13.2 Выемка ниш и самозарубка комбайнов

Выемочная ниша это опережающае очистной забой технологическая полость, предназначенная для перемещения расположенных выемочных машин и приводов скребковых (струговых) конвейеров в концевых участках лавы на новую рабочую позицию. Опережающие ниши, образуемые при необходимости на границе с прилегающими к лаве выработками, предназначены для воз-ведения крепежных рам с целью предварительного поддержания породного уступа кровли до подхода очистного забоя.

Параметры ниш определяются габаритами комбайна, приводов скреб-ковых конвейеров и необходимыми зазорами.

Выемка ниш может производиться буровзрывным способом, отбойным молотком в основном с ручной погрузкой угля на конвейеры лавы или прилегающей к ней выработки, выбуриванием, а также механизированным способом с применением нишенарезных машин или агрегатов фронтального действия.

На выемку ниш буровзрывным способом (бурение, заряжание, взрыва­ние, проветривание и приведение ее в безопасное состояние) затрачивается 1-1,2 часа, что увеличивает продолжительность технологических перерывов и сокращает время работы выемочной машины. Основные затраты времени идут на бурение шпуров по углю, зависящие от его категории по буримости (табл. 13.2). К тому же, ведение взрывных работ в нишах негативно влияет на устой­чивость кровли в пределах концевого участка, а на газовых шахтах опасно.

Выемка ниш с помощью пневматических отбойных молотков (рис. 13.3, табл. 13.3) тоже трудоемкая операция, требующая наличия сжатого воз­духа. При существующих длинах ниш она является фактором, сдерживаю­щим увеличения нагрузки на забой. Продолжительность работы по выемке угля в нишах отбойным пневмомолотком зависит от его типа и категории угля по отбойности (табл. 13.4).

Таблица 13.2 - Категория угля по буримости угля ручным электросверлом

Кате го­рня	Коэф­фи­циент крепо­сти	Основное время бу­рения 1 м шпура, мин.	Качественная характеристика угля	Коэффи­циент разрых­ления	Удель­ная масса угля, т/м3
IV	0,6-0,8	0,57-0,90	Угли мягкие, хрупкие без включений, буровой штыб отделяется легко	1,4	1,2-1,4
V	0,9-1,1	0,91-1,24	Угли плотные, хрупкие, без включе­ний с выраженным кливажом, час­тично разбиты трещинами	1,4	1,2-1,4
VI	1,2-1,5	1,25-1,80	Антрациты с выраженным кливажом, угли средней крепости, плотные, вяз­кие, с частично выраженным клива­жом	1,5	1,3-1,5
VII	1,6-1,9	1,81-2,25	Антрациты вязкие, с маловыражен-ным кливажом, угли крепкие, вязкие, без кливажа, трещин, с отдельными включениями	1,6	1,4-1,5
VIII	2,0-2,5	2,26-3,15	Крепкие, вязкие антрациты и очень крепкие угли (монолитные) без кли­важа и трещин, с большим количест­вом включений по всей площади за­боя	1,8	1,4-1,6

Согласно ПБ [4] не допускается проводить выемку угля в уступе от-бойным молотком в направлении снизу вверх без спасательных ниш, остав-ляемых в углах уступов.

Рисунок 13.3- Общие виды пневматических отбойных молотков типов:

а - ОМП-003; б - МОМ-02

Таблица 13.3 - Техническая характеристика пневматических отбойных молотков

Название параметра и единица его измерения	Количественное значение параметра типа молотка
	MOM 02	ОМП 003	МО 2А	МО 2М	МО ЗА	МО ЗМ
Давление сжатого воздуха, кгс/см2 максимальное минимальное	5 3	5 3	5 3	5 3	5 3	5 3
Энергия единичного удара, Дж	22	40	39	42	44	48
Частота ударов, (не менее) Гц	33	17	23	23	19	20
Масса молотка без инструмента, кг	4,5	8,7	8,5	8,0	9,0	8,7
Длина молотка без инструмента, мм	421	488	565	570	600	860

Таблица 13.4 - Категории угля по отбойности пневмомолотком

Кате­гория	Выемочная мощность пласта, м				Качественная характеристика угля
	до 0,6	0,61-0,90	0,91-1,25	1,26-1,60
	Основное время отбойки 1 м3 угля, мин.
					Угли с большим количеством развитых трещин, свободно отбивается, может отбиваться вручную
I	до 16,7	до 14,0	до 11,7	до 9,8
					Угли с явно выраженным кливажом по двум и более плоскостям, развитыми трещинами, отбивается большими кусками
II	16,8-20,1	14,1-16,7	11,8-14,0	9,9-11,7
					Угли со слабо выраженным кливажом и трещинами, хорошо отбивается без предварительно подбоя
III	20,2-24,0	16,8-20,1	14,1-16,7	11,8-14,0
					Антрацит с явно выраженным клива- жом и угли, при выемке которых не-обходимо проводить подбой, отбива­ется большими кусками
IV	24,1-28,8	20,2-24,0	16,8-20,1	14,1-16,7
					Антрациты со слабо выраженным кливажом и вязкие угли, без кливажа и трещин, которые требуют предвари-тельного подбоя, отбивается большими кусками средней величины
V	28,9-34,7	24,1-28,8	20,2-24,0	16,8-20,1
VI	34,8-41,6	28,9-34,7	24,1-28,8	20,2-24,0	Антрациты плотные и очень вязкие угли, без кливажа и трещин, с большим количеством включении колчедана, сильно спаянные с боковыми породами,
VII	41,7-50,0	34,8-41,6	2839-34,7	24,1-28,8
VIII	50,1-60,0	41,7-50,0	34,8-41,6	28,9-34,7
IX	60,1-72,1	50,1-60,0	41,7-50,0	34,8-41,6	выемка которого требует проведения предварительного подбоя, отбивается маленькими кусками с мелочью

