5. Система разработки, технология очистных и подготовительных работ

5.1. Анализ технологии очистной выемки на шахте

В технологической цепочке шахты очистные работы являются одними из самых главных. Рациональная технология и правильно выбранное очистное оборудование позволит обеспечить эффективную и бесперебойную работу предприятия.

Пласт m₃ в пределах шахтного поля имеет среднюю мощность 1,3 м. В оставшейся части поля мощность пласта изменяется от 1,2 до 1,45 м. Его отработка велась с использованием механизированного комплекса КМ87. Способ управления кровлей - полное обрушение.

Учитывая категорию пород кровли по обрушаемости и устойчивости нижнего слоя, использование очистного комплекса КМ87 не является наиболее рациональным с точки зрения себестоимости и трудоемкости ведения очистных работ. Целесообразно для выбора технологии очистной выемки провести технико-экономическое сравнение применения возможных механизированных комплексов.

Для условий отработки угольных пластов Донбасса при выборе очистного оборудования используется разработанная ДонУГИ классификация пород, вмещающих угольные пласты.

Исходные данные:

1. Минимальная мощность пласта, м 1,2

2. Максимальная мощность пласта, м 1,45

3. Средняя мощность пласта, м 1,3

4. Направление выемки по простиранию

5. Минимальный угол падения пласта, град. 11

6. Максимальный угол падения пласта, град. 14

7. Сопротивляемость угля резанию, кН/см 200

8. Категория пород кровли по обрушаемости А_1,2

9. Категория пород кровли по устойчивости нижнего слоя Б₃

10. Высота нижнего слоя пород кровли, м 1,5-2,0

11. Расстояние между трещинами в нижнем слое пород кровли, м 0,6-0,8

12. Прочность пород почвы на вдавливание, МПа 15

5.2.4. Организация работ в лаве

Учитывая соответствия фактических горно-геологических и горнотехнических условий настоящим проектом предусматривается выемка угля узкозахватным комбайном и механизированным комплексом поддерживающего типа. Секции крепи выполняют функции призабойной и посадочной крепи, а также служат для передвижений линии забойного конвейера и удержания его от сползания по падению пласта. Выемка угля осуществляется по одностронней схеме. Это обусловлено большим отжимом угля вдоль линии очистного забоя. Комбайн производит выемку снизу вверх. По мере подвигания комбайна передвигаются секции крепи к забою вслед за комбайном. Закончив выемку угля, комбайн останавливают, реверсируют двигатель, и комбайн сгоняют вниз на 15-20 м для зарубки. Передвигают крепь сопряжения с приводной головкой на новый цикл. Комбайн включают, и производят выемку угля по всей длине лавы. Вслед за комбайном производится передвижка конвейерного става.

На сопряжениях лавы со штреками устанавливаются крепи сопряжения. Впереди механизированных крепей по оси штрека не менее 20 м от оси забойного конвейера устанавливаются гидравлические стойки. Гидравлические стойки устанавливаются на брус толщиной не менее 9 см, уложенный на почву штрека.

Для крепления сопряжения необходимо использовать крепь сопряжения.

В качестве способа управления кровлей применено полное обрушение. Основными факторами, обуславливающими выбор способа управления кровлей являются: средняя устойчивость непосредственной кровли, хорошая способность к обрушению; литологический состав непосредственной и основной кровли склонной к расслоению и послойном обрушению; почва пласта средней устойчивости; отсутствие тектонических нарушений. Шаг обрушения непосредственной кровли колеблется от 4 до 7 м, а основной кровли от 10-20 м.

Система разработки - столбовая. Подготовка пластов - панельная. Направление отработки - по простиранию.

С выполнением основных операций в лаве, проектом предусматривается вспомогательные операции, от выполнения которых будет зависеть выполнение основных процессов. К вспомогательным производственным процессам относятся следующие операции: доставка лесоматериалов и оборудования, выкладка костров на сопряжении, пылегазовые мероприятия и т.д.

Транспорт угля по лаве осуществляется скребковым конвейером. Тип конвейера выбирается в соответствии с выбранными выемочной машиной и крепью. Для транспортировки горной массы по лаве принят скребковый конвейер СПЦ-163, входящий в состав механизированного комплекса 2КД-90 и имеющего производительность 10 т/мин. Транспортировка горной массы по конвейерному штреку осуществляется скребковым конвейером СП-202 и ленточным конвейером 2ЛТ-80, затем горная масса скребковым конвейером перегружается на конвейерный ходок на ленточный конвейер ЛТ100У.

Доставка материалов и оборудования по участковым горизонтальным и наклонным выработкам производится лебедками типа ЛВД, колея рельсового пути - 900 мм.

Дайна, очистного забоя определяется с учетом принятой системы разработки, направлений технического решения и развития, параметров средств механизации очистных работ. В данном случае имеем: подготовка пластов -панельная; длина крыла от 1100 до 1500 м; система разработки - длинные столбы по простиранию.

На основании выполненных технико-экономических сравнений принимаем лаву длиной 200 м, которая должна быть не менее нормативной и должна соответствовать рекомендациям «Нормы технического проектирования угольных шахт», ПТЭ.

Основные операции цикла выполняются в следующей последовательности: машинист включает лавный конвейер и комбайн производит выемку угля снизу вверх. По мере подвигания комбайна 3-е рабочих передвигают секции крепи к забою вслед за комбайном. Передвигается также и скребковый конвейер. Закончив выемку угля, комбайн останавливается, реверсируется двигатель, и комбайн сгоняют вниз на 15-20 м. Затем производится самозарубка комбайна косыми заездами. После осуществления зарубки комбайн производит выемку угля, двигаясь вниз к откаточному штреку. У откаточного штрека процесс самозарубки повторяется.

Первая ремонтная смена начинается с 8.00 до 14.00. В это время производится предварительное увлажнение пласта, ремонт и обслуживание механизированного комплекса и оборудования, выкладка костров, погашение выработок, пробивка органной крепи, доставка лесоматериалов в лаву. Машинист комбайна и помощник заменяют режущие зубки, заливают масло, меняют смазку подшипников, подтягивают болты и ремонтируют узлы комбайна.

Передвижка крепи сопряжения должно быть занято не менее 2-х опытных рабочих, проработавших в лаве с механизированными комплексами не менее 3-х лет. Передвижка крепи производится в следующей последовательности:

а) сливаются 1-2 гидравлические стойки впереди механизированной крепи;

б) защищается почва от штыба и породы;

в) производится при необходимости сборка кровли;

г) защищается верхняя часть лавы забоем и конвейером, включается конвейер лавы и штрека;

д) производится передвижка механизированной крепи;

е) с завальной стороны крепи сопряжения пробивается органная крепь;

ж) подтягиваются к забою секции крепи вверху или внизу лавы.

Грузы в лаву подаются с вентиляционного штрека и развозятся в необходимые места забойным конвейером. Перед началом ведения доставки по лаве люди предупреждаются и размещаются по безопасным местам. Погрузка на конвейер деревянных стоек и других видов крепежных материалов производится таким образом, чтобы передний конец, по ходу движения опирался в скребок цепи, а задний на скребке. При доставке грузов по лаве, комбайн должен находится в крайнем нижнем или верхнем положении. В аварийных ситуациях доставка возможна в любом месте расположения комбайна с соблюдением соответствующих мер безопасности. В этих случаях допускается перенос материалов или оборудования вокруг комбайна по свободному людскому проходу. Транспортируемые материалы укладываются на конвейер через каждые 5 м. Машинист комбайна при подходе материала к месту снятия останавливает конвейер. Затем рабочий снимает этот материал за задний конец, после чего машинист комбайна производит пуск конвейера. Снятие с конвейера последующих элементов в местах их установки производится аналогичным образом. Разгрузка тяжелого, крупногабаритного, длинномерного материалов производится с остановленного конвейера и заблокированного его пускателя. При ручной передаче крепежных материалов рабочие находятся в закрепленной части лавы на расстоянии друг от друга, при котором возможна передача материалов из рук в руки.

В соответствии с «Типовыми технологическими схемами применения средств борьбы с пылью при работе выемочных и проходческих машин» нагнетание воды в угольный массив будет производиться с помощью высоконапорных насосных установок через скважины, пробуренные из подготовительных выработок. Для бурения скважин используется буровой станок БС-1М, позволяющий бурить скважины диаметром 45 мм длиной до 100 м. При длине лавы 200 м предусматривается бурение скважин с вентиляционного штрека и конвейерного штрека. Скважины бурятся посредине мощности пласта. Расстояние между скважинами принимается равным 20 м. Герметизация устья осуществляется с помощью герметизатора «Таурус» на глубину не менее 10 м. Для повышения эффективности увлажнения, к воде добавляется смачиватель ДБ в концентрации 0,2 %. Дозатор смачивается ДСУ-4 с емкостью резервуара 60 л, должен заправляться смачивателем не реже 2-х раз в сутки, а всего 3 раза за период закачки воды в скважину. Эффективность снижения пылеподавления составит 60%.

Выбранный комбайн РКУ-10 обеспечивает самозарубку в массив угля и выемку угля на концевых участках лав без нижней ниши. В этом случае вынесем приводную головку конвейера СГЩ-163 в прилегающий к лаве конвейерный штрек.