Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Особенности подготовки к выемке участков на крутых пластах

14.12.2019

Принципиальная схема подготовки и система разработки пластов мощностью 0,7-2,2 м с углами падения более 40° представлены на рис. 1.15,а. Пласты отрабатываются длинными полосами по падению. Способ управления кровлей - полное обрушение. Способ подготовки - этажный с проведением групповых (полевых) штреков на всю длину поля и оконтуриванием отдельных выемочных участков промежуточными квершлагами с групповых (полевых) выработок на вентиляционном и откаточном горизонтах. Выемочные выработки проводятся вприсечку к отработанным. Схема проветривания - прямоточная с последовательным разбавлением вредностей.

Для подготовки выемочного участка необходимы следующие подготовительные выработки:

- вентиляционный штрек площадью сечения 10,4 м2 в свету (13,1 м2 вчерне), проводимый вприсечку и закрепляемый арочной податливой крепью КМП-А3. Штрек служит для отвода исходящей из лавы струи воздуха. В период эксплуатации вентиляционный штрек оборудуют рельсовым транспортом или монорельсовой дорогой 6ДМКУ для доставки материалов и оборудования;

- конвейерный штрек площадью сечения 10,4 м2 в свету до осадки (13,1 м2 вчерне), закрепляемый арочной податливой крепью КМП-А3 либо арочной в сочетании с анкерной. При эксплуатации штрек оборудуют пластинчатым изгибающимся конвейером ПУ-50 для транспортировки угля и монорельсовой дорогой 6ДМКУ для доставки материалов и оборудования. Через штрек в очистной забой подается свежий воздух;

- воздухоподводящая печь прямоугольной формы, площадью сечения не менее 1,5 м2 в свету (в соответствии с Правилами безопасности), проводимая по пласту угля и закрепляемая, как правило, деревянной крепью (деревянные стойки под распил). Печь соединяет вентиляционный и конвейерный штреки. В период эксплуатации воздухоподводящую печь оборудуют подъемником для спуска и подъема людей.
Особенности подготовки к выемке участков на крутых пластах

В выемочном поле имеются групповые (полевые) вентиляционный и транспортный штреки, которые проводят заранее, как правило, предназначенные для обслуживания свиты пластов.

Особенностью схемы подготовки является опережающее на длину одного выемочного участка проведение воздухоподводящей печи. Это связано с тем, что только так обеспечивается независимое ведение очистных и подготовительных работ и исключается возможность попадания отработанного воздуха из подготовительных забоев в действующий выемочный участок. Соблюдение этого требования Правил безопасности особенно важно на пластах с высокой газоносностью и склонных к внезапным выбросам угля и газа.

Пластовые выработки в зависимости от сроков подготовки проводят последовательно или параллельно.

На рис. 1.15,б представлены принципиальная схема подготовки и система разработки пластов мощностью 0,5-2 м с углами падения более 35°. Пласты отрабатывают длинными столбами по простиранию. Способы управления кровлей - полное обрушение, плавное опускание кровли, полная закладка выработанного пространства. Схема проветривания - возвратноточная с последовательным разбавлением вредностей. Способы подготовки и охраны выработок такие же, как при системе разработки длинными полосами по падению. Для подготовки выемочного участка проводят подготовительные выработки с параметрами и назначением, аналогичными варианту схемы, представленному на рис. 1.15,а.

Последовательность проведения выработок для своевременного воспроизводства очистного фронта при максимальном по двигании очистного забоя показана на рис. 1.16. Из графика видно, что своевременная подготовка возможна только при комбайновом способе проведения, причем конвейерный и вентиляционный штреки должны проводить одновременно.

На рис. 1.17 представлены принципиальная схема подготовки и система разработки пластов мощностью 1,7-2,4 м с углами падения более 35°. Пласты отрабатывают длинными столбами по простиранию. Способ управления кровлей - полное обрушение. Способ охраны выемочных выработок - целиками угля. Способ подготовки и схема проветривания аналогичны предыдущей системе разработки.

