Файл: Воробьев Б.М. Основы технологии горного производства. Введение в специальность учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 137

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Ш аг обрушения непосредственной к р о в л и принимают равным одному-трем врубам (1,2—5 м). П р и использовании металлических специальных крепей посадку рекомендуется осуществлять после каждого выемочного ц и к л а .

Выбивка

 

крепи

в

полосе,

подлежащей посадке,

на пластах

с углом

падения

до

15° может

осуществляться к а к по

падению, так

и по восстанию пласта . Н а пластах с

 

углом

падения

более

15°

выбивка

 

к р е п и

производится

только

в

нап­

 

р а в л е н и и

снизу вверх. В против­

 

ном случае скатывающиеся куски по­

 

роды могут травмировать горнорабо ­

 

чих, з а н я т ы х

посадкой

к р о в л и .

 

 

 

Способ

 

у п р а в л е н и я

кровлей

пол ­

 

ным обрушением я в л я е т с я

наиболее

 

экономичным по сравнению с осталь­

 

ными . Эффективность его еще

больше

 

возрастает

п р и безорганной

посадке.

 

Сущность

последней

заключается

в

 

том, что

посадочную крепь

не уста ­

 

н а в л и в а ю т ,

а

обрушение

к р о в л и

про ­

 

изводят

на

р я д

стоек

обычной

при -

 

забойной

крепи .

 

 

 

 

 

 

 

 

Е с л и

после

у д а л е н и я

крепи

 

са­

 

мообрушения не происходит, при­

 

бегают

к

принудительной

посадке:

 

в породах к р о в л и пробуривают ш п у р ы

 

(скважины)

и

взрыванием

в них

за­

 

рядов В В

обрушают

породы.

 

 

 

 

П р и

использовании

прочных

 

ме­

 

таллических

посадочных

крепей

спо­

 

соб у п р а в л е н и я

кровлей

полным

об­

 

рушением может

применяться

и

при

 

к р о в л я х д р у г и х

классов .

 

 

 

 

 

Способ

 

частичного

 

обрушения

 

применяют

при

кровле

I I

 

класса,

 

когда над

пластом

залегают

легко -

 

обрушающиеся породы небольшой мощности, а расположенные выше

породы

склонны периодически

обрушаться .

 

 

 

 

 

 

П р и

этом способе

кровлю

обрушают

не по

всей длине

лавы,

а

между

бутовыми полосами,

выкладываемыми

из

кусков

породы

в

выработанном пространстве. Ш и р и н а полосы

46

м.

Расстояние

м е ж д у полосами 12—15 м. Породу

д л я

в ы к л а д к и

полос

получают

из

бутовых штреков,

проводимых,

к а к

правило,

в

кровле

пласта

(на очень газоносных

пластах

— в

почве). Д л я

обрушения

к р о в л и

между бутовыми полосами пробивают органную крепь из стоек.

Бутовые полосы наращивают по мере подвигания

очистного

з а б о я .

 

143


Способ

у п р а в л е н и я

горным

 

давлением

 

частичной

 

з а к л а д к о й .

В выработанном

пространстве

возводят

бутовые

п о л о с ы ,

н а з н а ч е ­

ние которых —

у д е р ж а н и е породы к р о в л и

от о б р у ш е н и я .

 

П р и м е н я ю т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

этот

способ

 

тогда,

когда

в к р о в л е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

з а л е г а ю т п р о ч н ы е т р у д н о о б р у ш а -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ю щ и е с я

породы .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П о р о д ы

д л я в ы к л а д к и

бутовых

 

 

 

 

 

 

 

 

 

полос п о л у ч а ю т из

б у т о в ы х

ш т р е ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к о в .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ш и р и н а

 

бутовой

п о л о с ы

р а в н а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

57 м.

