книги из ГПНТБ / Смолдырев А.Е. Технология и механизация закладочных работ

выработанного пространства производили последовательно, после каждой выемки полосы угля шириной 1,8 м.

Технико-экономические показатели работ за три месяца с заклад­ кой выработанного пространства следующие:

Па ш. № 70 породу от проходки и ремонта горных выработокк2. раз­ мещали в выработанном пространстве при выемке пласта Техно­ логическая схема разработана КІШУИ совместно с работниками шахты.

Закладочную лаву подготовили от разрезной печи длиной 60 м на расстоянии 20 м от бремсберга и сбойки.

Очистные работы в лаве и закладку выработанного пространства производили по схеме, аналогичной схеме ш. № 106. Породу от проходки и ремонта горных выработок доставляли по откаточному штреку до первого восточного бремсберга, затем на вентиляционный просек и по последнему до закладочной лавы. Па работах по выемке угля в лаве, закладке выработанного пространства и транспорте с откаточного штрека до закладочной лавы было занято 3 чел. Все маневровые операции по доставке на вентиляционном просеке вы­ полнялись с помощью лебедки МЭЛД-4,5.

На указанных шахтах во время ведения закладочных работ были проведены наблюдения за возведением массива и установлено, что при углах падения пласта 28—30° подачу породы в выработанное пространство можно вести самотеком по рештакам. Коэффициент заполнения с учетом разрыхления породы составляет около 0,55.

На ш. № 1/2 «Ново-Голубовка» по разработкам УкрНИИГидроІв- уголь [33] опытно-промышленныека работы выполнялись на пластах мощностью 0,65 ми мощностью около 1м — с углом падения 5—7°. Почва пластов представлена песчано-глинистыми сланцами, склон­ ными к пучениюІв, основная кровля — песчаниками.

По пласту общим забоем по углю и породе проводился штрек сечением 11,25 ма с подрывкой почвы, причем забой штрека опере­

и ленточным перегружателем к передвижной гидрозакладочной установке, в комплекс которой входили молотковая дробилка типа ДМIII, гидроэлеватор, трубопровод для гидросмеси и водовод. Порода, измельченная до крупности —50 мм, подавалась гидроэле­ ватором по трубам диаметром 150 мм в раскоску длиной около 38 м. От призабойного пространства закладочный массив ограждался отшивкой.

через каждые 50 м и обслуживались шламовым насосом ШІІ-240 (дополнительно использовался шахтный приток воды).

Данным способом, как показала практика, наиболее целесооб­ разно проводить штреки в условиях устойчивой неразмокаемой почвы. Недостатком являлось затруднение с использованием отка­ точного штрека в качестве вентиляционного при отработке нижнего этажа (вследствие обводненности раскоски, поскольку гидросмесь подавалась при Т : Ж = 1 : 12); порода от ремонта выработки не размещалась в шахте, а размыв почвы вызывал ряд трудностей.

Лучшие результаты по оставлению породы в шахте способом гидромеханизации были получены при использовании выработан­ ного пространства лав. По предложению МГИ, на га. № 1/2 «НовоГолубовка» породы от проведения и ремонта выработок (откаточ­ ного и вентиляционного штреков, проводимых узким забоем) подаІв­ вали с помощью гидравлического транспорта в лаву по пласту и размещали в виде надштрековой и подштрековой полос. Такие работы были осуществлены в лаве длиной 140 м.

Передвижная гидрозакладочная установка, аналогично описан­ ной выше, располагалась у забоя откаточного штрека на рельсовых путях. Для обеспечения устойчивой подачи дробленой породы по трубопроводу значительной протяженности в лаву агрегат гидро­ транспорта был выполнен в виде последовательно соединенных гидроэлеватора и углесоса. Принципиальная схема подобного ком­ плекса (вариант ИГД им. А. А. Скочинского) приведена на рис. 20.

Добычные и закладочные работы в лаве велись в две смены. Шаг закладки принимали равным 1,6 м. Закладочный массив ограждали переносными щитами. Для ограждения откаточного штрека со стороны выработанного пространства применяли костры и орган­ ную крепь. Для задержания мелких фракций породы при дренаже воды к стойкам рейками укрепляли мешковину.

При проведении штрека производительность труда проходчиков составила 2,5 м/мёс. В общем балансе времени выполнения основ­ ных процессов закладочные работы составили около 30%, а себе­ стоимость проведения 1 м выработки — около 13 руб.

Для повышения эффективности способа следует возведение закладочного массива вести с передвижной ограждающей крепью и применять гидросмесь более высокой концентрации.

Проведение штреков широким забоем значительно улучшает условия сохранения горных выработок и обеспечивает оставление пород от подрывки в шахте.

В настоящее время создан бурозакладочный комплекс БЗК-2, предназначенный для проведения штреков на пластах мощностью 0,5—0,8 м, гидрозакладочный агрегат АП-2 и дробильный комплекс ДКЗ (Донгипроуглемаш).

Комплексы БЗК-2 и АП-2 прошли промышленные испытания и рекомендованы к серийному производству.

