книги из ГПНТБ / Технология добычи и обогащения углей в Печорском бассейне [коллектив. моногр

ки наклонялись на забой. Снижение угла наклона до 55 вызывало наклоны стоек на завал и повышение нагрузок на задние стойки на 20—30%. На участке установившегося сдвижения пород сред­

30% выше, чем при вынимаемой мощности, равной 2,5 м.

При сопоставлении лабораторных и шахтных наблюдений по­ лучена достаточная сходимость как измеренных величин, так и ус­ тановленного характера проявлений горного давления. Так, на­ пример, во время непродолжительных испытаний комплекса КМ-81э в лаве № 123-3 шахты «Центральная» при отработке пла­ ста в один слой мощностью 3,6—3,8 м наблюдались нагрузки на стойки, достигавшие 80—83 тс, которые сопровождались деформа­ цией узлов крепи.

Только осуществление мероприятий по снижению вынимаемой мощности до 3,2 м и гидрообработка пород основной кровли позво­ лили вывести крепь из аварийного состояния. При дальнейшей эксплуатации комплекса на этой шахте вынимаемая мощность пласта не превышала 3,4 м. Для снижения интенсивности прояв­ лений осадок основной кровли применялись гидрообработка пород, которая обеспечила нагрузки на крепь в пределах номинальной несущей способности стоек.

На основании шахтных и лабораторных исследований проявле­ ний горного давления и взаимодействия механизированных крепей с боковыми породами при изменении вынимаемой мощности пла­ ста от 2,4 до 4,2 м установлено, что:

при увеличении мощности пласта с 2,4 до 4,2 м смещения кров­ ли и просадки стоек возрастают примерно в 1,5 раза, максималь­ ная концентрация напряжений-—в 1,2—1,3 раза, а нагрузки на секции крепи — на 20—30%;

выемку пласта' Мощного мощностью 3,6—3,8 м комплексом КМ-81э можно производить при гидрообработке труднообрушаемых пород основной кровли, модернизации крепи путем увеличе­ ния несущей способности стоек до 90 тс и оборудования системой удержания забоя;

для обеспечения эффективного поддержания кровли при труднообрушаемых породах и отработке пласта на полную мощность комплексом ЭКМ необходимо увеличить несущую способность стоек крепи до 110 тс.

§ 7. ВЫБОР СИСТЕМ РАЗРАБОТКИ ДЛЯ УСЛОВИЙ ВОРГАШОРСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Воргашорское месторождение расположено в северо-восточной части Печорского угольного бассейна, непосредственно к западу от Воркутского месторождения и отделяется от него крупным тек­

40

тоническим разрывом. На Воргашорском месторождении промыш­ ленное значение имеет только пласт Мощный (пи+!з+12+и) • В на­ стоящее время на небольшом участке восточная часть Воргашорского месторождения отрабатывается шахтой «Октябрьская». На других разведанных участках месторождения строится шахта № 1 «Воргашорская» мощностью 4,5 млн. т. В поле строящейся шахты пласт Мощный имеет простое строение, выдержанную мощность, которая в среднем составляет 3,1—3,2 м. Углы падения пласта колеблются от 1 до 13°. На абсолютной отметке +50 м метаноносность,пласта составляет 3,2 м3/т и на отметке —200 м — увеличи­ вается до 11 м3.

Шахтное поле характеризуется сложной тектоникой. Разрыв­ ные нарушения с амплитудами от 5 до 100 м расположены по па­ дению пласта. Расстояние между ними колеблются от 200 до 1000 м.

Пологое залегание пласта Мощного позволяет отрабатывать его системой разработки длинными столбами как по простиранию, так и по падению пласта. Из анализа горно-геологических условий шахтного поля видно, что при применении высокопроизводитель­ ных механизированных комплексов система разработки длинными столбами по падению предпочтительнее, чем по простиранию пласта.

Для условий Воргашорского месторождения рекомендуется си­ стема разработки длинными столбами по падению пласта как экономически более целесообразная при применении механизиро­ ванных комплексов. В этой работе рассматриваются три варианта системы разработки длинными столбами по падению пласта, отли­ чающиеся конструктивными особенностями.

