Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Воробьев Б.М. Основы технологии горного производства. Введение в специальность учеб. пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

27.10.2023

Размер:

46.74 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1415 / 2915 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 > Следующая >>>

И з в е с т ны примеры применения гидрофицированных костров и

посадочных стоек.
Более совершенными,	чем органная крепь,	кусты и	костры,
я в л я ю т с я металлические	п о с а д о ч н ы е	с т о й к и .	И х до

стоинства — высокая несущая способность, простота освобождения от н а г р у з к и , возможность механизированной передвижки .

Н а ш а х т а х при разработке пластов мощностью от 0,45—• до 2,1 м получили распространение винтовые посадочные стойки (рис. 99, г). В зависимости от типоразмера несущая способность их составляет

100, 150 и 200 тс, масса стойки 89—356 кг . Станина стойки имеет вну
три винтовую резьбу, куда входит винтовой рабочий									стержень . Д л я
увеличения	диапазона применения стойки по мощности пласта
и создания	начального распора				имеется распорный				винт.	В е р х н я я
опора выполнена в		виде	литой		насадки . Д л я предотвращения						вда
в л и в а н и я в почву		стойка имеет ш и р о к у ю нижнюю							опору.		Замок
стойки имеет забивной клин и тормозную колодку,								п р и ж и м а ю щ у ю с я
к винту выдвижной части.				П р и установке			стойки		вывинчивают
рабочий стержень и забивают клин . После этого,								в р а щ а я распор
ный винт,	осуществляют		распор стойки. П р и р а з г р у з к е							выбивают
забивной клин и рабочий стержень под действием собственного											веса
опускается .
Основными недостатками				таких стоек я в л я е т с я				то, что во			время
р а з г р у з к и	стойки рабочий находится					вблизи	нее.	Этот недостаток
отсутствует	у стоек	с дистанционной				р а з г р у з к о й с		безопасного рас

стояния с помощью специального домкрата ил и передвижчика . Созданы т а к ж е гидравлические посадочные стойки (рис. 99, д). П е р е д в и ж к а посадочных стоек производится с помощью специаль

ных устройств.

П р и применении индивидуальной крепи до 50% всех затрат труда по добыче у г л я в лаве приходится на крепление призабойного

пространства	и	управление горным давлением. Поэтому переход
на передвижные		механизированные крепи я в л я е т с я прогрессивным
направлением	в	области	совершенствования технологии		очистной
выемки.
	§ 3. У П Р А В Л Е Н И Е ГОРНЫМ			ДАВЛЕНИЕМ
Поддержание		очистной	выработки в	рабочем состоянии	в боль

шинстве случаев не может быть обеспечено только возведением при - забойной крепи . Д л я у л у ч ш е н и я условий поддержания и предупре ж д е н и я поломки крепи необходимо регулировать по возможности движение боковых пород. Этот процесс называют управлением гор


ным	давлением.	П р и		разработке	пологих		пластов процесс			упра
в л е н и я горным		давлением называют				т а к ж е		управлением к р о в л е й ,
а к р у т ы х пластов,			где при выемке			у г л я	в	движение	приходит и
почва, —• управлением				боковыми	породами.
В	зависимости		от	характеристики пород				кровли	(способность
к обрушению, опусканию, мощность пород непосредственной										кровли

141

и др.) применяют следующие способы у п р а в л е н и я горным давлением: полным обрушением, частичным обрушением, плавным опусканием,

полной закладкой выработанного пространства и частичной

заклад

кой

выработанного пространства,

оставлением

целиков

д л я

у д е р ж а

ния

кровли .

Б ы в ш и м Всесоюзным научно-исследовательским угольным инсти

тутом

(ныне

И Г Д

им. А. А . Скочинского) была

разработана

класси

ф и к а ц и я

к р о в л и

пологих

наклонных

угольных-

пластов

тонких

и средней

мощности,

которая

используется

при

выборе

способа

у п р а в л е н и я горным давлением в очистном забое. По этой

классифика

ции

к р о в л и

делятся на четыре класса:

класс — непосредственная

к р о в л я представлена

толщей лег-

к о о б р у ш а ю щ и х с я

пород,

мощность которых в

6—8

раз

превышает

мощность

угольного

пласта.