Р а с с т о я н и е

м е ж д у

буто­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

выми полосами

п р и н и м а ю т

с

та­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к и м

расчетом, чтобы к р о в л я

м е ж д у

 

 

 

 

 

 

 

 

 

полосами

не о б р у ш а л а с ь (6—12

м).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н а

п о л о г и х

п л а с т а х

бутовые

 

 

 

 

 

 

 

 

 

полосы

р а с п о л а г а ю т

по

п р о с т и р а ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нию

и следят,

чтобы они не

отста­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в а л и

от

 

очистного

з а б о я ,

более

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чем

на

4

м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н а к р у т ы х

п л а с т а х бутовые по ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лосы р а с п о л а г а ю т

к а к

по

прости ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р а н и ю ,

т а к

 

и

по

падению

п л а с т а .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Способ

 

плавного

о п у с к а н и я

по­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

род

кровли

 

(рис.

 

101)

 

п р и м е н я ю т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п р и н а л и ч и и к р о в л и I V к л а с с а ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мощности

 

пласта

не

более

1,2 м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

почве,

 

с к л о н н о й

 

к

 

п у ч е н и ю .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и п л а в н о м о п у с к а н и и в

качестве

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с п е ц и а л ь н о й к р е п и п р и м е н я ю т ко ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

стры, в ы к л а д ы в а е м ы е

вдоль

з а б о я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в

один

и л и

два

р я д а .

 

К о с т р ы

пе­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

реносят после к а ж д о г о

выемочного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ц и к л а .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Способ полной закладки выра ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ботанного

п р о с т р а н с т в а . Этот

спо­

соб п р и м е н я ю т

д л я

п р е д у п р е ж д е н и я

о б р у ш е н и я

боковых

пород

п о с л е

выемки

полезного

ископаемого .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М а т е р и а л , и с п о л ь з у е м ы й д л я

з а п о л н е н и я выработанного

п р о с т р а н ­

ства,

н а з ы в а е т с я

з а к л а д о ч н ы м

 

м а т е р и а л о м .

 

З а к л а ­

дочный

м а т е р и а л ,

у л о ж е н н ы й

в

выработанном

п р о с т р а н с т в е ,

обра ­

зует

з а к л а д о ч н ы й

массив .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и

п о л н о й

з а к л а д к е выработанного

пространства

у м е н ь ш а ю т с я

потери

полезного

ископаемого,

особенно

п р и

р а з р а б о т к е

м о щ н ы х

п л а с т о в ,

 

и п о н и ж а е т с я

вероятность

с а м о в о з г о р а н и я

у г л я .

К р о м е

того,

п р и

п о л н о й

з а к л а д к е у м е н ь ш а е т с я

величина

 

п р о с а д к и

земной

поверхности .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н а и б о л е е

ш и р о к о з а к л а д к у

выработанного

п р о с т р а н с т в а

п р и ­

м е н я ю т

п р и р а з р а б о т к е

мощных

и

особенно

к р у т ы х

п л а с т о в .

Н а

144


п л а с т ах

тонких

и

средней

мощности

закладочные

работы ведутся

с целью оставления породы в шахте, получаемой п р и

проведении

выработок.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В СССР разработку угольных пластов с закладкой

выработан ­

ного

пространства

ведут

в

Кузнецком

бассейне,

на

Т к п б у л ь с к о м

месторождении и в ряде других бассейнов и месторождений.

Мно­

гие рудные месторождения, в том числе месторождения

цветных

металлов,

разрабатываются

с

полной

з а к л а д к о й

 

выработанного

пространства .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и

полной

з а к л а д к е

 

все

выработанное пространство

запол ­

няется закладочным материалом, в отличие от частичной

з а к л а д к и ,

когда

закладочный

массив

возводится

в виде полос, расположенных

по падению

пли

по

простиранию .

 

 

 

 

 

 

 

 

В качестве закладочного материала применяются горные породы,

специально добываемые д л я этой пели

(песок, г а л ь к а ,

дробленые

песчаники, а р г и л л и т ы п др . ), и отходы производства

(порода

ш а х т н ы х

отвалов,

хвосты

обогащения,

котельные

и

доменные

ш л а к и

и др . ) .