При всех трех вариантах подготовка выемочного поля произво­ дится проведением навентиляционном горизонте вентиляционного штрека и монтажного штрека (просека), а на откаточном гори­ зонте-— откаточного штрека и демонтажного штрека (просека) по пласту и полевого конвейерного штрека в 10—15 м от почвы пла­

промежуточного грузового бремсберга, оборудованного монорель­ совой дорогой и обслуживающего оба столба. Первый столб отра­ батывается с опережением второго не более 150 м. При отработке выемочных столбов конвейерный бремсберг первого столба пога­ шается вслед за очистным забоем, грузовой бремсберг поддержи­ вается за очистным забоем первого столба и погашается за очист­ ным забоем второго столба. Конвейерный бремсберг второго стол­ ба поддерживается за очистным забоем, служит для выпуска исхо­ дящей струи из очистного забоя и используется в качестве конвей-

41

Вент. штр..

Рис. 19. Система разработки длинными столбами по падению с проведением промежуточных бремсбергов одинарными выработками

столб проветривается по прямоточной схеме проветривания. Све­ жая струя для обоих столбов подается с откаточного штрека по грузовому бремсбергу. В проходческие забои с откаточного штрека подается свежий воздух по опережающему конвейерному брем­ сбергу (см. рис. 19). Уголь транспортируется по конвейерным брем­ сбергам каждого выемочного столба на сборный конвейерный по­ левой штрек. Оборудование и материалы до грузового бремсберга перевозятся по рельсовому откаточному штреку.

Вт о р о й в а р и а н т (рис%. 20) также предусматривает одно­ временную отработку двух спаренных столбов. Подготовка выемоч­ ных столбов производится проведением бремсбергов парными вы­ работками с целиком угля между ними шириной 15 м, который вынимается при отработке лавы. Для обеспечения выемки целика между выработками одновременно с очистными забоями вдоль каждого целика со стороны выработанного пространства возво­ дится двухрядная деревянная органная крепь. Эта крепь со сторо­ ны целика обеспечивает прохождение свежей струи для проветри­ вания очистного забоя при выемке целика. В отличие от первого варианта, для каждого выемочного столба предусматривается обо­ собленная свежая струя. Схема проветривания первого выемочного столба является возвратноточной с выпуском исходящей струи по конвейерному бремсбергу на демонтажный штрек и опережающий

Для всех трех вариантов приняты одинаковые параметры: дли­ на выемочных столбов по падению пласта 1200 м (исходя из при­ нятых в проекте шахты наклонной высоты бремсбергового поля);

ления на Воргашорском участке шахты «Октябрьская»); оптималь­

(рассчитывалась в соответствии с рекомендациями [9]). Технико-экономическое сравнение вариантов системы разра­

ботки производилось по видам затрат: выемка угля, монтаж и де­ монтаж оборудования, проведение подготовительных выработок,

43

Цент штр.

Рис. 20. Система разработки длинными столбами по падению с проведением промежуточных бремсбергов парными выработками

Вент. штр.

Рис. 21. Система разработки длинными столбами по падению с проведением грузового бремсберга для двух лав одинарной выработкой

поддержание выработок, амортизация оборудования и прочие не­ учтенные затраты.

При всех трех вариантах предусматривается арочная металли­ ческая крепь в вентиляционных, откаточных и полевых конвейер­ ных штреках и грузо-людском бремсберге и деревяннная — в мон­ тажных и демонтажных просеках. Для крепления участковых бремсбергов при первом варианте принята арочная крепь или МТПШ (конструкции ПечорНИИПроекта) для. всех бремсбергов, при втором — деревянная крепь для конвейерных и металличе­ ская— для рельсовых бремсбергов и при третьем варианте — ме­ таллическая крепь для грузового бремсберга и деревянная — для остальных бремсбергов. Для каждого варианта определялись за­ траты на 1 т добычи по каждому элементу затрат в выемочном поле, суммарные затраты и удельные объемы проведения подгото­ вительных выработок на 1000 т добычи (табл. 7).

Т а б л и ц а 7

Из табл. 7 видно, что по всем трем вариантам затраты на 1 т добычи угля колеблются в небольших пределах. Это подтверж­ дает их экономическую равноценность. Однако при первом вари­ анте удельный объем проведения подготовительных выработок на 1000 т добычи угля меньше, чем при втором и третьем вариантах: Поэтому, несмотря на равноценные затраты, первый вариант пред­ почтительнее.