Зарубежный опыт оставления породы в шахте. Наиболее широкое распространение получили две технологические схемы оставления

53-

породы от проведения выработок — с укладкой ее в раскоску с по­ мощью скреперных или пневмозакладочных установок и с использо­ ванием породы для закладки или выкладки бутовых полос.

ВАнглии на пологих пластах применяют технологическую схему,

вкоторой вместо обычного сочетания дробилки и пневмозакладочной машины используют закладочный агрегат «Бретби» [34].

Порода измельчается до крупности 50 мм и по трубам диаме­

тром 100 мм направляется в выработанное пространство. Таким

І — породопогрузочная машина; 2 — перегружатель; з — дробилка ДР-1 с гидроэлеватором; 4 — насос; 5 — трубопровод d = 150 мм; 6 — сгуститель гидросмеси; 7 — фильтрующие пе­ ремычки; 8 — водоотводящий лоток; 9 — гидронасадка; Ю — эмалированный желоб; п — водовод; 12 — водосборник; 13 — насос типа НДВ; 14 — грязевой насос

образом над откаточным штреком выкладывается бутовая полоса длиной 22 м и высотой 0,6 м (объемом 24,5 м3) за 1,5 ч. Фактическая производительность 21 т/ч.

В ФРГ при проведении штреков для размещения породы при­ меняют скреперы, пневмомуфты или погрузочные столы (рис. 21).

На одной из шахт при проведении вентиляционного штрека с опережением применяли скреперную установку с трехбарабанной лебедкой и пневмоэжектор (муфту). Муфта была установлена под перегрузочным конвейером на сопряжении выработанного простран­ ства со штреком на высоте бутовой полосы. Уголь и породу при проведении штрека вынимали раздельно.

Отбитая порода транспортировалась перегрузочным конвейером на загрузочный лоток и поступала в муфту.

54

При подвигании забоя за цикл на 1,85 м в бутовую полосу за 1 ч размещалось 26 м3 породы. Производительность труда составляла 2,5 м8/чел-смену, включая раздельную выемку угля и закладку по­

роды в бутовую полосу. Расход воздуха — около 200—460 м3 на 1 м3 породы.

Па ш. «Вальзум» (ФРГ) в вентиляционных штреках, проводимых вслед за подвиганием лавы, применяют для доставки породы в буто­ вые полосы специальные погрузочно-доставочные агрегаты. Такой агрегат состоит из погрузочного стола, качающегося желоба и пнев­ матической транспортной установки.

■ У -У " у /У У //У //'У У У // у ■/ ■

Рис. 21. Технологическая схема размещения породы с возведением закладочного массива в лаве:

1 — вентиляционный штрек; 2 — скреперная установка; 3 — конвейер; 4 — забойный конвейер; 5 — уголь; 6 — порода; 7 — пневмоэжектор с лотком; s — закладочный трубопровод

Схема расположения и конструкция погрузочного стола в забое штрека при проведении с подрывкой кровли показана на рис. 22. Взорванная1, порода под действием сил гравитации поступает на полок установленный под углом 10° к горизонту, и за счет коле2.­ бательных движений полка перемещается к качающемуся желобу Полок приводится3, в колебание под воздействием4 двух воздушных вибраторов размещенных па несущей раме и сообщающих полку возвратно-поступательное движение. Качающийся желоб установлен спереди стола со стороны лавы на несущей раме перпендикулярно направлению транспортирования породы. Желоб приводится в ко­ лебание также с помощью пневмодвигателя. Он 5.транспортирует отбитую породу к пневмотранспортному устройству Под действием сжатого воздуха по закладочному трубопроводу порода доставляется в бутовую полосу.

55

Чтобы уменьшить массу установки и предотвратить повреждение погрузочного стола, отдельные узлы6. его соединялись между собой металло-резиновыми элементами Масса погрузочного стола 7 т. Для передвижки агрегата к забою7, штрека с каждой стороны стола установлены пневмодомкраты перемещающиеся по двум напра­ вляющим также.

Аналогичная установка была применена на ш. «Фюрст ЛеопольдБальдур» при проходке вентиляционного штрека. Производитель-

Рис. 22. Схема расположения оборудования в вентиляционном штреке при оставлении породы в бутовой полосе

ность труда при проходке, включая закладку, составила 1,5 м3/челсмену с учетом подрывки кровли и почвы, возведения деревянных костров и арочной крепи.

5. Технико-экономические показатели

Приведем для сравнения технико-экономические показатели применения основных систем разработки с закладкой и обрушением для наиболее характерных угольных районов.

В Кузбассе на ш. «Коксовая-1» добыча угля с закладкой соста­ вляет 85%, на ш. «Коксовая-2» — 30%, на ш. «Черная Гора» — 30%; начали вести работы с закладкой шахты «Красногорская»: № 5—6 и др.

Сравнение эффективности систем разработки с закладкой и обру­ шением приведено в табл. 2.