Для подготовки выемочного участка необходимы следующие подготовительные выработки:

- вентиляционный штрек трапециевидной формы площадью сечения 7,5 м2 в свету (7,9 м2 вчерне), закрепляемый анкерами с подхватами, устанавливаемыми в кровлю и бока выработки. В период эксплуатации штрек оборудуют рельсовым транспортом для доставки материалов, оборудования и перевозки людей. По вентиляционному штреку исходящая из лавы верхнего подэтажа струя воздуха отводится на полевой вентиляционный штрек;

- конвейерный штрек трапециевидной формы площадью сечения 9,2 м2 в свету (10,9 м2 вчерне), закрепляемый металлической податливой крепью в сочетании с анкерной. В период эксплуатации штрек оборудуют пластинчатым изгибающимся конвейером ПУ-50 для транспортировки угля и монорельсовой дорогой 6ДМКУ для доставки материалов и оборудования. Через конвейерный штрек свежий воздух поступает в очистной забой нижнего подэтажа;

- подэтажный вентиляционный штрек, проводимый и закрепляемый аналогично вентиляционному штреку. При эксплуатации штрек оборудуют монорельсовой дорогой 6ДМКУ для доставки материалов, оборудования и перевозки людей. Исходящая из очистного забоя нижнего подэтажа струя воздуха отводится через штрек и скат на полевой вентиляционный штрек;

- подэтажный конвейерный штрек, проводимый, закрепляемый и оборудованный аналогично этажному конвейерному штреку. Через подэтажный конвейерный штрек свежий воздух подается в очистной забой верхнего подэтажа;

- скат прямоугольной формы площадью сечения 11,5 м2 в свету (14,1 м2 вчерне) на всю высоту этажа, соединяющий вентиляционный и конвейерный штреки. Как правило, скат закрепляют сплошной деревянной венцовой крепью и разделяют на два отделения: людское и грузовое. При эксплуатации людское отделение ската оборудуют подъемником для спуска и подъема людей, а грузовое лебедкой ШГ-1800 для спуска и подъема материалов и оборудования;

- углеспускная печь площадью сечения в свету 3,5 м2 (5,3 м2 вчерне), проводимая обычно прямоугольной формы, на высоту подэтажа и соединяющая конвейерный и подэтажный конвейерные штреки. Через печь осуществляют перепуск угля с подэтажного на конвейерный штрек, а также подачу свежего воздуха в очистной забой верхнего подэтажа. Углеспускную печь обычно закрепляют сплошной деревянной венцовой крепью;

- монтажная камера (разрезная печь) прямоугольной формы площадью сечения, обеспечивающей монтаж очистного оборудования. По условиям проветривания (свежий воздух может поступать в подготовительные забои подготавливаемого выемочного участка только через промежуточный транспортный квершлаг) проведение пластовых выработок и монтажных камер может быть осуществлено лишь после проведения ската, причем рационально одновременно со скатом сооружать и углеспускную печь. Подэтажные штреки целесообразно проводить сдвоенными.

Одновременное проведение подэтажных штреков с основными затруднено из-за сложности организации эффективного проветривания и транспортировки горной массы. В свою очередь вентиляционный и конвейерный штреки можно проводить последовательно или параллельно по отношению друг к другу в зависимости от сроков подготовки.

На рис. 1.18 представлен график, иллюстрирующий рациональную последовательность проведения выработок при минимально возможном сроке подготовки выемочного поля, достигаемом при оптимальных скоростях проведения пластовых штреков комбайновым способом. Вначале буровзрывным способом (ввиду отсутствия комбайнов) проводит скат и углеспускную печь, далее одновременно проводят вентиляционный и конвейерный штреки, а затем подэтажные штреки и монтажные камеры.

Описанные выше системы разработки и схемы подготовки являются наиболее представительными для угольной промышленности России на близкую перспективу. Ожидается, что с их использованием будут получать не менее 70% объема подземной угледобычи.

Применяемые за рубежом способы подготовки пологих пластов в зависимости от горно-геологических условий можно разделить на две основные группы:

- раздельная подготовка пластов, когда по каждому пласту или по породам почвы от вскрывающих выработок проводят и поддерживают все выработки, необходимые для разделения пласта на этажи, панели или выемочные поля;

- групповая подготовка пластов, когда по одному из разрабатываемых пластов, по нерабочему пласту или по вмещающим породам проводят и поддерживают выработки, общие для всей группы пластов.

Способы подготовки первой группы характерны для ряда угольных месторождений Великобритании. Способы подготовки, отнесенные ко второй группе, нашли широкое применение при разработке свит пологих пластов в Польше, ФРГ, Франции. Площадь шахтного поля 20 км2.

Подготовка к выемке полей шахт в Великобритании - панельная. В зависимости от горно-геологических условий и используемых средств транспортировки угля длину панельных выработок принимают равной 2-4 км, а расстояние между ними 2-3 км.

Подготовка панели состоит в проведении двух выработок: по одной транспортируют уголь, по другой осуществляют вентиляцию, а также доставку людей и материалов. При глубине разработки до 600 м между главными панельными выработками оставляют угольные целики шириной 20-40 м.