В связи с тем что опыт поддержания бремсбергов на границе с выработанным пространством пока недостаточен, для строящейся шахты № 1 «Воргашорская» рекомендуются второй и третий ва­ рианты систем разработки длинными столбами по падению пла­ ста. Одновременно необходимо провести исследования по изыска­ нию оптимальных способов крепления и поддержания промежуточ­ ных бремсбергов на границе массив — выработанное пространство в условиях Воргашорского участка шахты «Октябрьская». Во вре­ мя эксплуатации шахты № 1 «Воргашорская» необходимо переве­ сти ее на более целесообразную систему разработки длинными столбами по падению пласта с проведением промежуточных брем­ сбергов одинарными выработками.

46

Глава II

ПРОВЕДЕНИЕ И ПОДДЕРЖАНИЕ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК

§ 1. ПРОБЛЕМЫ МЕХАНИЗАЦИИ И КОНЦЕНТРАЦИИ ГОРНОПРОХОДЧЕСКИХ РАБОТ

На шахтах угольной промышленности проблема концентрации производства находится в центре внимания всех угледобывающих стран мира. Концентрация производства неразрывно связана с техническим прогрессом. Высокий уровень концентрации и меха­ низации труда является одним из основных показателей эффек­ тивности производственного процесса.

На очистных работах концентрация производства характери­ зуется повышением нагрузки на очистную линию. Эффективность угледобывающей промышленности нередко рассматривают как эффективность собственно очистных работ без учета удельного веса горнопроходческих работ в общем объеме горных работ на угле­ добывающих предприятиях.

На действующих угольных шахтах комбината Воркутауголь в 1971 г. в работе в среднем находилось 69,8 очистных и 182 про­ ходческих забоев, из которых добыто 13,171 млн. т угля и выдано

техники видно, чтсу.материально-техническая база угледобываю­ щих предприятий представляет резкий контраст по степени меха­ низации ручного труда между техникой, используемой на очист­ ных и проходческих работах.

Наиболее совершенной техникой очистных работ являются ме­ ханизированные добычные комплексы. При применении этих ком­ плексов из общих затрат труда механизированный труд составляет 55—70%. Наиболее производительной техникой проходческих ра­ бот являются проходческие комбайны и в случае их применения доля механизированного труда составляет лишь 25—30%.

47

В течение пяти лет (с 1961 по 1965 г.), производительность тру­ да на очистных работах возросла на 11,7%, а среднемесячное подвигание очистной линии увеличилось на 3%. С 1965 г. началось внедрение и широкое использование добычных механизированных

среднемесячной скорости подвигания очистной линии на 43,4%. Несмотря на то что в течение 1961—1970 гг. уровень механи­ зации на проходческих работах возрос в 4 раза, средняя скорость подвигания проходческих забоев выросла только на 41%. Низкая эффективность проходческих работ объясняется тем, что техниче­ ские средства проведения выработок пока не достигли необходи­ мого уровня, поэтому доля ручного труда остается достаточно вы­

сокой.

Несоответствие роста уровня механизации росту скорости по­ двигания забоев влечет за собой снижение общей эффективности

48

новых выемочных участков от скорости подвигания линий очист­ ных забоев может вырасти в трудноразрешимую проблему.

На проходческих работах уровень концентрации производства выражается в степени сокращения количества проходческих забоев при неизменном объеме проходческих работ, выполняемых в то же время и тем же количеством рабочих.

Таким образом, решающим фактором концентрации проходче­ ских работ является повышение темпов проведения выработок.

Повышения темпов подвигания проходческих забоев можно до­ стигнуть за счет роста производительности труда на основе при­ менения более эффективной проходческой техники и увеличения количества рабочих в сменном звене проходческой бригады. Если первый из этих путей, являясь наилучшим, часто не зависит от желания и усилий работников угледобывающих предприятий, то второй путь вполне доступен.

Структурные виды проходческих забоев приведены в табл. 8. Все виды проходческих забоев, указанные в таблице, характе­

ризуются следующими параметрами:

Комплексные нормы выработки рассчитывались по сборнику норм выработки для Печорского угольного бассейна

Численность.ИТР и рабочих-повременщиков принималась на основе принципов, принятых в практике комбината Воркутауголь

Если рабочие-проходчики выполняют норму выработки на 100% в результате продуманной и четко выполняемой организации труда, то увеличение суточной скорости проходки потребует увели­ чения численности бригады на строго определенную величину.

На рис. 22 приведены графики зависимости стоимости проведе­ ния 1 м подготовительных выработок от скорости проведения. С увеличением скорости проведения значительно снижается стои-