книги / Процессы очистных работ

9. ПРОВЕТРИВАНИЕ ДЛИННЫХ ОЧИСТНЫХ ЗАБОЕВ

Согласно правилам безопасности проветривание длинных очистных забоев (лав) должно осуществляться только за счет общешахтной депрессии. Свежая струя воздуха поступает в лаву по одной из подготовительных выработок, обслуживающих лаву, движется по призабойному пространству лавы и выходит на вторую подготовительную выработку, обслуживающую лаву, которая является вентиляционной.

На угольных месторождениях при разработке негоризонтальных пластов с перемещением забоя лавы по простиранию струя воздуха движется, как правило, по восстанию пласта, т.е. снизу вверх по призабойному пространству. Это связано с тем, что метан – основной газ, выделяющийся при отработке угольных пластов, легче воздуха, поэтому движется снизу вверх. Воздушная струя, движущаяся по призабойному пространству также снизу вверх, способствует удалению метана из лавы.

Количество воздуха (м3/мин), необходимое для проветривания лавы, определяется по формуле

Q = max {Qг; Qл; Qвзр},

где Qг – количество воздуха, необходимое по газовому фактору, м3/мин;

Qл – количество воздуха, необходимое по наибольшему числу людей, работающих в призабойном пространстве лавы, м3/мин;

Qвзр – количество воздуха, необходимое для разбавления газов при взрывных работах в лаве, м3/мин.

Необходимое по газовому фактору количество воздуха для проветривания лавы (м3/мин)

Q = qAсут ,

г 14,4(c −c0 )

где q – относительная газообильность лавы, м3/т;

141

Aсут – суточная добыча из лавы, т;

c – предельно допустимое содержание газа в исходящей из лавы струе, %. Согласно правилам безопасности с = 1 %, если имеется возможность подсвежения исходящей струи на выходе с выемочного поля, и с = 0,75 %, если такой возможности нет;

c0 – предельно допустимое содержание газа в струе воздуха, поступающей в лаву, %. По правилам безопасности c0 = 0,5 %.

Количество воздуха (м3/мин), необходимое для проветривания лавы по наибольшему количеству людей, работающих в призабойном пространстве лавы,

Qл = 6nл,

где nл – наибольшее число людей, одновременно находящихся в призабойном пространстве лавы, чел.

Количество воздуха (м3/мин), необходимое для разбавления газообразных продуктов взрыва, при применении взрывных работ в лаве для выемки полезного ископаемого или при проведении ниш и магазинного уступа

Qвзр =34T BV ,

где B – количество одновременно взрываемого ВВ, кг; V – максимальный проветриваемый объем лавы, м3;

T – время проветривания лавы после взрыва, мин. Время проветривания лавы после взрыва принимается равным 15 мин.

При выемке полезного ископаемого буровзрывным способом максимальный проветриваемый объем (м3) равен объему призабойного пространства лавы на длине взрываемого участка до посадки кровли в лаве:

V = Lу(l1 + (nр – 1)a + lш)m,

где Lу – длина взрываемого участка, м;

l1 – расстояние от забоя лавы до оси первого ряда стоек призабойной крепи, м;

142

nр – количество рядов стоек призабойной крепи в лаве до посадки кровли;

a – расстояние между осями рядовстоекпризабойнойкрепи, м; m – вынимаемая мощность пласта, м.

При буровзрывной проходке ниш и магазинного уступа проветриваемый объем (м3) равен соответственно объему ниши или магазинного уступа:

V = lнbнm, V = HDm,

где lн – длина ниши, м; bн – глубина ниши, м;

m – вынимаемая мощность пласта, м; H – высота магазинного уступа, м; D – длина магазинного уступа, м.

Скорость (м/с) движения воздуха по призабойному пространству лавы, призабойное пространство которой закреплено механизированной крепью,

vв = Q ,

60Sпрох

где Sпрох – проходное для воздуха сечение механизированной крепи призабойного пространства лавы, м2.

При механизированной крепи проходное для воздуха сечение постоянно и определяется по технической характеристике крепи [1], [2]. Рассчитанная скорость движения воздуха по призабойному пространству должна удовлетворять неравенству

[v minдоп] ≤ vв ≤ [v maxдоп],

где [v minдоп] и [v maxдоп] – соответственно максимальная и минимальная допустимая скорость движения воздуха по призабойному пространству, м/с.

По правилам безопасности минимальная допустимая скорость движения воздуха по призабойному пространству лав газовых шахт равна 0,25 м/с, для негазовых – 0,15 м/с. Максимальная скорость

143

движения воздуха по призабойному пространству лавы 4 м/с. В лавах, закрепленных механизированной крепью, допускается увеличение скорости движения воздуха до 6 м/с при условии отсутствия людей на пути движения пылевого облака.

При стоечной крепи призабойного пространства проходное сечение призабойного пространства имеет максимальный размер перед посадкой кровли в лаве, а минимальный – после посадки:

S maxпрох = 0,8m(l1 + (nр – 1)a +lш ),

S minпрох = 0,8m(l1 + (nр – 1)a).

Расшифровка обозначений в данных выражениях приведена выше.

Очевидно, что при максимальном проходном сечении призабойного пространства скорость движения воздуха минимальна и, наоборот, при минимальном проходном сечении скорость воздуха максимальна:

Рассчитанные максимальная и минимальная скорости движения воздуха по призабойному пространству лавы при стоечной крепи должны удовлетворять неравенствам

v minв ≥ [v minдоп],

v maxв ≤ [v maxдоп].

Значения максимальных и минимальных допустимых скоростей движения воздухапо призабойному пространству приведенывыше.

144

10. ОРГАНИЗАЦИЯ ОЧИСТНЫХ РАБОТ В ЛАВЕ. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ОЧИСТНЫХ РАБОТ

В очистных забоях принята циклическая организация работ. Ее суть заключается в том, что одноименные процессы, выполняемые вочистном забое при добыче полезного ископаемого (выемка полезного ископаемого, зачистка лавы, крепление призабойного пространства, управление кровлей и др.), периодически повторяются в определенной последовательности через одинаковые промежутки времени. Конкретный перечень процессов, выполняемых в течение одного цикла, определяется горно-геологическими условиями залегания пластаипринятойтехнологическойсхемой очистныхработ.

Интервал времени, через который в смежных циклах повторяются одноименные процессы в очистном забое, называется продолжительностью очистного цикла, или временем очистного цикла. Расчетная продолжительность очистного цикла (мин) определяется по формуле

T рц =∑Ti ,

где Ti – время выполнения i-го процесса в очистном забое, мин. Расчет времени выполнения всех процессов, выполняемых в очистном забое, рассмотрен в предыдущих разделах.

При расчете продолжительности очистного цикла следует иметь в виду следующее:

−если выполнение двух или более процессов в очистном забое совмещается во времени с примерно одинаковой продолжительностью, то в расчет продолжительности цикла включается время только одного из этих процессов;

−если выполнение двух процессов в очистном забое совмещается во времени с достаточно существенной разницей в продолжительности, то в расчет времени цикла включается меньшее вре-

145

мя выполнения одного из этих процессов плюс разница во времени выполнения рассматриваемых процессов;

− если какой-либо процесс в очистном забое выполняется один раз в несколько циклов, (например, крепление сопряжений, посадка кровли и т.п.), то в расчет продолжительности цикла включается условное время выполнения этого процесса, отнесенное к одному циклу. Расчет условного времени выполнения таких процессов рассмотрен ранее в соответствующих разделах.

Расчетное число циклов, выполняемых в очистном забое за сутки, определяется по формуле

nцр =(Tсм −Tрп.з )nсм ,

Tц

где Tсм – продолжительность рабочей смены, мин;

Tп.з – время подготовительно-заключительных операций на смене, мин. Обычно оно составляет 20–30 мин;

nсм – количество рабочих смен по добыче полезного ископаемого в очистном забое за сутки.

На основе рассчитанного числа циклов принимается окончательное число циклов (nц) в очистном забое за сутки. С целью более простой организации работ окончательное число циклов в очистном забое за сутки принимают либо целым числом, либо кратным 0,5. Если принятое значение числа циклов за сутки отличается от расчетного более чем на 0,3 цикла в ту или другую сторону, следует проверить количество горнорабочих очистного забоя, привлекаемых для выполнения отдельных процессов. Изменение количества ГРОЗ для выполнения какого-либо процесса повлечет изменение времени выполнения этого процесса, изменение продолжительности цикла и расчетного числа циклов в очистном забое.

При принятом числе циклов за сутки в очистном забое время цикла (мин) составит

Организация работ в длинных очистных забоях наглядно представляется планограммой работ. Примеры планограмм приведены на рис. 10.1 и 10.2.

В отличие от циклограммы работ, которая характеризует организацию работ в забое при проведении капитальных или подготовительных выработок, планограмма показывает последовательность выполнения работ в лаве как во времени, так и в пространстве. Планограмма представляет собой таблицу, состоящую из горизонтальных строк и вертикальных столбцов. Количество горизонтальных строк в планограмме определяется длиной лавы и принятым вертикальным масштабом. Так, на рис. 10.1 длина лавы составляет 170 м и каждая горизонтальная строка соответствует 20 м длины лавы. На рис. 10.2 лава имеет длину 120 м и строка соответствует 10 м. Количество вертикальных столбцов в планограмме определяется периодом, на который составляется планограмма, при этом каждый столбец соответствует одному часу. Для удобства чтения планограммы вертикальные столбцы объединяются в смены, а при необходимости и в сутки. При целом числе циклов, выполняемых в лаве за сутки, планограмма строится на сутки и содержит 24 вертикальных столбца. Если же число циклов в лаве за сутки кратно 0,5, планограмма составляется на двое суток и, соответственно, имеет 48 столбцов.

Выполняемые в лаве процессы отображаются на планограмме посредством условных обозначений, расшифровка которых приводится рядом с планограммой.

На рис. 10.1 показана планограмма работ при столбовой системе разработки в лаве с применением механизированного комбайнового комплекса. Комбайн в составе механизированного комплекса работает по односторонней схеме с самозарубкой. За сутки в лаве выполняется 4,5 цикла, поэтому планограмма составлена на двое суток. В лаве принята организация работ в четыре шестичасовые смены, из которых три смены – добычные и одна смена – ре- монтно-подготовительная, в течение нее производится ревизия и ремонт оборудования и доставка необходимых материалов.

147

а

148

б

Рис. 10.1. Пример планограммы работ в лаве

149

150