Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Ляхов Г.М. Основы разработки угольных месторождений подземным способом учебник

.pdf
Скачиваний:
13
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
9.87 Mб
Скачать

висимости от назначения называют вентиляционными, водоот­ ливными, закладочными и т. д. Одни и те же стволы часто име­ ют несколько назначений.

Форма поперечного сечения шахтных стволов в основном бывает круглой.

Гезенком (слепым стволом) называют горную выработку, не имеющую непосредственного выхода на поверхность. Гезен­ ки служат для передвижения по ним людей (по лестницам), для спуска полезного ископаемого и пустых пород, для дви­ жения воздуха, для спуска груза с горизонта на горизонт, а также для прокладки по ним электрических кабелей и разного рода трубопроводов.

§3. НАКЛОННЫЕ ВЫРАБОТКИ

Кгруппе наклонных горных выработок, имеющих непосред­ ственный выход на поверхность, относятся наклонные шурфы и наклонные шахтные стволы. Назначение наклонных стволов и

наклонных шурфов то

же, что

и одноименных вертикаль­

ных выработок.

 

имеющим непосредственного

К наклонным выработкам, не

выхода на поверхность,

относят:

бремсберги, скаты, уклоны,

ходки, печи, наклонные буровые скважины.

Бремсбергом (спуском) называют подземную горную выра­ ботку, проведенную по пласту полезного ископаемого и пред­ назначенную для спуска грузов с верхнего горизонта на ниж­ ний при помощи механических устройств.

Уклоном называют наклонную горную выработку, проведен­ ную по пласту полезного ископаемого и предназначенную для подъема по пей грузов с нижнего горизонта на верхний при помощи механических устройств.

Скатом (рис. 4) называют выработку, предназначенную для спуска по ней грузов под действием собственного веса. Скаты часто имеют ходовые отделения, оборудованные лестницами для передвижения людей.

Ходком называют горную выработку, предназначенную для передвижения людей. Ходки проводят обычно рядом с другими выработками (бремсбергом, уклоном), так как передвижение людей по наклонным выработкам, по которым перемещают грузы, опасно.

Печью (восстающим) называют горную выработку, прове­ денную в толще полезного ископаемого по восстанию или по падению пласта и предназначенную для обеспечения начала очистных работ или проветривания.

§4. ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ ВЫРАБОТКИ

Кгруппе горизонтальных горных выработок относят: штоль­ ни, квершлаги, штреки, орты, просеки.

20

if

 

5

*>,

і

/

£

!

!

уху:

 

 

Рис. 4. Скат:

 

/ — ходовое

отделение; 2 — люк для спуска угля или породы

Штольней (рис. 5) называют горную

выработку, имеющую

непосредственный

выход на

поверхность

и

предназначенную

для тех же целей, что и

 

 

 

вертикальный ствол шахты.

 

 

 

Горизонтальная

выработка,

 

 

 

имеющая

два

непосредст­

 

 

 

венных выхода на поверх­

 

 

 

ность, называется туннелем.

 

 

 

Квершлагом

 

называют

 

 

 

горизонтальную горную вы­

 

 

 

работку,

не

имеющую не­

Устье штольни

 

Штольно

посредственного

 

выхода на

 

поверхность.

Квершлаги

 

Рис.

5. Штольня

проводят

вкрест

простира­

 

 

 

ния пласта.

Штреком называют горную выработку, проведенную по простиранию пласта и не имеющую непосредственного выхода на поверхность. Обычно штрек проводят по пласту угля. В том

21

случае, когда он проведен по пустой породе выше или ниже пласта, его называют полевым штреком.

Штреки могут иметь различные назначения. Штреки, пред­ назначенные для транспортирования угля, называют откаточ­ ными, для проветривания подземных выработок — вентиляци­ онными.

Просек — вспомогательная горизонтальная подземная гор­ ная выработка, проводимая в толще полезного ископаемого и предназначенная для проветривания или соединения выработок в процессе их проведения.

Ортом называют горную выработку, не имеющую непосред­ ственного выхода на поверхность и проводимую в мощных пластах под углом к простиранию. Орты не выходят за преде­ лы пласта.

§ 5. ОКОЛОСТВОЛЬНЫЕ ДВОРЫ И КАМЕРЫ

Для обеспечения транспортных и других операций, необхо­ димых для обслуживания подземного хозяйства шахты, в мес­ тах пересечения шахтного ствола с откаточным горизонтом уст­ раивают околоствольные дворы, представляющие собой сово­ купность горных выработок, соединяющих ствол с главными откаточными или вентиляционными выработками (рис. 6).

