книги из ГПНТБ / Дубровский Е.М. Выемка угля комбайнами за рубежом

применяться комбайны с жесткими кольцевыми барами. Пла­

в этом случае для уменьшения оставляемой верхней пачки угля целесообразно применять комбайны с шарнирными барами.

В ФРГ, как было сказано выше, удельный вес комбайно­ вой добычи угля весьма незначителен. Между тем около 25% всех вскрытых запасов угля в Руре пригодно для комбайновой выемки.

СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ

Как уже отмечалось, европейские угольные комбайны ис­ пользуются для выемки угля в забоях большой длины (лавах:), что объясняется спецификой угольных месторождений Европы и путями исторического развития угольной промышленности европейских стран.

В Англии, как и в других странах Европы, широкое рас­ пространение получила сплошная система разработки, на до­ лю которой в настоящее время приходится до 90% всего добы­ ваемого в стране угля. Второй по значимости является камер-, но-столбовая система, на долю которой приходится 9% общей добычи.

В 1943— 1948 гг. на английских шахтах была прбведена большая работа по внедрению камерно-столбовой системы раз­ работки с применением американского оборудования и, в част­ ности, комбайнов. Проведенные опыты дали отрицательные результаты из-за наличия слабых боковых пород и, следова­ тельно, больших потерь угля, а также из-за трудности провет­ ривания забоев при значительной глубине залегания пластов.

с камерно-столбовой системой разработки достигаются более

получила в ФРГ, где на долю различных вариантов ее прихо­ дится подавляющее количество очистных забоев. Об этом сви­ детельствуют следующие данные.

В Рурском каменноугольном бассейне на различные вари­ анты сплошной системы разработки (различие в расположе­ нии и направлении лодвигания очистных забоев) приходится 97,2% всех действующих очистных забоев, а на прочие систе­ мы— 2,8%, причем 70,4% очистных забоев подвигаются по простиранию. .Расположение очистных забоев при сплошной системе разработки меняется в зависимости от угла падения

33

пластов. Так при угле до 35° очистные забои располагаются преимущественно по падению пласта, а при угле' 35—55° и особенно выше — диагонально. Во всех этих случаях очистные забои подвигаются по простиранию.

ВАхенском бассейне сплошная система разработки также является преобладающей (более 80%).

Взависимости от угла падения пластов длина лав в Руре составляет: при пологом падении — от 200 до 270 м, -при на­ клонном— от 120 до 160 м и при крутом — от 40 до 70 м.

Необходимо отметить, что выемка и навалка угля механи­ зированы в основном в лавах, нарезанных по пластам с углом -падения менее 25°. При разработке пластов с углом падения

На шахтах Остра-вско-Карвинского каменноугольного бас­ сейна (Чехословакия) основной системой разработки является столбовая, при которой из тонких пластов и пластов средней мощности получают около 85% общей добычи угля в бассейне. Сплошная система разработки применяется редко. Длина лав не превышает 160 м и в среднем равна 102 м. Суточная добы­ ча угля в очистных забоях составляет в среднем 200 т. Длина выемочных полей колеблется в пределах 300— 500 м.

На пластах с углом падения до 22° работает 63% очистных

Вбассейне в первом квартале 1957 г. в работе находилось 300 лав, из них в 22 лавах выемка осуществлялась комбайна­ ми, в 180 лавах врубовыми машинами и в 98 лавах отбой­ ными молотками.

Вугольной промышленности Польши находят применение различные варианты систем разработки -с выемкой угля длин­ ными забоями. Примерное распределение добычи в зависи­ мости от мощности пластов (или слоев) -следующее:

на длинные забои в пластах мощностью до 4,0 м. Комбайны, отечественные и зарубежные, применяются при различных си-

37

схемах разработки длинными забоями при мощности пластов или высоте слоя до 2,8 м. Длина лав три комбайновой выемке угля для различных по мощности 'пластов следующая:

На шахтах других европейских стран, где выемка угля осу­ ществляется комбайнами, применяются как сплошные системы разработки, так и столбовые.

КРЕПЛЕНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ КРОВЛЕЙ

За .последние годы в зарубежной угольной промышленности в связи с ростом механизированной выемки угля значительное развитие получила металлическая крепь. Внедрение современ­ ных выемочных машин, особенно комбайнов и стругов,; потре­ бовало создания бесстоечного призабойного пространства и обеспечения быстрого крепления относительно больших участ­ ков обнаженной кровли, что невозможно осуществить при обычной деревянной крепи.

Следует отметить особенность применения металлической крепи в различных странах Европы. Если на угольных шахтах Англии широкое распространение получила жесткая металли­ ческая крепь и гидравлические стойки постоянного сопротив­ ления, то в странах континентальной Европы применяется главным образом податливая металлическая крепь, в основ­ ном стойки трения различной конструкции. Наряду с широ­ ким использованием при комбайновой выемке угля металли­ ческой индивидуальной крепи в ряде стран, и в частности в Англии, применяется механизированная крепь.

Современную тенденцию в креплении кровли на шахтах Англии можно характеризовать переходом на металлические стойки с применением металлических верхняков, особенно для консольного крепления (образование бесстоечного призабойно­ го пространства), при котором возможна передвижка забой­ ного конвейера без перебивки стоек. Бесстоечное призабойное пространство образуется при использовании в лавах, где ра­ ботают угольные комбайны, шарнирных, выдвижных или риф­ леных верхняков. Примером создания бесстоечного призабой­

38

ного пространства при работе комбайна «Доско Майнер» и использовании шарнирных верхняков может служить типовая

В

6

эффективной, чем первая. Применение выдвижных верхняков позволяет закреплять кровлю вслед за комбайном, в то время как при первой схеме это осуществить трудно. Однако вы­ движные верхняки являются эффективными лишь при ровной кровле, в противном случае выдвижение их связано с необхо­ димостью регулирования высоты стоек. Другим недостатком является необходимость применения в местах расположения бутовых полос сдвоенных выдвижных верхняков, поддержи­ вающих кровлю во время выкладки бутовой полосы на тре­ буемую длину. Бесстоечное призабойное пространство может быть образовано также рифлеными верхняками. Схема креп­ ления лавы при применении рифленых верхняков и работе

39

комбайна «Трепаннер» показана на рис. 6. Эта схема рассчи­ тана из условия, что установка крепи не. отстает от выемочной машины, движущейся со скоростью 1,22 м/мин.

Схема крепления лавы с образованием бесстоечного приза­

щейся непосредственной кровле применение ее затруднительно, так как стык шарнирных верхняков, не создает необходимого сопротивления обрушающейся кровли.

Крепление кровли в лаве, оборудованной комбайном «Андертон», обычно производится металлическими (в основном, гидравлическими) стойками и шарнирными или выдвижными верхняками. Длина шарнирных верхняков принимается рав­ ной удвоенной ширине захвата комбайна. При ширине захва­ та комбайна порядка 0,6 м применяют верхняки одинарной длины. Выдвижные верхняки в большинстве случаев имеют длину 3,2 м и опираются на специальные головки, устанавли­ ваемые на стойках. Первоначально делались попытки уста­ новки стоек и верхняков с интервалами по падению 1,22 м, но удовлетворительное поддержание кровли было достигнуто только после уменьшения этого расстояния до 0,91 м. На шах­ тах с более слабой кровлей интервал между стойками умень­ шается до 0,76 м.

Делались попытки применения треугольной схемы крепле­ ния, при которой верхняки и стойки одной половины рам опе­

захвата южбайна. Предполагалось, что применение такой схе­ мы крепления обеспечит экономию времени и снижение трудо­

В настоящее время на английских шахтах в лавах, обору­ дованных комбайном «Андертон», преимущественно приме­ няется прямолинейная схема крепления. На рис. 8 показана схема крепления комбайновой лавы шарнирными верхняками, получившая достаточно широкое распространение. Выкладка бутовых полос производится после выемки каждых четырех полос угля. Схема предусматривает следующую последова­ тельность операций по выемке угля и креплению лавы.