I I

класс — непосредственная

к р о в л я представлена

толщей

л е г к о о б р у щ а ю щ и х с я

пород,

мощность

которой меньше

6— 8 - крат

ной мощности пласта . В основной кровле залегают прочные по

роды, которые обрушаются после выемки				у г л я	на	значительной
площади .
I I I класс — в непосредственной		кровле		залегает		относительно
м о щ н а я толща труднообрушающихся		пород. В отдельных					с л у ч а я х
непосредственная к р о в л я	отсутствует	и над пластом залегает основ
н а я к р о в л я , д о п у с к а ю щ а я	обнажение	на	большой		площади .
I V класс — в непосредственной кровле			залегают породы,				облада
ющие способностью плавно опускаться .
Рассмотрим более подробно способы у п р а в л е н и я горным давле
нием при очистной выемке.
Способ полного обрушения кровли. Этот			способ применяется глав

ным образом при л е г к о о б р у ш а ю щ и х с я породах, залегающих непо

средственно

в кровле пласта, когда мощность их достаточна д л я

того,

чтобы

при

обрушении

произошло подбучивание

основной

к р о в л и

( I класс

кровли) .

П р и

таком

самоподбучивании изменяется х а р а к т е р

деформации

в ы ш е л е ж а щ и х

слоев породы •— деформационный

процесс протекает

более медленно и, п о с к о л ь к у очистной забой непрерывно

подвигается,

вредное в л и я н и е горного давления не успевает

отрицательно

ска

зываться

на

состоянии

призабойного

пространства.

Н а

рис .

100

приведена

схема у п р а в л е н и я

кровлей полным

обру

шением.

После

подвигания

очистного

забоя

на

некоторое

расстоя

ние, определенное паспортом к р е п л е н и я и называемое ш а г о м п о с а д к и (обрушения) к р о в л и , из выработанного пространства у д а л я ю т призабойную крепь позади посадочного ряда крепи . Поса дочная к р е п ь устанавливается д л я того, чтобы ограничить распро

странение обрушения пород в сторону очистного	забоя .
Ш а г первого обрушения, происходящего при	отходе забоя л а в ы

от разрезной печи, больше, чем последующих, и в зависимости от горно-геологических условий изменяется в среднем в пределах 15—30 м.

142

Ш аг обрушения непосредственной к р о в л и принимают равным одному-трем врубам (1,2—5 м). П р и использовании металлических специальных крепей посадку рекомендуется осуществлять после каждого выемочного ц и к л а .

Выбивка

крепи

полосе,

подлежащей посадке,

на пластах

с углом

падения

до

15° может

осуществляться к а к по

падению, так

и по восстанию пласта . Н а пластах с

углом

падения

более

15°

выбивка

к р е п и

производится

только

нап

р а в л е н и и

снизу вверх. В против

ном случае скатывающиеся куски по

роды могут травмировать горнорабо

чих, з а н я т ы х

посадкой

к р о в л и .

Способ

у п р а в л е н и я

кровлей

пол

ным обрушением я в л я е т с я

наиболее

экономичным по сравнению с осталь

ными . Эффективность его еще

больше

возрастает

п р и безорганной

посадке.

Сущность

последней

заключается

том, что

посадочную крепь

не уста

н а в л и в а ю т ,

обрушение

к р о в л и

про

изводят

на

р я д

стоек

обычной

при -

забойной

крепи .

Е с л и

после

у д а л е н и я

крепи

са

мообрушения не происходит, при

бегают

принудительной

посадке:

в породах к р о в л и пробуривают ш п у р ы

(скважины)

взрыванием

в них

за

рядов В В

обрушают

породы.

П р и

использовании

прочных

ме

таллических

посадочных

крепей

спо

соб у п р а в л е н и я

кровлей

полным

об

рушением может

применяться

при

к р о в л я х д р у г и х

классов .

Способ

частичного

обрушения

применяют

при

кровле

I I

класса,

когда над

пластом

залегают

легко -

обрушающиеся породы небольшой мощности, а расположенные выше

породы		склонны периодически		обрушаться .
	П р и	этом способе	кровлю	обрушают		не по	всей длине				лавы,
а	между	бутовыми полосами,		выкладываемыми			из		кусков		породы
в	выработанном пространстве. Ш и р и н а полосы						4—6		м.	Расстояние
м е ж д у полосами 12—15 м. Породу					д л я	в ы к л а д к и		полос		получают
из	бутовых штреков,		проводимых,		к а к	правило,		в	кровле		пласта
(на очень газоносных			пластах	— в	почве). Д л я		обрушения				к р о в л и

между бутовыми полосами пробивают органную крепь из стоек.

Бутовые полосы наращивают по мере подвигания	очистного
з а б о я .

143

Способ

у п р а в л е н и я

горным

давлением

частичной

з а к л а д к о й .

В выработанном

пространстве

возводят

бутовые

п о л о с ы ,

н а з н а ч е

ние которых —

у д е р ж а н и е породы к р о в л и

от о б р у ш е н и я .

П р и м е н я ю т

этот

способ

тогда,

когда

в к р о в л е

з а л е г а ю т п р о ч н ы е т р у д н о о б р у ш а -

ю щ и е с я

породы .

П о р о д ы

д л я в ы к л а д к и

бутовых

полос п о л у ч а ю т из

б у т о в ы х

ш т р е

к о в .

Ш и р и н а

бутовой

п о л о с ы

р а в н а

5—7 м.

Р а с с т о я н и е

м е ж д у

буто

выми полосами

п р и н и м а ю т

та

к и м

расчетом, чтобы к р о в л я

м е ж д у

полосами

не о б р у ш а л а с ь (6—12

м).

Н а

п о л о г и х

п л а с т а х

бутовые

полосы

р а с п о л а г а ю т

по

п р о с т и р а

нию

и следят,

чтобы они не

отста

в а л и

от

очистного

з а б о я ,

более

чем

на

м.

Н а к р у т ы х

п л а с т а х бутовые по

лосы р а с п о л а г а ю т

к а к

по

прости

р а н и ю ,

т а к

по

падению

п л а с т а .

Способ

плавного

о п у с к а н и я

по

род

кровли

(рис.

101)

п р и м е н я ю т

п р и н а л и ч и и к р о в л и I V к л а с с а ,

мощности

пласта

не

более

1,2 м

почве,

с к л о н н о й

п у ч е н и ю .

П р и п л а в н о м о п у с к а н и и в

качестве

с п е ц и а л ь н о й к р е п и п р и м е н я ю т ко

стры, в ы к л а д ы в а е м ы е

вдоль

з а б о я

один

и л и

два

р я д а .

К о с т р ы

пе

реносят после к а ж д о г о

выемочного

ц и к л а .

Способ полной закладки выра

ботанного

п р о с т р а н с т в а . Этот

спо

соб п р и м е н я ю т

д л я

п р е д у п р е ж д е н и я

о б р у ш е н и я

боковых

пород

п о с л е

выемки

полезного

ископаемого .

М а т е р и а л , и с п о л ь з у е м ы й д л я

з а п о л н е н и я выработанного

п р о с т р а н

ства,

н а з ы в а е т с я

з а к л а д о ч н ы м

м а т е р и а л о м .

З а к л а

дочный

м а т е р и а л ,

у л о ж е н н ы й

выработанном

п р о с т р а н с т в е ,

обра

зует

з а к л а д о ч н ы й

массив .

П р и

п о л н о й

з а к л а д к е выработанного

пространства

у м е н ь ш а ю т с я

потери

полезного

ископаемого,

особенно

п р и

р а з р а б о т к е

м о щ н ы х

п л а с т о в ,

и п о н и ж а е т с я

вероятность

с а м о в о з г о р а н и я

у г л я .

К р о м е

того,

п р и

п о л н о й

з а к л а д к е у м е н ь ш а е т с я

величина

п р о с а д к и

земной

поверхности .