В околоствольном дворе сооружают (рис. 7): насосную ка­ меру 1 и водосборник 2, склад противопожарных материалов 3, электровозное депо 4, диспетчерскую 5, медпункт 6, электриче­ скую подстанцию 7 и т. д.

Насосную камеру обычно располагают в околоствольном дворе вблизи ствола, в котором устанавливают водоотливные трубы.

Водосборник устраивают у насосной камеры, на 3—4 м ни­ же уровня околоствольного двора. Назначение водосборника— собирать стекающую из горных выработок шахты воду.

Склад противопожарных материалов устраивают для хране­ ния аварийного запаса материалов и инструментов, необходи­ мых для борьбы с подземными пожарами. Материалы для ту­ шения пожаров хранятся в специальном поезде, состоящем из нескольких вагонеток. В обычное время этот поезд стоит на складе.

Диспетчерскую располагают вблизи главной откаточной вы­ работки. В диспетчерской обычно устанавливают подземный те­ лефонный коммутатор и концентрируют все управление подзем­ ной сигнализацией и движением в околоствольном дворе и дру­ гих выработках.

Электровозное депо служит для ремонта, осмотра и стоянки электровозов. В случае применения аккумуляторных электрово­ зов в депо производят также зарядку аккумуляторных батарей.

22

4

Рис. 6. Схемы околоствольных дворов:

а—круговая

с

ветвями, параллельными главной откаточной выработке;

6 — круговая

с

ветвями, перпендикулярными главной откаточной выра­

ботке; в —петлевая; / — скиповой ствол; 2 — клетевой ствол; 3 — угольная разгрузочная яма; 4 — породная раэгрузочаня яма; 5 — главная откаточная выработка

Подземный медицинский пункт (медпункт) служит местом для оказания первой помощи рабочим, получившим на работе травму или заболевшим. Медицинский пункт устраивают в шах­ тах с числом подземных рабочих не менее 1000.

Электрическая подстанция предназначена для установки трансформаторов, служащих для понижения напряжения элек­ трического тока.

23

Рис. 7. Схема расположения выработок в околостволь ном дворе

В районе околоствольного двора часто устраивают камеру ожидания 8 (см. рис. 7).

Контрольные вопросы

1.Что называют горной выработкой?

2.Какие выработки относят к капитальным, подготовительным, очистным?

3.Что Вам известно о вертикальных выработках?

4.Для чего проходят наклонные и горизонтальные выработки и как их под­ разделяют?

5.Какое назначение околоствольных дворов и камер?

Глава 111 ГОРНЫЕ РАБОТЫ И ГОРНЫЕ

МАШИНЫ

§1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Впонятие горные работы входят процессы выемки (отбойки или отделения части горных пород от массива), погрузки, тран­ спортирования, подъема на поверхность и крепления горных

24

выработок. Горные работы могут осуществляться вручную и средствами механизации. В связи с тем что горные работы чрезвычайно трудоемки, их стараются максимально механизи­ ровать. Машины, предназначенные для выполнения горных ра­ бот, называют горными. Кроме ручных и машинных горных работ, различают еще взрывные и гидравлические. Как взрыв­ ные, так и гидравлические горные работы относятся также к разделу механизированных работ.

По назначению горные машины при подземной разработке разделяют на добычные, транспортные, проходческие и др.

При выборе способа ведения горных работ в первую оче­ редь необходимо учитывать сопротивление, возникающее в гор­ ных породах, при отделении их части от массива.

Различают следующие основные свойства горных пород: твердость, вязкость, хрупкость, упругость, разрыхляемость, по­ ристость, пластичность, сопротивление резанию, крепость и др.

Твердость характеризует способность породы оказывать со­ противление проникновению в нее какого-либо другого тела.

Вязкость — сопротивление, оказываемое горной породой силам, стремящимся отделить от массива отдельные ее куски.

Хрупкость горных пород — свойство их разрушаться при статической нагрузке без заметных остаточных деформаций.

Упругостью называют свойство горных пород восстанавли­ вать свою первоначальную форму без заметных остаточных де­ формаций после прекращения воздействия внешних сил.

Трещиноватость определяется наличием в горных породах трещин.

- Разрыхляемость — свойство горных пород увеличивать свой объем при дроблении, характеризуется коэффициентом разрых­ ления, под которым понимают отношение объема разрыхлен­ ной горной породы к ее объему в массиве.