Способ выбуривания ниш применяется на пластах опасных по внезапным выбросам угля и газа в лавах с высоким газовыделением, а также при неустойчивой кровле. Выемка ниш выбуриванием позволяет отказаться от ведения взрывных работ в лаве, улучшает состояние кровли в местах сопря-жения лавы со штреком и может выполняться одновременно с выемкой угля комбайном. Однако при имеющемся буровом оборудовании этот способ более трудоемкий по сравнению с буровзрывным, но по сравнению с выемкой угля отбойными молотками позволяет снизить трудоемкость процесса в 1,6-2,0 раза. Вслед за бурением скважин и выгрузкой угля производится оформление забоя ниши (скалывание и погрузка угля, оставшегося между скважинами) и его крепление. Отбитый уголь грузится на конвейеры лавы или выработки в зависимости от направления выбуривания угольного пласта относительно очистного забоя.

Для частичной механизации погрузки угля в нише может применяться скреперная его погрузка с устройством, как показано на рисунке 13.4.

Рисунок 13.4 – Схема механизации погрузки угля в нише струговой лавы:

1 – струглвая установка; 2 – скреперная лебедка; 3 – угольный скрепер;

4 – переносное устройство с отклоняющими блоками - 5

С целью ликвидации ручных работ по подготовке ниш разрабатывались конструкции нишенарезных машин типа МНФ, HM-I, 0,8HK и ABH (агрегат), которые не нашли широкого применения. Наибольшую эффективность из них в работе показал агрегат ABH, который может быть также использован для проведения тупиковых выработок по угольному пласту мощностью 0,9-1,5 м (рис. 13.5).

При расположении в кутке выемочной машины 1 и отключенной ее подаче, работающие исполнительные органы 2 и скребковый конвейер агрегата 3 вместе с выемочной машиной гидропередвижками 4 передвигается на забой ниши, зарубываясь на глубину 0,25 м. После завершения зарубки последний по ходу исполнительный орган гидроподъемником поднимается к кровле и после включения подающей части машина перемещается вдоль забоя. По завершению снятия полосы угля машина обратным ходом с зачисткой возвращается в исходное положение. Разрушенный уголь перегружается на забойный конвейер 5 с помощью Т-образной его части 6.

Рисунок 13.5 - Схема нишенарезного агрегата типа ABH

В комбайновых лавах крутых пластов на ее концевом участке, сопряженным с вентиляционным штреком в зависимости от расположения обвод ных блоков (на уровне его подошвы или поднят и закреплен за прогон, верх няки штрека) выемку оставленного угольного уступа или заранее ниши н глубину 0,9 производят отбойным молотком.

При полном размещении приводов скребковых конвейеров в прилегающей выработке на концевых участках лавы наиболее эффективнее ис пользовать безнишевую выемку пласта комбайном, применяя различные способы его самозарубки по фронтальной схеме или "косыми"заездами.

Фронтальная самозарубка в пласт может осуществляться комбайнам] с двумя разнесенными исполнительными органами, способными к забурива нию, когда ось их вращения перпендикулярна плоскости забоя. На рисунк 13.6 схематически представлена последовательность выполнения операций при фронтальной самозарубке комбайна на концевом участке лавы: где I -исходное положение исполнительных органов (шнеков) комбайна на конце вом участке; II - опускание правого работающего шнека к почве; III - полу холостой прогон комбайна влево на расстояние, равное расстоянию между осями шнеков; IV - поднятие правого шнека к кровле и забуривание шнеков в пласт путем передвижки скребкового конвейера и комбайна в сторону за боя на шаг, равный ширине его захвата; V - выемка на ширину захвата пласта при перемещении комбайна к прилегающей выработке (вправо); VI -опускание правого шнека к почве и поднятие левого к кровле; VII - переме щение комбайна влево с рабочей скоростью для выемки угля в лаве. Продол жительность поэтапного выполнения этих операций в целом составляет 35-55 мин. Возможны и другие схемы фронтальной самозарубки комбайнов в пласт, несколько отличные от вышерассмотренной, но их принципиальная сущность сохраняется.

Самозарубка комбайном "косыми" заездами осуществляется как при односторонней, в том числе и с фронтальной передвижкой скребкового кон­вейера одновременно по всей длине лавы, так и при двухсторонней схемах выемки угля.

Рисунок 13.6 – Схема поэтапного выполнения операций фронтальной самозарубки комбайна в пласт на концевом участке лавы

Перемещение на концевом участке лавы комбайна при самозарубке в пласт "косыми" заездами может осуществляется прямым ходом, то есть в сторону подготовительной выработки, и обратным - в противоположную.

На рисунке 13.7 представлены схемы последовательного осуществления самозарубки комбайнов "косыми" заездами прямым (см. рис. 13.7, а) и обратным (см. рис. 13.7, б) ходами при двусторонней выемке угля в лаве, а на рисунке 13.8 - самозарубки комбайнов "косыми" заездами при односторонней схеме обратным (см. рис.13.8, а) и прямым (см. рис. 13.8, б) ходами, а также при фронтальной передвижке конвейера (см. рис. 13.8, в).

Рисунок 13.8 – Схемы самозарубки комбайна косыми заездами при одно-сторонней выемке угля в лаве: аиб- соответственно прямым и обратным ходами; в - фронтальной передвижке конвейера: 1-4- позиции комбайна и скребкового конвейера

Рисунок 13.7 – Схемы самозарубки комбайна "косыми" заездами при двухсторонней выемке угля в лаве: а и б- соответственно прямым и обратным ходами: 1-5 - позиции комбайна и скребкового конвейера