Перед выемкой первой полосы, после очередного наращи­ вания бутовых полос, передние шарнирные верхняки распола­ гаются на минимальном расстоянии от груди забоя, а передние

41

1

Комбайн

Рис. 6. Схема использования рифленых верхняков для обра­ зования бесстоечного призабойного пространства при работе в лаве комбайна «Трепаннер»

42

Положение комбайна при выемке Z й полосы угла

Рис. 8. Схема крепления лавы при работе комбайна «Андертон» и использовании шарнирных верхняков:

стойки отстоят от него примерно на 1,1 м (при ширине захвата комбайна 0,4 м).

При первом рабочем ходе комбайна (выемка первой поло­ сы) с некоторым отставанием от него производятся отбойка верхней пачки пласта и зачистка кровли, однако возможность наращивания верхняков и передвижки конвейера при этом исключена. По окончании первого рабочего хода комбайна по всей длине лавы остается обнаженная полоса кровли, ширина которой несколько больше ширины захвата комбайна. Расстоя­ ние от груди забоя до передних стоек при этом увеличивается на ширину вынимаемой полосы угля, т. е. при ширине захвата комбайна 0,4 м это расстояние становится равным приблизи­ тельно 1,57 м.

Во время первого обратного хода комбайна (навалка) с не­ которым отставанием от него производятся безразборная пе­ редвижка конвейера и установка под каждый передний шар­ нирный верхняк временных стоек, благодаря чему усиливается

сы угля) по мере отбойки верхней пачки пласта осуществ-

•ляется наращивание шарнирных верхняков, располагаемых консольно. Во время второго обратного хода комбайна поре передвижки конвейера производится освобождение временных стоек и последовательная перестановка их под консольно рас­ положенные шарнирные верхняки. Таким образом, после окон­ чания выемки второй полосы угля и перед началом третьего цикла призабойная крепь находится в таком же положении, как и перед выемкой первой полосы, но общая ширина поддержи­ ваемой полосы кровли в лаве увеличивается на удвоенную ширину захвата комбайна (прибавляется один ряд стоек).

Операции крепления призабойной полосы кровли и их по­ следовательность при выемке третьей и четвертой полос пол­ ностью соответствуют операциям при выемке первой и второй.

Следует отметить, что в некоторых случаях, при очень сла­ бой кровле, возникает необходимость в установке временной крепи между конвейером и грудью забоя для поддержания призабойной полосы кровли, обнажающейся после очередного прохода комбайна и отбойки верхней пачки пласта. Иногда временная крепь ставится под необрушенную верхнюю пачку угля. Удаляется временная крепь постепенно при обратном ходе комбайна.

Исследования, проведенные на английских шахтах в лавах

44

с бесстоечным призабойным пространством, показали, что ос­

консольных верхняков выдерживает нагрузку в 2 т, прежде чем их искривление составит 75 мм.

Важньим этапом в развитии конструкций крепи для длин­

ваются примеры применения механизированной крепи в комп­ лексе с угольными комбайнами.

Рис. 9. Схема крепления лавы кострами «Симен» при применении комбайна «Трепаннер»

Механизированная крепь используется или намечается к применению на пологих пластах мощностью 0,9— 1,2 м. Дела­ ются попытки создать модификацию костра «Симен», которую можно было бы применять на пластах мощностью 2,1 м. Ан­ глийские специалисты предполагают использовать механизиро­ ванную крепь на пластах мощностью 0,6 м.

В настоящее время на английских шахтах наибольшее рас­

между ними устанавливались стойки «Даути». Длина консоль­ ных верхняков (два на каждом костре) равна 1,65 ж; длина консольной части верхняков 1,05 м.

Применение механизированной крепи позволило повысить по сравнению с использованием индивидуальной крепи с шар­ нирными верхняками среднемесячную производительность тру­ да рабочего по забою. Если в начале работ по освоению меха­ низированной крепи производительность труда рабочего со­ ставляла 97 т/мес, то впоследствии она возросла до 114,3 т/мес.

До внедрения костров «Симен» для выполнения всех опе­

45