Плотность породы—масса породы в единице объема (т/м3). Пористость — объем пор в единице объема горной породы. Пластичность — способность горных пород изменять свою

форму без образования трещин.

Сопротивление резанию — сопротивление горных пород про­

цессу отделения стружки от массива угля

или горных

пород.

Сопротивляемость углей резанию оказывает решающее вли­

яние на производительность

выемочных

машин,

определяет

мощность их привода и выбор исполнительного органа

(вид и

параметры режущего инструмента, число линий

резания).

В настоящее время принята

следующая

классификация

углей

в зависимости от их сопротивляемости резанию: мягкие (30— 120 кгс/см), средней крепости (120—240 кгс/см), крепкие (240—300 кгс/см), весьма крепкие (300—480 кгс/см).

Сопротивляемость углей резанию, равная 180—220 кгс/см, ограничивает область эффективного применения стругов. Для выемки углей с сопротивляемостью резанию свыше 300 кгс/см

Степень крепости Категория породы

I

В высшей степени

 

крепкие

1]

Очень крепкие

III

Крепкие

Illa

То же

IV

Довольно крепкие

IVa

То же

V

Средние

Va

То же

VI

Довольно мягкие

Via

То же

VII

Мягкие

Vila

То же

Vili

Землистые

IX

Сыпучие

X

Плывучие

Таблиц а 2

 

 

 

 

 

 

е­

 

 

Породы

 

 

Коэф фи­ циент кр пости

 

 

 

 

 

 

Наиболее крепкие, плотные и вязкие квар­

20

циты

и

базальты.

Исключительные по

 

крепости другие породы

 

 

15

Очень крепкие гранитовые породы. Квар­

цевый порфир, очень крепкий граниг,

 

кремнистый сланец; менее крепкие, не­

 

жели указанные выше, кварциты

 

Самые крепкие песчаники и известняки

 

Гранит (плотный) и гранитовые породы.

10

Очень крепкие песчаники и известняки.

 

Кварцевые рудные жилы. Крепкий кон­

 

гломерат. Очень крепкие железные руды

8

Известняки (крепкие). Некрепкий гранит.

Крепкие

песчаники. Крепкий мрамор,

 

доломит.

Колчеданы

 

 

6

Обыкновенный песчаник. Железные руды

Песчаные сланцы. Сланцевые песчаники

5

Крепкий

глинистый

сланец.

Некрепкие

4

песчаник и известняк,

мягкий конгло­

 

мерат

 

 

 

 

 

 

Разнообразные сланцы (некрепкие). Плот­

3

ный мергель

 

 

 

 

Мягкий сланец, очень мягкий

известняк,

2

мел,

каменная соль, гипс.

Мерзлый

 

грунт,

антрацит. Обыкновенный мергель.

 

Разрушенный песчаник,

сцементирован­

 

ная галька и хрящ, каменистый грунт

 

Щебенистый грунт.

Разрушенный сланец,

1,5

слежавшаяся галька и щебень, крепкий

 

каменный уголь, отвердевшая глина

1

Глина (плотная). А^ягкий каменный уголь,

крепкий нанос — глинистый груп г

0,8

Мягкая песчанистая глина, лёсс, гравий

Растительная земля, торф, мягкий сугли­

0,6

нок, сырой песок

 

 

насыпная

0,5

Песок, осыпи, мягкий гравий,

земля, добытый уголь

 

 

 

Плывуны, болотистый грунт, разжижен­

0,3

ный лёсс и другие разжиженные грунты

 

требуется применение комбайнов

с приводами

повышенной

мощности.

горной породы — способность ее сопротивляться

Крепость

воздействию

внешних усилий (бурению, отбойке,

взрыванию

и т. д.).

известностью

пользуется классификация горных

Большой

пород по крепости проф.

М. М.

Протодьяконова

(старшего)

приведенная в табл. 2. Согласно этой классификации все гор­ ные породы разделены на 10 категорий в зависимости от их

26

крепости. Каждой категории соответствует коэффициент крепо­ сти, численно равный 0,01 временного сопротивления образца горной породы на сжатие.

Это значит, что горным породам, обладающим временным сопротивлением на сжатие 100 кгс/см2, условно присваивается коэффициент крепости f=l (см. табл. 2).

§ 2. ВИДЫ И ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ, ПРИМЕНЯЕМОЙ В ШАХТАХ

При производстве горных работ в современных угольных шахтах широкое распространение получили горные машины, питаемые, как правило, электрической или пневматической энергией. Более распространенным видом энергии является электрическая, так как способ передачи ее к местам потребле­ ния значительно проще и эта энергия значительно дешевле пневматической.