З а к л а д о ч н ы й

материал

доставляют в ш а х т у обычно

 

самотеком

по ш у р ф а м ,

скатам

пли по трубам, навешиваемым в

стволах.

 

В

зависимости

от

вида

энергии,

используемой

для

размещения

закладочного материала

в

выработанном

пространстве,

 

различают

самотечный, механический (машинный), пневматический и гидравли ­

ческий

способы ведения закладочных работ.

П р и

самотечном способе закладочный материал, доставленный

до выработанного пространства тем И Л И ИНЫМ методом, самотеком размещается в выработанном пространстве. Поэтому этот способ применим только при разработке крутых пластов. Крупность ку ­ сков закладочного материала не должна превышать 120 мм. Само­ течный способ закладочных работ прост и экономичен, но плотность возводимого закладочного массива невелика .

П р и м е х а н и ч е с к о м

и

п н е в м а т и ч е с к о м

спо­

собах

з а к л а д к п закладочный

массив

возводят специальными м а ш и ­

нами,

соответственно

механическими

пли пневматическими.

 

И з

механических

машин преимущественное распространение

по ­

л у ч и л и ленточнобарабанные закладочные машины, которые забра ­ сывают закладочный материал в выработанное пространство с по­

мощью быстро д в и ж у щ е й с я бесконечной

ленты. Подача закладоч ­

ных материалов в метательную машину

производится

ленточными

конвейерами . К механическим машинам

относятся

т а к ж е

трамбу­

ющие закладочные

машины,

которые производят у к л а д к у материала

с последующим его трамбованием, и прессующие машины,

которые

после у к л а д к и

материала уплотняют его прессованием.

 

 

 

Основным

недостатком

механического

способа

з а к л а д к и

яв ­

ляется недостаточно высокая плотность закладочного массива.

 

В отечественной п р а к т и к е механический способ

з а к л а д к и

при ­

меняют

редко.

 

 

 

 

 

 

 

П р и

пневматической з а к л а д к е закладочный материал

с

помощью

сжатого

воздуха

закладочной машиной

подается

в

трубопровод

10 З а к а з 187

 

 

 

 

 

 

 

145


и по нему доставляется к месту

у к л а д к и , т. е. к

очистному

забою,

где материал через разгрузочный

конец трубопровода выбрасывается

в выработанное пространство.

 

 

 

 

Д а л ь н о с т ь транспортирования закладочного

материала

600—•

800 м при производительности

30—35 м 3 /ч . Расход воздуха на 1 м 3

транспортируемого материала

120—180 м 3 .

 

 

В качестве закладочного материала применяют дробленые корен­ ные породы с к у с к а м и крупностью 60—80 мм и отходы обогащения .

Диаметр пневмозакладочных трубопроводов 100—150 мм. Достоинствами пневматического способа з а к л а д к и я в л я ю т с я

простота и удобство возведения закладочного массива в выработан ­ ном пространстве; сравнительно в ы с о к а я производительность пнев­

мозакладочных

установок и возможность

совмещения

добычных

и закладочных

работ в очистных

забоях .

 

 

К

недостаткам

пневматической

з а к л а д к и

относятся сравнительно

в ы с о

к а я стоимость

закладочных работ в связи с высокой

стоимостью

оборудования и большим расходом сжатого воздуха; быстрый износ

пневмозакладочных

машин и

трубопроводов.

 

П р и г и д р а в л и ч е с к о м

способе

з а к л а д к и транспортирова ­

ние закладочного материала и возведение закладочного

массива

осуществляется

энергией

воды.

 

 

 

З а к л а д о ч н ы й

материал

с

крупностью

кусков до 80 мм смеши­

вается с водой и о б р а з о в а в ш а я с я

пульпа самотеком транспортируется

по трубам к месту

у к л а д к и .