Н а и б о л е е

ш и р о к о з а к л а д к у

выработанного

п р о с т р а н с т в а

п р и

м е н я ю т

п р и р а з р а б о т к е

мощных

особенно

к р у т ы х

п л а с т о в .

Н а

144

п л а с т ах

тонких

средней

мощности

закладочные

работы ведутся

с целью оставления породы в шахте, получаемой п р и

проведении

выработок.

В СССР разработку угольных пластов с закладкой

выработан

ного

пространства

ведут

Кузнецком

бассейне,

на

Т к п б у л ь с к о м

месторождении и в ряде других бассейнов и месторождений.

Мно

гие рудные месторождения, в том числе месторождения

цветных

металлов,

разрабатываются

полной

з а к л а д к о й

выработанного

пространства .

П р и

полной

з а к л а д к е

все

выработанное пространство

запол

няется закладочным материалом, в отличие от частичной

з а к л а д к и ,

когда

закладочный

массив

возводится

в виде полос, расположенных

по падению

пли

по

простиранию .

В качестве закладочного материала применяются горные породы,

специально добываемые д л я этой пели

(песок, г а л ь к а ,

дробленые

песчаники, а р г и л л и т ы п др . ), и отходы производства

(порода

ш а х т н ы х

отвалов,

хвосты

обогащения,

котельные

доменные

ш л а к и

и др . ) .

З а к л а д о ч н ы й

материал

доставляют в ш а х т у обычно

самотеком

по ш у р ф а м ,

скатам

пли по трубам, навешиваемым в

стволах.

зависимости

от

вида

энергии,

используемой

для

размещения

закладочного материала

выработанном

пространстве,

различают

самотечный, механический (машинный), пневматический и гидравли

ческий	способы ведения закладочных работ.
П р и	самотечном способе закладочный материал, доставленный

до выработанного пространства тем И Л И ИНЫМ методом, самотеком размещается в выработанном пространстве. Поэтому этот способ применим только при разработке крутых пластов. Крупность ку сков закладочного материала не должна превышать 120 мм. Само течный способ закладочных работ прост и экономичен, но плотность возводимого закладочного массива невелика .


П р и м е х а н и ч е с к о м			и	п н е в м а т и ч е с к о м	спо
собах	з а к л а д к п закладочный		массив	возводят специальными м а ш и
нами,	соответственно	механическими		пли пневматическими.
И з	механических	машин преимущественное распространение			по

л у ч и л и ленточнобарабанные закладочные машины, которые забра сывают закладочный материал в выработанное пространство с по


мощью быстро д в и ж у щ е й с я бесконечной					ленты. Подача закладоч
ных материалов в метательную машину					производится		ленточными
конвейерами . К механическим машинам					относятся	т а к ж е		трамбу
ющие закладочные			машины,	которые производят у к л а д к у материала
с последующим его трамбованием, и прессующие машины,								которые
после у к л а д к и		материала уплотняют его прессованием.
Основным		недостатком		механического	способа	з а к л а д к и			яв
ляется недостаточно высокая плотность закладочного массива.
В отечественной п р а к т и к е механический способ						з а к л а д к и			при
меняют	редко.
П р и	пневматической з а к л а д к е закладочный материал						с	помощью
сжатого	воздуха		закладочной машиной		подается	в	трубопровод
10 З а к а з 187									145

и по нему доставляется к месту		у к л а д к и , т. е. к	очистному	забою,
где материал через разгрузочный		конец трубопровода выбрасывается
в выработанное пространство.
Д а л ь н о с т ь транспортирования закладочного			материала	600—•
800 м при производительности	30—35 м 3 /ч . Расход воздуха на 1 м 3
транспортируемого материала	120—180 м 3 .

В качестве закладочного материала применяют дробленые корен ные породы с к у с к а м и крупностью 60—80 мм и отходы обогащения .

