книги / Системы разработки

Для подготовки столба проводятся углеспускные (8) и ходовые (9) печи. Печи проводятся на всю высоту этажа, располагаясь ближе к почве пласта (см. рис. 5.17). Сечение печей

всвету 0,8×0,8 м2. Крепятся печи деревянной венцовой крепью. В крепких углях углеспускные печи проходят бурением диаметром 800 мм и не крепят. Для подготовки первого столба

ввыемочном поле проходят четыре углеспускных печи и одну ходовую печь, которая располагается во втором столбе и оборудуется, согласно правилам безопасности, лестницами и лядами. При подготовке последующих столбов в каждом столбе проходят 3 углеспускных печи и ходовую печь, расположенную в следующем столбе. В качестве четвертой углеспускной печи служит бывшая ходовая печь предыдущего столба. Ходовая печь через каждые 6–8 м сбивается сбойками 10 с первой (считая от ходовой печи) углеспускной печью.

Между третьей и четвертой углеспускными печами проходится дополнительная печь 11, которая сбойкой сбивается с третьей и четвертой углеспускными печами. Эта печь служит для подачи свежей струи воздуха в призабойное пространство, а также является запасным выходом из-под щита, поэтому высота печи принимается такой, чтобы взорванный уголь в третьей и четвертой углеспускных печах всегда располагался ниже сбойки.

После проходки печей в столбе минусовый вентиляционный штрек расширяется на всю мощность пласта, образуя горизонтальную монтажную камеру, в которой монтируется секционный щит. Щит состоит из

риной, определяемой вынимаемой мощностью пласта. Секция щита (рис. 5.18) представляет собой 5–7 рядов бревен, укладываемых вплотную друг к другу. Расположение бревен в смежных рядах взаимно перпендикулярное. Снизу и сверху секции

151

укладываются по два швеллера 6 м длины. Через швеллеры

инакат из бревен пропускаются длинные болты-стяжки, которые обеспечивают достаточную прочность и жесткость конструкции секции. При подготовке к отработке первого столба в выемочном поле монтируется пять секций: четыре над углеспускными печами в первом столбе и одна над ходовой печью во втором столбе. При подготовке последующих столбов монтируется четыре секции, причем одна из них – над ходовой печью. Необходимость монтажа секции над ходовой печью вызвана тем, что в период отработки столба минусовый вентиляционный штрек в этом месте будет испытывать большое горное давление, что сделает невозможным монтаж секции.

Четыре секции соединяются канатами, образуя щит длиной 24 м. Зазоры между секциями щита, а также зазоры между кровлей пласта и щитом и между почвой пласта и щитом перекрываются металлическими фартуками. Под щитом проходится канава (13 на рис. 5.17, б), позволяющая свободно передвигаться в призабойном пространстве под щитом.

Щит монтируется в горизонтальном положении, поэтому после окончания монтажных работ серией взрывов неглубоких шпуров он приводится в рабочее положение (перпендикулярно кровле и почве пласта), как показано на рис. 5.17, в. Угольный целик между монтажной камерой и ранее отработанным этажом взрывается, образуя на щите предохранительную угольную подушку. При взрыве целика приходят в движение обрушенные породы верхнего отработанного этажа, которые пригружают щит (см. рис. 5.17, в). На этом подготовка столба к отработке заканчивается, и начинаются очистные работы.

Очистная выемка под щитом осуществляется буровзрывным способом. Производственный цикл в очистном забое включает только бурение шпуров, их заряжание, взрывание

ипроветривание забоя. Взорванный уголь под собственным весом по углеспускным печам поступает на участковый откаточный штрек, где выгружается на скребковый конвейер. При взрыве щит под собственным весом и весом обрушенных пород над ним перемещается по падению на величину подвигания забоя за цикл.

152

Рабочие очистного забоя попадают в призабойное пространство под щит по ходовой печи 9, ближайшей к щиту сбойке 10 и первой углеспускной печи, для чего эта печь оборудуется подвесным металлическим трапом. На случай аварийной ситуации из призабойного пространства под щитом имеется запасной выход по четвертой углеспускной печи и далее по сбойке между третьей и четвертой углеспускными печами и дополнительной печи 11. Для этого четвертая углеспускная печь и дополнительная печь также оборудуются подвесными металлическими трапами.

Свежая струя воздуха поступает в выемочное поле по участковому откаточному квершлагу 4 и разделяется на две струи, идущие по участковому откаточному штреку 6 и скату 5. С участкового откаточного штрека свежая струя по дополнительной печи 11, сбойке между третьей и четвертой углеспускными печами, по третьей и четвертой углеспускным печам поступает в призабойное пространство под щит. Исходящая струя из призабойного пространства удаляется по первой углеспускной печи, ближайшей к щиту сбойке 10, по ходовой печи, минусовому вентиляционному штреку 7. На выходе на вентиляционный участковый квершлаг 3 исходящая струя подсвежается струей, идущей по скату 5.

Рассмотренный вариант системы разработки применяется при наклонной высоте этажа до 90 м. При большей наклонной высоте этажа этаж делится на два подэтажа, для чего от ската проходится на всю длину выемочного поля промежуточный штрек, на котором настилается скребковый конвейер. Углеспускные и ходовые печи проводятся от участкового откаточного штрека до промежуточного штрека и от промежуточного штрека до минусового вентиляционного штрека. Отработка обоих подэтажей осуществляется одним щитом, который монтируется на минусовом вентиляционном штреке.

Достоинствами рассмотренного варианта системы разработки являются простая организация очистных работ и высокая производительность труда. Недостатки: большой объем подготовительных и нарезных работ, высокая травмоопасность.

153

Успешное применение рассмотренной технологии работ привело к необходимости расширения области применения этой системы. В частности, для отработки крутопадающих пластов мощностью до 5 м были предложены бессекционные щиты. Конструктивно такой щит представляет собой один ряд бревен, скрепленных по низу и по верху щита швеллерами. Длина щита составляет 24 м. Для отработки пластов мощностью до 3 м были предложены Г-образные и арочные щиты. Как видим, совершенствование касалось в основном конструкции щитовых перекрытий, сама же система разработки при этом оставалась без изменения.

5.3.2.Системы разработки

сприменением механизированных щитовых крепей

Успешное применение секционных и бессекционных щитов для отработки крутопадающих пластов привело к созданию механизированных щитовых агрегатов АЩМ, АНЩ и др. Конструктивно эти агрегаты состоят из механизированной крепи

иисполнительного органа. В качестве исполнительного органа использован скрепероструг, представляющий собой механизм, разрушающий уголь в забое и транспортирующий разрушенный уголь вдоль забоя. Механизированная крепь представляет собой гидрофицированные секции, распираемые между кровлей и почвой крутопадающего пласта, агрегатированные с соседними секциями. Система разработки крутопадающих пластов с применением механизированных щитовых агрегатов показана на рис. 5.19.

Выемочное поле вскрывается участковыми откаточным (3)

ивентиляционным (4) квершлагами, пройденными с полевых этажных штреков (на рис. 5.19 полевые этажные штреки не показаны). Участковый вентиляционный квершлаг пройден при отработке верхнего этажа, где он был участковым откаточным квершлагом. Участковые квершлаги по пласту сбиваются скатом 5, который упрощает проведение выработок в выемочном поле и обеспечивает подсвежение исходящей с выемочного поля воздушной струи.

154

род скат охраняется одноили двухрядной органной крепью. В период отработки столба скат 9 является вентиляционным, а в период отработки следующего столба – воздухоподающим (как скат 8 в первом столбе). Очистные работы заключаются в разрушении угля в забое скреперостругом агрегата и транспортировании угля к воздухоподающему скату. По скату уголь под собственным весом поступает на участковый откаточный штрек, где перегружается на скребковый конвейер. Механизированная крепь агрегата во время разгрузки стоек секций от давления под собственным весом и весом обрушенных пород перемещается по падению на величину подвигания забоя за цикл. Механизированный щитовой агрегат дорабатывает столб до участкового откаточного штрека, где он демонтируется. После этого агрегат доставляется на вентиляционный горизонт для монтажа в следующем столбе.

Свежая струя воздуха поступает на пласт по участковому откаточному квершлагу и разделяется на две струи: по участковому откаточному штреку и скату. Воздушная струя с участкового откаточного штрека по воздухоподающему скату поступает в призабойное пространство. Исходящая струя из призабойного пространства поступает на вентиляционный скат и далее движется по минусовому вентиляционному штреку. На выходе на участковый вентиляционный квершлаг исходящая струя подсвежается струей, идущей по скату 5.

Как видим, по сравнению с секционными и бессекционными щитами, применение механизированных щитовых агрегатов позволяет существенно уменьшить объем проводимых подготовительных и нарезных выработок. Как недостаток применения механизированных щитовых агрегатов следует отметить большой объем монтажных и демонтажных работ.

5.4. Система разработки с выемкой полосами по восстанию с магазинированием угля

Система, показанная на рис. 5.20, получила в отечественной литературе название «кизеловская система». Система применяется для разработки крутопадающих пластов тонких и средней мощности, имеющих устойчивую кровлю. Выемоч-

156

ное поле вскрывается с полевых штреков (на рис. 5.20 не показаны) участковыми квершлагами: откаточным 3 и вентиляционным 4. Квершлаги сбиваются по пласту скатом 5. От квершлагов на всю длину выемочного поля проводятся участковый откаточный штрек 6, в котором монтируется скребковый конвейер, и участковый вентиляционный штрек 7. В период проведения участковых штреков они через 80–150 м сбиваются скатами 9, которые упрощают проветривание выработок в выемочном поле и сокращают общую длину скребковых конвейеров. На границе выемочного поля участковые штреки также сбиваются скатом 10.