 

 

 

 

Н а и л у ч ш и м

закладочным

материалом

дл я гидравлической за­

к л а д к и я в л я е т с я

речной песок. Можно т а к ж е использовать

и корен ­

ные дробленые

породы.

 

 

 

 

 

Н а поверхности

закладочный

материал

подается в смесительное

устройство (рис. 102), где он размывается струей воды из гидромони­

тора . О б р а з у ю щ а я с я

пульпа стекает в приемную воронку и по трубо ­

проводу

(пульповоду) под действием

естественного

напора,

возни ­

кающего за счет разности высот, транспортируется

к месту

у к л а д к и

и выбрасывается в

выработанное

пространство .

 

 

 

 

Твердые

частицы

оседают,

о б р а з у я закладочный

массив.

Отра ­

ботанная

вода

по д р е н а ж н о й

трубе

(или по

канавам) отводится

в подземный водоотстойник, где она осветляется

и

затем

нано ­

сами перекачивается

в смесительную

камеру дл я повторного

исполь ­

з о в а н и я .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Консистенция п у л ь п ы (отношение твердого к жидкому)

прини ­

мается Т : Ж =

1 : 5 - | - 1 : 7 .

Производительность

гидрозакладоч ­

ных

установок составляет 50-75 м 3 /ч , в отдельных с л у ч а я х

150—

200

м 3 /ч .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Достоинства

гидравлической з а к л а д к и — высокая

плотность за­

кладочного массива;

б о л ь ш а я производительность гидрозакладочных

установок;

н и з к а я

энергоемкость

и простота

технологии

гидроза ­

к л а д к и ; возможность транспортирования закладочного материала непосредственно по трубам с поверхности до выработанного простран ­

ства .

I


К недостаткам относятся обводнение горных выработок и вынос

сотработанной водой мелких фракций закладочного материала .

Способ управления горным давлением оставлением целиков. Этот

способ применяется при камерных

и

камерно-столбовых

системах

р а з р а б о т к и , нашедших

наибольшее

распространение

на

рудных

месторождениях . Д л я

обеспечения

безопасных условий

поддержа ­

ния призабойного пространства в выработанном пространстве оста­ вляются целики полезного ископаемого или возводятся искусствен ­ ные целики из бетона. Ц е л и к и разделяют на изолированные и сплош -

Р и с .

102.

Схема

гидрозакла ­

 

д о ч н о й с и с т е м ы :

 

 

1

смесительное

у с т р о й ­

ство;

2

— п у л ь п о в о д ;

з

з а к л а д о ч н ы й

массив;

4

п о д з е м н ы й

водоотстойник;

5

насосы

д л я

п е р е к а ч и в а ­

н и я

осветленной

воды;

в

г и д р о м о н и т о р ; 7 — п о в е р х ­ ностный водоотстойник; 8 — ьакладочный материал; 9 — д р е н а ж н ы й т р у б о п р о в о д

Условные обозначения - — о Вода

——• Пульпа

ные. Изолированные целики (столбы) оставляют в выработанном

пространстве

рядами,

в

шахматном

порядке через определенные

интервалы и л и только

в местах заметных геологических

н а р у ш е н и й

и включений

пород.

 

 

 

 

Сплошные

(ленточные)

целики,

оставляемые м е ж д у

камерами,

н а з ы в а ю т

междукамерными, а между этажами —- м е ж д у э т а ж н ы м и .

 

§ 4. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ В ОЧИСТНЫХ ЗАБОЯХ

Наиболее высокой формой организации работ в забое я в л я е т с я

поточная,

при которой полезное ископаемое непрерывно поступает

из очистного забоя . Однако пока преимущественное распространение

получила

ц и к л и ч н а я организация работ.

Ц и к л

в очистном забое

угольной ш а х т ы — это совокупность

всех процессов и операций,

необходимых д л я выемки полезного

10*

147