Диаметр пневмозакладочных трубопроводов 100—150 мм. Достоинствами пневматического способа з а к л а д к и я в л я ю т с я

простота и удобство возведения закладочного массива в выработан ном пространстве; сравнительно в ы с о к а я производительность пнев


мозакладочных		установок и возможность			совмещения	добычных
и закладочных		работ в очистных		забоях .
К	недостаткам		пневматической	з а к л а д к и	относятся сравнительно
в ы с о	к а я стоимость		закладочных работ в связи с высокой			стоимостью

оборудования и большим расходом сжатого воздуха; быстрый износ


пневмозакладочных		машин и		трубопроводов.
П р и г и д р а в л и ч е с к о м					способе	з а к л а д к и транспортирова
ние закладочного материала и возведение закладочного							массива
осуществляется	энергией		воды.
З а к л а д о ч н ы й	материал		с	крупностью		кусков до 80 мм смеши
вается с водой и о б р а з о в а в ш а я с я					пульпа самотеком транспортируется
по трубам к месту		у к л а д к и .
Н а и л у ч ш и м	закладочным			материалом		дл я гидравлической за
к л а д к и я в л я е т с я	речной песок. Можно т а к ж е использовать						и корен
ные дробленые	породы.
Н а поверхности		закладочный			материал	подается в смесительное

устройство (рис. 102), где он размывается струей воды из гидромони

тора . О б р а з у ю щ а я с я

пульпа стекает в приемную воронку и по трубо

проводу

(пульповоду) под действием

естественного

напора,

возни

кающего за счет разности высот, транспортируется

к месту

у к л а д к и

и выбрасывается в

выработанное

пространство .

Твердые

частицы

оседают,

о б р а з у я закладочный

массив.

Отра

ботанная

вода

по д р е н а ж н о й

трубе

(или по

канавам) отводится

в подземный водоотстойник, где она осветляется

затем

нано

сами перекачивается

в смесительную

камеру дл я повторного

исполь

з о в а н и я .

Консистенция п у л ь п ы (отношение твердого к жидкому)

прини

мается Т : Ж =

1 : 5 - | - 1 : 7 .

Производительность

гидрозакладоч

ных

установок составляет 50—-75 м 3 /ч , в отдельных с л у ч а я х

— 150—

200

м 3 /ч .

Достоинства

гидравлической з а к л а д к и — высокая

плотность за

кладочного массива;

б о л ь ш а я производительность гидрозакладочных

установок;

н и з к а я

энергоемкость

и простота

технологии

гидроза

к л а д к и ; возможность транспортирования закладочного материала непосредственно по трубам с поверхности до выработанного простран

ства .

К недостаткам относятся обводнение горных выработок и вынос

сотработанной водой мелких фракций закладочного материала .

Способ управления горным давлением оставлением целиков. Этот

способ применяется при камерных		и	камерно-столбовых		системах
р а з р а б о т к и , нашедших	наибольшее		распространение	на	рудных
месторождениях . Д л я	обеспечения	безопасных условий		поддержа

ния призабойного пространства в выработанном пространстве оста вляются целики полезного ископаемого или возводятся искусствен ные целики из бетона. Ц е л и к и разделяют на изолированные и сплош -


Р и с .	102.	Схема		гидрозакла
	д о ч н о й с и с т е м ы :
1 —	смесительное			у с т р о й
ство;	2	— п у л ь п о в о д ;			з	—
з а к л а д о ч н ы й			массив;		4	—
п о д з е м н ы й			водоотстойник;
5 —	насосы		д л я	п е р е к а ч и в а
н и я	осветленной			воды;	в	—

г и д р о м о н и т о р ; 7 — п о в е р х ностный водоотстойник; 8 — ьакладочный материал; 9 — д р е н а ж н ы й т р у б о п р о в о д

Условные обозначения - — о Вода

——• Пульпа

ные. Изолированные целики (столбы) оставляют в выработанном

пространстве	рядами,	в	шахматном	порядке через определенные
интервалы и л и только		в местах заметных геологических			н а р у ш е н и й
и включений	пород.
Сплошные	(ленточные)		целики,	оставляемые м е ж д у	камерами,

н а з ы в а ю т	междукамерными, а между этажами —- м е ж д у э т а ж н ы м и .
	§ 4. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ В ОЧИСТНЫХ ЗАБОЯХ
Наиболее высокой формой организации работ в забое я в л я е т с я
поточная,	при которой полезное ископаемое непрерывно поступает

из очистного забоя . Однако пока преимущественное распространение

получила	ц и к л и ч н а я организация работ.
Ц и к л	в очистном забое	угольной ш а х т ы — это совокупность
всех процессов и операций,		необходимых д л я выемки полезного

10*

147

ископаемого по всей длине забоя на установленную паспортом вели

чину подвигания и выполняемых в определенном п о р я д к е .
Д л я	к а ж д о г о очистного забоя						составляется г р а ф и к			о р г а
н и з а ц и и			р а б о т ,		включающий			п л а н о г р а м м у		р а
б о т ,	г р а ф и к			в ы х о д о в			р а б о ч и х		по профессиям
и с в о д к у			о с н о в н ы х			т е х н и к о - э к о н о м и ч е с к и х
п о к а з а т е л е й .
В зависимости от горно-геологических условий									з а л е г а н и я	п л а с т а ,
длины	лавы	и	х а р а к т е р а		механизации			составляют	г р а ф и к и	органи
зации	работ	на	один,	два	и	более ц и к л о в в сутки .

			Р и с . 103.	П л а н о г р а м м а	д о
			бычных	работ в лаве	(при
			п р и м е н е н и и в р у б о в о й		м а
				ш и н ы )
0 2	4 В 8	Ю 12	Ѣ IS 18 20 22 2k
		Часы
—'JПодрубка пласта			âpyifoâoû машиной
[^г-х	Спуск вруоовой машины В исходное
\*"^	I положение
Y///\	Выемка	угля

П р и	применении высокопроизводительных у з к о з а х в а т н ы х					очи
стных	комплексов	обеспечивается		возможность	выполнения	двух
и более циклов в		смену.
П р и	цикличной	организации	в	очистном забое	непосредственная
выемка	и транспортирование		полезного ископаемого чередуются

с переноской и л и передвижкой забойного конвейера и работами по управлению горным давлением. Крепление призабойного простран

ства	производится одновременно с		выемкой		у г л я .
У п р о щ е н н а я		планограмма работ	в	очистном забое		п р и примене
нии	врубовой	машины приведена	на	рис.	103. Н а	планограмме

дается графическое изображение выполнения в пространстве и вре мени только основных процессов — подрубки пласта врубовой маши

ной и выемки полезного ископаемого. Н а горизонтальной оси		откла
дывают время суток с разбивкой на часы. По вертикали		наносят
в метрах длину	лавы .
В соответствии с этим графиком в первую смену в лаве		ведутся
подготовка к выемке у г л я и различные ремонтные работы.		Т а к у ю
лмену называют	ремонтно-подготовительной. В течение двух	д р у г и х

148

Выемка угля комбайном и оерейаижка секций крепи

од Холостой перегон комоайна

- у - г - у " .

I ', 111111111

Ремонт механизма

Переддижка конбейера

Професия	Число рабочих				/смена					Иомена		Ш смена		Жсмена
					/смена					Иомена		Ш смена		Жсмена
	Смены
рабочих	Смены				10 11 12	13 /¥		15 1В	17	18 19 20 21	22	23 21 1 2 3	f	5 В	7	8 9
рабочих	I	П	Ш
	I	П	Ш
Машинист	1	1	1	3
комоайна	1	1	1	3
Горнорабочий	5	5	5	16
очистного забоя	5	5	5	16
Дежурные элект	1	1	1	3
рослесари	1	1	1	3
Ремонтные эжкт-	-	-	-	3
рослесари	-	-	-	3
Мотористы	2	2	2	6
Всего	9	9	9	30
Р и с . 104. М н о г о ц и к л и ч н ы й				график о р г а н и з а ц и и			работ	в л а в е ,	о б о р у д о в а н н о й д о б ы ч н ы м			г и д р о ф и ц и р о в а н н ы м	комплексом		с	у з к о з а х в а т
								н ы м к о м б а й н о м :
					а	—	п л а н о г р а м м а ;		б —	график в ы х о д о в	р а б о ч и х

<<< < Предыдущая 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1415 / 2915 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