Рис. 5.20. Система разработки с выемкой по восстанию с магазинированием угля

От ската 5 на всю длину выемочного поля проводятся промежуточные штреки 8, которые делят этаж на подэтажи наклонной высотой 30–50 м. На рис. 5.20 этаж разделен на четыре подэтажа, но в практике применения этой системы число подэтажей доходило до 8. Поскольку проветривание очистных работ последовательное, в одновременной работе находятся два подэтажа (на рис. 5.20 первый и второй подэтажи сверху).

157

трапециевидной формы, предназначенные для охраны промежуточных штреков 8. Эти целики образуют в полосе своего рода воронку. Очистная выемка в полосе осуществляется буровзрывным способом. Первоначально серией взрывов шпуров небольшой длины, пробуренных из наклонных выработок 13, забою придается прямолинейная форма. Печь 15 и наклонные выработки 13 здесь играют роль компенсационных пространств.

После каждого взрыва часть угля выпускается из полосы на скребковый конвейер, смонтированный на промежуточном штреке, а остальная часть угля магазинируется в полосе. Объем выпускаемого угля определяется из условия, чтобы между забоем полосы и замагазинированным углем оставался свободный проход высотой около 2 м. Взрывные работы могут осуществляться по двум схемам: либо с применением шпуров длиной около 2 м, пробуриваемым по восстанию пласта с замагазинированного угля 14, либо длинными шпурами, параллельными забою полосы, пробуриваемыми на всю ширину полосы из печи 15.

158

Впериод очистных работ со стороны массива пласта оформляется печь 12, по которой в призабойное пространство поступает свежая струя воздуха. Таким образом, к окончанию очистных работ в полосе вся полоса будет заполнена замагазинированным углем и печь 12 будет пройдена на всю высоту подэтажа и при отработке последующей полосы будет использоваться как вентиляционная.

Следует заметить, что с целью уменьшения потерь целики для охраны промежуточных штреков могут не оставляться.

Вэтом случае выше промежуточного штрека уголь вынимается на высоту 4–6 м, выработанное пространство крепится деревянной стоечной крепью и деревянными кострами. По стойкам и кострам делается отшивка из толстых досок, образующая воронку в полосе.

Вкаждом разрабатываемом подэтаже в рабочем состоянии находятся три полосы: в одной полосе идут очистные работы и магазинируется уголь, во второй полосе лежит замагазинированный уголь, который поддерживает кровлю пласта (своего рода закладка), из третьей полосы идет выпуск угля на скребковый конвейер по промежуточному штреку. Этим конвейером уголь транспортируется до ближайшего передового ската 9 и по нему перегружается на скребковый конвейер участкового откаточного штрека. Работы в верхнем подэтаже опережают нижний подэтаж на 1–2 полосы. Схема проветривания

очистных забоев последовательная и достаточно ясна из рис. 5.20.

На рис. 5.20 показана отработка двух верхних подэтажей. Отработка оставшихся подэтажей принципиально не будет отличаться от рассмотренных. Практически различие будет заключаться в том, что исходящая воздушная струя будет выходить на второй (сверху) промежуточный штрек и далее по скату 5 на вентиляционный горизонт.

159

5.5. Система разработки с выемкой полосами по простиранию с гидравлической закладкой

Эта система разработки применяется для отработки пластов крутого и круто-наклонного падения мощностью 1,5–2,5 м в случае, когда нельзя допустить больших оседаний земной поверхности из-за необходимости охраны каких-либо объектов.

Рассматриваемая система разработки представлена на рис. 5.22. Выемочное поле делится на 2–3 одинаковых блока длиной по простиранию 180–250 м каждый (на рис. 5.22 выемочное поле разделено на два блока). На откаточном горизонте выемочное поле вскрывается участковыми откаточными квершлагами 3, проводимыми с полевого откаточного штрека 1 по середине каждого блока. От участковых откаточных квершлагов 3 на откаточном горизонте в обе стороны проводятся блоковые откаточные штреки 5, оборудуемые скребковым конвейером. На вентиляционном горизонте выемочное поле вскрывается участковыми вентиляционными квершлагами 4, проводимыми с полевого вентиляционного штрека 2 на границах блоков. Блоковые откаточные штреки 5 по границам блоков сбиваются скатами 6 с участковыми вентиляционными квершлагами 4. С полевого вентиляционного штрека 2 по участковым вентиляционным квершлагам и скатам прокладываются трубы для транспортирования закладочного материала.

Этаж по падению разделяется на полосы шириной 12–15 м. Выемка угля в полосах производится буровзрывным способом. В каждом блоке в полосе находятся два очистных забоя, перемещающихся по простиранию навстречу друг другу. Отработка полос в этаже осуществляется в восходящем порядке, т.е. первой отрабатывается полоса, ближайшая к откаточному горизонту.

Отработка первой полосы начинается непосредственно от скатов 6, пройденных по границам блоков. Отбитый в первой полосе уголь под собственным весом скатывается на скребковый конвейер, смонтированный по блоковому откаточному штреку, и транспортируется на участковый откаточный квершлаг и полевой откаточный штрек. Выработанное пространство полосы крепится деревянной стоечной крепью, висячий

160