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

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 129

Скачиваний: 1

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

Р и с . 114. Схема с и с т е м ы

разработки

д л и н н ы м и

с т о л б а м и

п о п р о с т и р а н и ю

п р и э т а ж н о й

п о д г о т о в к е

ш а х т н о г о

п о л я :

 

1 — э т а ж н ы й откаточный ш т р е к ; 2 —

п р о с е к ;

з — к а п и т а л ь н ы й

б р е м с б е р г с д в у м я

х о д к а м и ;

4

— э т а ж н ы й

в е н т и л я ц и о н н ы й ш т р е к ; 5

—

у ч а с т к о в ы й ( п р о м е ж у т о ч н ы й ) б р е м с б е р г ; в —

л ю д с к о й

х о д о к ;

7,8

— п о д э т а ж н ы е

с п а р е н н ы е

ш т р е к и соответственно

в е н т и л я ц и о н н ы й

и

 

 

 

т р а н с п о р т н ы й

 

 

 

 

 

 

бремсберга; отработанный воздух отводят по

вентиляционному

штреку .

 

 

 

 

 

 

 

 

Пути

следования

свежей и

отработанной

струи

см. на рис.

114.

Н а л и ч и е

на

промежуточном

горизонте

двух

спаренных

под­

э т а ж н ы х

штреков

позволяет

обособленно

проветривать

к а ж д у ю

л а в у этажа .

 

 

 

 

 

 

 

При

панельной

подготовке

шахтного

поля

столбы

нарезают

от панельных

бремсберга и уклонов . Н а рис. 115

приведен

вариант

системы разработки длинными столбами при делении на панели

уклонной части шахтного поля . От панельного уклона до

границ

панели проводят ярусные штреки, а между ними д л я н а р е з к и

выемоч­

ных столбов — промежуточные ш т р е к и (конвейерные): на

границе

панели

проводят разрезные печи и приступают к очистным работам.

Я р у с ы

отрабатывают

последовательно в направлении сверху вниз .

Н а рис. 115 показан

вариант, когда я р у с делится на два столба

одним промежуточным

штреком.

В процессе отработки столбов верхний ярусный вентиляционный

исредние конвейерные штреки погашают, ярусный откаточный

штрек сохраняют

д л я использования при отработке

н и ж е л е ж а щ е г о

я р у с а .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выемку у г л я

в

л а в а х

ведут

обычным способом с помощью ком­

байнов . У г о л ь

из

 

верхней

лавы

поступает

на ленточный

конвейер,

установленный

в

 

промежуточном конвейерном штреке,

уголь из

н и ж н е й

лавы — на конвейер в

ярусном

штреке .

 

 

П р и

спаренных

л а в а х ,

когда

одна лава

я в л я е т с я продолжением

другой,

промежуточный

штрек

я в л я е т с я

сборным

конвейерным

штреком и на него уголь поступает из верхней и нижней л а в . Т а к о й вариант применяют при у г л а х падения пласта 0—15°.

С обоих крыльев панели уголь доставляют конвейерами до па ­ нельного у к л о н а , оборудованного магистральным ленточным кон­ вейером. Этот конвейер транспортирует уголь по панельному у к л о н у до главного откаточного штрека . Здесь уголь перегружают в ваго­ нетки и электровозами доставляют в околоствольный двор.

Схема проветривания очистных и подготовительных забоев ясна из рис. 115. Подготовительные забои проветривают обособ­

ленно от очистных забоев.

П р и нормальном развитии

горных

работ

одна панель

находится

в

отработке,

а

д р у г а я в это

время

подго­

тавливается; в к а ж д о й

панели

один я р у с

отрабатывается,

а

другой

в это время

находится

в

подготовке.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и

разработке

горизонтальных

пластов

и л и

пластообразных

з а л е ж е й , аналогичных

з а л е ж а м бурого

у г л я

в Подмосковном

бас­

сейне, функции панельных бремсбергов и

уклонов

выполняют

так

называемые

п а н е л ь н ы е

ш т р е к и

— откаточный и

вентиля ­

ционный;

вместо

ярусных

штреков

проводят

выемочные

ш т р е к и , которыми оконтуривают столбы

у г л я , подлежащие

из ­

влечению.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Преимущества системы разработки длинными столбами по срав­

нению

со сплошной

системой

разработки

следующие:

 

 

 

173

5 В

 

 

Р и с . 115. Схема с и с т е м ы разработки

д л и н н ы м и столбами по

п р о с т и р а н и ю

при п а н е л ь н о

й подготовке ш а х т н о г о

п о л я :

» _

яп ѵ сный

откаточный

штрек с п р о с е к о м ; 2 -

я р у с н ы й в е н т и л я ц и о н н ы й

штрек; з

~ п а н е л ь н ы й

у к л о н с д в у м я х о д а м и ;

4 - п р о м е ж у т о ч -

j

ярусны»

и і к и о

ный ш т р е к ; s — г л а в н ы й откаточный ш т р е к ;

6 —

г л а в н ы й

в е н т и л я ц и о н н ы й ш т р е к

 

проведение подготовительных выработок д л я н а р е з к и столбов позволяет получить дополнительные данные о горно-геологических условиях залегания пласта в выемочном поле или ярусе;

большинство подготовительных выработок в пределах выемочного поля и яруса в течение всего срока службы поддерживается в наи ­

более благоприятных условиях

(с

обеих

сторон имеется

нетронутый

массив полезного ископаемого, тогда как при сплошной

системе

разработки

основные

выработки — откаточный

и

вентиляционный

штреки, примыкающие

с одной или с обеих сторон к

выработанному

пространству,

поддерживают

в

зоне

в л и я н и я

очистных

работ);

наличие условий д л я ритмичной работы добычных

и

проход­

ческих

машин,

так

к а к

очистные и подготовительные

работы

разоб­

щены

во времени и

пространстве.