Как следует из табл. 2, в среднем технико-экономические показа­ тели систем разработки с обрушением выше, чем систем с закладкой. Более высокие показатели при выемке мощных пластов при щитовой, а также комбинированной системе разработки с гибким перекры­ тием и обрушением кровли достигнуты в основном за счет снижения трудоемкости работ по креплению и управлению кровлей. Однако

56

Т а б л и ц а 2

Технико-экономические показатели различных систем разработки

и безопасность их применения, а именно: значительный объем руч­ ных работ по выемке монтажного слоя и монтажа перекрытий, сла­ бое проветривание забоев, большой объем подготовительных работ, высокие эксплуатационные потери угля и, как следствие, пожаро­ опасность.

При работе системами с закладкой значительно снижаются потери угля и пожароопасность. Однако по сравнению с системами с обру­ шением технико-экономические показатели их ниже (с учетом затрат на закладочное хозяйство). Это объясняется большой трудоем­ костью работ по поддержанию призабойного пространства.

Следует отметить, что за последние, примерно, 10 лет средне­ месячная производительность рабочего при системах с закладкой выросла на 40% и в отдельных случаях на 50%. Так, опыт приме­ нения систем с поперечно-наклонными слоями, лавами и короткими полосами в наклонных слоях в последние годы по сравнению с си­ стемами разработки длинными столбами и щитовой на отдельных выемочных полях дает среднемесячную добычу угля по участкам не ниже, чем при системах с обрушением; достигаются одинаковые показатели и по производительности труда (до 5,1 т/выход). Пожаро­ опасность (число пожаров на 1 млн. т добычи) снизилась более чем в 10 раз. В отдельных случаях при работе полосами по простиранию (ш. «Коксовая-2») с гидрозакладкой получена производительность 31 тыс. т/мес.

При системах с закладкой отмечено резкое снижение затрат на проведение и поддержание горных выработок. Системами с гидро­ закладкой удалось отработать запасы угля в охранных целиках под поселком Верхняя Голубовка и под террикониками. Недостатки

57

этих систем следующие: высокая трудоемкость и стоимость закла­ дочных работ, значительный расход леса — 43—60 м3 на 1000 т добычи угля (такой же или больше, чем при системах с обрушением, например щитовой), трудности с осветлением и откачкой больших масс воды, высокая стоимость закладочного материала (достигает 65% от всех затрат на закладочные работы), большие трудности при выемке первого слоя.

В табл. 5 приведены сравнительные показатели по системам разработки с закладкой (данные И. В. Маревич).

Та б л и на 3

Сравнительные технико-экономические показатели по системам разработки

Себестоимость, руб/т

Опыт применения систем разработки с закладкой в Кузбассе дает основания в настоящее время считать целесообразным для применения: на пластах мощностью от 4 до 5,5 м с углом падения свыше 43° — систему разработки поперечно-наклонными слоями с гидрозакладкой; на пластах мощностью более 8—9 м — систему разработки наклонными слоями с выемкой короткими полосами (или при слабой кровле — поперечно-наклонные слои). Отработку первого слоя целесообразно вести короткими полосами в нисходя­ щем порядке от вентиляционного горизонта к откаточному (предло­ жение В. И. Ильина и Е. А. Андрейчука).

На мощных крутых пластах с выдержанными элементами зале­ гания может найти применение щитовая система разработки с за­

58

кладкой. О высокой эффективности этой системы свидетельствуют данные, приведенные в табл. 4 (по Н. В. Маревич), полученные примерно в аналогичных условиях ш. «Коксовая-1» и ш. № 5—6.

Т а б л и ц а 4 Технико-экономические показатели систем разработки с закладкой

Опыт ведения горных работ на угольных шахтах показывает, что на пластах крутых тонких и средней мощности следует приме­ нять полную закладку, особенно при неустойчивых боковых поро­ дах, полную или частичную (полосами по падению) при сильно вы­ раженных вторичных осадках кровли и частичную при труднообрушаемых кровлях.

Об эффективности применения сплошной системы разработки с самотечной закладкой полосами по простиранию можно судить по технико-экономическим показателям ш. № 5-бис, отрабатывав­ шей выемочное поле по пласту «Мазур» мощностью 0,9—1,2 м с углом падения 55—68°.

После внедрения полной закладки в течение года не наблюда­ лось случаев обрушения в лаве. Скорость подвигания очистного забоя возросла почти в два раза, расход леса сократился на 4,5 м3 на 1000 т добычи. Эффект получается при сравнении затрат на под­ держание участковых штреков за одинаковый период по одному и тому же пласту и горизонту, но с различными способами управле­ ния кровлей в лавах. На участках с полной закладкой при длине поддерживаемых штреков до 2500 м затраты на их поддержание, отнесенные на 1 т добычи, в два раза меньше, чем по участкам с дли­ ной поддерживаемых штреков 400 м, где применяются костры. Рас­ ходы на выдачу 1 т породы на терриконик примерно на 84 коп. больше, чем затраты на переработку породы в породо-дробильном комплексе и закладку ее в лаву.

59