Для подачи в шахту электрической энергии служат специ­

альные кабели высокого напряжения, которые

прокладывают

от электрической подстанции, расположенной

на поверхности,

по одному из шахтных стволов, затем по сети подземных вы­ работок к подземной понизительной электрической подстанции. Последнюю обычно располагают в непосредственной близости от очистных и подготовительных участков или других потреби­ телей электрической энергии.

Для получения сжатого воздуха служит компрессор.

§ 3. РУЧНЫЕ ОТБОЙНЫЕ МОЛОТКИ

Подрубку и отбойку угля в лаве и в забоях подготовитель­ ных выработок можно производить ручными отбойными молот­ ками. Отбойный молоток состоит из пускового, воздухораспре­ делительного и ударного устройств. Принцип работы: совершая возвратно-поступательное движение в стволе, боек 1 (рис. 8) наносит удар по хвостовику пики 2, которая внедряется в мас­ сив и откалывает кусок угля или породы. После удара боек возвращается в исходное положение, совершая обратный ход. Передвижение бойка происходит иод действием сжатого возду­ ха, поступающего поочередно в различные полости ствола. Отбойные молотки в благоприятных условиях увеличивают про­ изводительность труда рабочего по сравнению с ручной отбой­ кой в среднем в 1,5 раза.

Отбойные молотки МО-8у, МО-9у и МО-Юу имеют единую конструкцию и отличаются друг от друга размерами стволов и ударников. Такая унификация деталей создает особые удобст­ ва при эксплуатации. Указанные модели молотков изготовля­ ются серийно заводом «Пневматика».

Конструкции отбойных молотков находятся в стадии беспре-

27

Рис. 8. Пневматический ручной отбойный молоток

рывного усовершенствования. В последние годы в Институте горного дела им. А. А. Скочинского разработаны пневматичес­ кие молотки МОО-7/4 и М0М0-6К, в которых впервые исполь­ зованы легкие полимерные материалы. . Начиная с 1971 г. в угольной промышленности применяются вибробезопасные мо­ лотки МО-бк.

Помимо пневматических отбойных молотков имеются еще конструкции электрических и гидравлических отбойных молот­ ков. В угольной промышленности эти типы молотков широкого распространения пока не получили.

§4. ОЧИСТНЫЕ УГОЛЬНЫЕ КОМБАЙНЫ

Внастоящее время в угольной промышленности СССР, главным образом при отработке пологих пластов, широко при­ меняются добычные угольные комбайны — комбинированные горные машины, отделяющие механическим путем уголь от массива, дробящие его до кусков транспортабельного размера

инаваливающие их на забойное транспортирующее устройство (скребковый или ленточный конвейер).

Ксороковым годам относится успешное применение серий­ но выпускаемого комбайна «Донбасс-1».

В период с 1949 по 1956 г. на угольных шахтах внедряли в основном так называемые широкозахватные комбайны, рабо­ тающие совместно с деревянной или индивидуальной металли­ ческой крепью. Ширина захвата этих комбайнов от 1 до 2,8 м.

С 1957 г. началось

применение

узкозахватных

комбайнов

с шириной захвата от

0,62 до 1 м.

Эти комбайны

работают

в лавах с металлическими индивидуальными стойками и верх­ івками или с механизированной крепью. Узкозахватная выем­

ка угля эффективно производится на

глубину 0,62—1 м в зоне

отжима угля горным давлением.

 

В настоящее время при очистной выемке применяются сле­

дующие

угольные

комбайны:

широкозахватные — «Дон­

басс-1 Г»,

«Кировец»,

КЦТГ, К-56м и другие (для пологих плас-

28

1

Рис. 9. Угольный узкозахватный комбайн 2К-52 со шнековым исполни­ тельным органом:

I корпѵс комбайна; 2 — шнековый исполнительный орган; 3 — тяговая цепь; 4 — забойный конвейер

тов); узкозахватные — IK-101, 2К-52, БК-52, 4К-52, МК-67 (для пологих пластов); узкозахватные — КТ — «Комсомолец», «Темп» и другие (для крутых пластов).

Комбайн 2К-52 (рис. 9) предназначен для механизации вы­ емки угля и антрацита любой крепости в очистных забоях по­ логих пластов мощностью 1,1 — 2 м с углом падения до 15°. Ра­ ботает по Челноковой схеме с рамы передвижного забойного

Рис. 10. Угольный узкозахватнын комбайн для крутых пластов «Темп»

29

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