На шахтах в Польше распространены как этажный, так и панельный способы подготовки шахтных полей. В последние годы при слоевой выемке угольных пластов применяют погоризонтный способ подготовки с подвиганием очистных забоев по восстанию пласта.

Особенностью подготовки шахтных полей в ФРГ и Франции в последние годы (в связи со значительным развитием конвейерного транспорта) является вскрытие новых горизонтов полевыми наклонными выработками, которые оборудуют тормозными конвейерами и монорельсовыми дорогами для доставки материалов.

В перспективе на шахтах стран Западной Европы принципиальных изменений в способах подготовки не намечается, за исключением Великобритании, где вместо основных пластовых выработок проводят полевые этажные штреки.

В Великобритании принята в основном сплошная система разработки (около 90% добычи из очистных забоев). Особенностью системы является наличие общего угольного забоя лавы и штрека, при этом подрывку кровли выемочного штрека производят с небольшим отставанием от лавы. При таких системах скорость проведения соответствует скорости подвигания очистных забоев. По сплошной системе с опережением забоя лавы обоими выемочными штреками работает 15% лав, с опережением забоя лавы только одним из штреков - около 30%. В последние годы происходит внедрение столбовой системы разработки с отработкой лав в обратном порядке.

На шахтах ФРГ преобладает сплошная система разработки со штреками, опережающими очистной забой. За последние годы значительно возросла доля столбовой и комбинированной систем разработки. В настоящее время 60% лав отрабатывают прямым и 25%-обратным порядком; 15% лав приходится на комбинированный порядок отработки.

На шахтах Франции из-за сложных и разнообразных условий залегания угольных пластов применяют различные системы разработки. В каждом отдельном случае выбирают наиболее эффективную из них для конкретных условий. Однако тонкие и средней мощности пологие и наклонные пласты разрабатывают обычно сплошной системой и длинными столбами по простиранию, а мощные - системой горизонтальных или наклонных слоев с выемкой в восходящем или нисходящем порядке с полной закладкой выработанного пространства.

В Польше основной объем добыли подучают из очистных забоев, отрабатываемых по столбовой системе, которую применяют преимущественно на пластах средней мощности. Столбовую систему разработки с подвиганием забоев по восстанию используют в основном при слоевой выемке мощных пластов.

Таким образом, в основных угледобывающих странах за последнее десятилетие обнаруживается общая тенденция к переходу на столбовые системы отработки как по простиранию, так и по падению-восстанию.

Помимо применяемых способов подготовки и систем разработка, большое влияние на показатели объемов проведения выработок оказывает также средняя длина лавы, которая начиная с 1960 г. возросла на шахтах России почти на 50% и составляла в двенадцатой пятилетке около 145 м. Однако этот показатель ниже соответствующих показателей в ФРГ (220 м), Франции (145 м) и Польше (148 м).

Насыщение в настоящее время шахт высокопроизводительной техникой позволит, по мнению зарубежных специалистов, в дальнейшем увеличить длину лавы до 200-250 м.

В результате концентрации работ за рубежом резко возросла нагрузка на лаву, шахту, повысились скорости по двигания очистных забоев, резко увеличились грузопотоки угля и материалов по выработкам. В Великобритании и ФРГ среднесуточная скорость подвигания очистной линии забоев по сравнению с 1960 г. увеличилась в 1,7-2,3 раза, а в Польше и Чехии - почти в 1,8 раза.

Кроме того, необходимо отметить, что во всех странах наблюдается тенденция к увеличению площадей сечений подготовительных выработок (не менее 18-20 м2 вчерне) с применением крепи большой податливости из тяжелого спецпрофиля.

При переходе на увеличенные площади сечения возможно обеспечить широкое внедрение бесцеликовой охраны горных выработок, поддержание их на границе с выработанным пространством с помощью искусственных ограждений, возводимых механизированным способом из быстротвердеющих материалов. Повторное использование выработок будет способствовать сокращению объемов горноподготовительных работ.

Важным показателем совершенствования горного хозяйства шахт является сокращение удельных объемов проведения подготовительных горных выработок. Этот показатель тем ниже, чем больше мощность угольногo пласта, длина очистных забоев, доля повторно используемых выработок, параметры выемочных полей.

В России с 1965 по 1989 г. удельные объемы проведения выработок сократились с 22,8 до 13,4 м/1000 т, что свидетельствует о большой проделанной работе в части совершенствования горного хозяйства шахт.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: