спаренными заходками.

Плотность соединения узлов крепи достигается прочным соединением стоек с прогонами и установкой расстрелов. Таким образом, при очистной выемке обрушенные породы поддерживаются раздельно-консольным перекрытием и стойками, раскрепленными между собой расстрелами. Тру­ доемкость крепления 1 пог. м заходки при различных пас­ портах крепления на СУБРе дана в таблице 26.

увеличивать уход за цикл, а также объем отбиваемой руды на 30—50%.

Общий эффект от снижения трудоемкости крепления на слое, а также увеличение объема отбиваемой за цикл руды дает увеличение производительности забойного рабочего на

126

Перспективные варианты системы слоевого обрушения с различными конструкциями межслоевых перекрытий

В а р и а н т с л о е в о й в ы е м к и п о д г и б к и м м е ­ т а л л и ч е с к и м п е р е к р ы т и е м . Попыткой увеличения надежности межслоевого перекрытия является вариант слое­ вой выемки под гибким металлическим перекрытием, раз­ работанный на основе опыта угольных шахт институтом «Унипромедь» и впервые испытанный на СУБРе. Расчеты

Рис. 36. Конструкции гибкого металлического перекрытия.: 1 — проволочная плетеная сетка; 2—металлическая лента.

показывают, что производительность труда забойного рабо­ чего при разработке рудного тела мощностью 8 ж составля­ ет около 6,5 жг1смену. Себестоимость при этом начиная с мощности 6 м до мощности 12— 13 ж может быть снижена в 2 раза по сравнению с обычным вариантом слоевого обру­ шения [34]. Потери руды сводятся до минимума. Устройст­ во гибкого металлического перекрытия показано на рисун­

ке 36.

В а р и а н т ы с л о е в о й в ы е м к и п о д г и б к и м м е т а л л и ч е с к и м п е р е к р ы т и е м б е з д о п о л н и ­ т е л ь н о г о к р е п л е н и я с т о й к а м и и д в е р н ы м и о к л а д а м и . В 1959 г. на СУБРе была испытана система послойной выемки под гибким металлическим перекрытием траншеями. Очистная выемка начинается с выемки мон­ тажного слоя заходками. Крепление заходок производится вразбежку через 5—10 см. На почве отработанных заходок монтируется перекрытие конструкции КузНИУИ (рис. 36).

127

Особенностью этого варианта является последующая выемка горизонтальными слоями под перекрытием без креп­

Траншеи под щитами проводятся независимо друг от друга, что позволяет иметь в работе несколько забоев. Параметры очистных выработок представлены на рисунке 37. Перед погашением межтраншейных целиков к стойкам крепи при­ биваются доски или металлические ленты и при посадке пе­ рекрытия вырывают только верхние части стоек, нижние опускают вслед за щитами.

Под висячим боком по мере опускания работ монтиру­ ется дополнительный щит таким образом, чтобы после по­

128

садки слоя он находился на одном уровне с остальными щитами. Для этого на каждом слое проводится слоевой штрек и из него выбирают клин руды под висячий бок.

Отработка следующего слоя начинается с проходки орта и слоевого штрека под висячим боком.

По расчетам института «Унипромедь», производитель­ ность труда забойного рабочего в целом по системе достига­ ет 6 —7 мг/смену, себестоимость снизится на 15— 25% [24].

М е т а л л и ч е с к а я щ и т о в а я к р е п ь д л я о т ­ р а б о т к и г о р и з о н т а л ь н ы х и п о л о г о п а д а ю ­ щ и х с л о е в у г о л ь н о г о плас т а . В бассейне «Валь Жиу» в Румынии разработка мощного пласта производится горизонтальными слоями с обрушением кровли.

Ш Ш Ш Ш

Рис. 38. Выемка угля под щитом горизонтальными слоями.

Крепь состоит из отдельных секций шириной 0,7 жи вы­ сотой до 3,5 м, не соединенных друг с другом. Секция вклю­ чает лыжу 1 (рис. 38), на которой смонтированы две кли­ новые стойки 2 и 8, шарнирная стенка 4, 5. Лыжа и стенка выполнены из металлических балок; стенка, кроме этого, покрыта листовым железом. Щит устанавливается и про­ двигается по деревянному настилу предварительной крепи. Для облегчения передвижки секций, осуществляемой вруч­ ную, пользуются специальным рычажным устройством. Сек­ ции располагают относительно друг друга на расстоянии 30 см, что позволяет устанавливать между ними деревян­