 

 

 

 

 

 

К недостаткам системы разработки длинными столбами относятся

значительный

объем

нарезных

и подготовительных

выработок,

проводимых

до начала

очистных работ в выемочном поле или

ярусе,

а т а к ж е наличие большого числа

подготовительных

забоев,

услож ­

н я ю щ и х систему проветривания . Однако по мере усовершенствова­

ния горнопроходческой техники и техники проветривания

этот

недостаток все

в большей степени будет утрачивать свое значение.

Н а ш а х т а х

СССР системы разработки длинными столбами

рас­

пространение

получили

при разработке пластов мощностью от

0,7

до 3,5 м, не склонных

к внезапным выбросам у г л я и газа.

 

Системы разработки длинными столбами применяют и д л я раз ­ работки крутых пластов.

П р и применении системы разработки длинными столбами по

простиранию на к р у т ы х п л а с т а х

подготовка шахтного п о л я

может быть т а к ж е этажной и л и панельной .

П р и этажной подготовке

э т а ж разделяют на два-три подэтажа подэтажными (промежуточными) штреками . Столбы отрабатывают одновременно с опережением верх­ ними лавами н и ж н и х . Отбойку у г л я в очистных забоях ведут буро­ взрывным способом и отбойными молотками. Отбитый уголь само­ теком поступает на промежуточный штрек. Конвейер транспорти­ рует у г о л ь по штреку до углеспускного ската . Д а л е е уголь спуска­ ется самотеком на этажный откаточный штрек, где его грузят в ва­ гонетки.

В отличие от подготовки шахтного поля д л я выемки пологого пласта п р и крутом падении вместо капитального и л и панельных бремсбергов проводят соответственно капитальный или промежуточ­

ные углеспускные скаты с людскими ходками.

 

§ 4. К А М Е Р Н Ы Е И КАМЕРНО - СТОЛБОВЫЕ СИСТЕМЫ

РАЗРАБОТКИ

К а м е р н а я

и камерно-столбовая системы

разработки относятся

к системам с

короткими забоями. П р и этих

системах

выемку полез ­

ного ископаемого производят в камерах, разделенных между собой

целиками полезного ископаемого. К а м е р а — это очистная

гор ­

н а я выработка, имеющая забой небольшой длины — от 3 до

12 м.

175

П р и камерной

системе разработки целики полезного

ископаемого

между

камерами

оставляют

навсегда;

при камерно-столбовой си­

стеме

междукамерные целики

частично

или полностью

извлекают .

Ш и р и н у камеры выбирают так, чтобы обеспечить на

требуемый

период

времени

надежное поддержание

к р о в л и с

помощью между ­

камерных целиков .

 

 

 

 

Камерные и камерно-столбовые системы широко

распространены

вугольной промышленности США и Австралии при разработке

 

 

 

 

 

 

 

тонких,

средней

мощности

и

 

 

 

 

 

 

 

мощных

 

пологих

 

пластов .

 

 

 

 

 

 

 

В СССР к а м е р н а я

система

полу ­

 

 

 

 

 

 

 

чила распространение при раз ­

 

 

 

 

 

 

 

работке месторождений горючих

 

 

 

 

 

 

 

сланцев

(Эстония).

Н а

уголь ­

 

 

 

 

 

 

 

ных

ш а х т а х

системы

с

корот­

 

 

 

 

 

 

 

кими забоями применяют в от­

 

 

 

 

 

 

 

дельных

с л у ч а я х .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К а м е р н а я

система

 

разра­

 

 

 

 

 

 

 

ботки. Один из вариантов

этой

 

 

 

 

 

 

 

системы

п р и

разработке

 

пла ­

 

 

 

 

 

 

 

стов средней мощности

приведен

 

 

 

 

 

 

 

на рис. 116. Шахтное

поле

де­

 

 

 

 

 

 

 

лят

на

панели

проведением

 

од­

 

 

 

 

 

 

 

новременно

четырех

 

ш т р е к о в ,

 

 

 

 

 

 

 

с л у ж а щ и х

д л я

транспортиро ­

 

 

 

 

 

 

 

в а н и я

у г л я

и материалов,

 

по­

 

 

 

 

 

 

 

дачи

 

воздуха

и

перемещения

 

 

 

 

 

 

 

людей. Под прямым углом к

 

 

 

 

 

 

 

ним проводят спаренные па­

Р и с . 116. Схема камерной с и с т е м ы

разработки:

нельные

штреки .

 

 

 

 

 

 

От

панельных

штреков

 

под

1 — счетверенный

главный

откаточный

 

ш т р е к ;

s —

с д в о е н н ы й п а н е л ь н ы й

штрек; з

•—

некоторым

углом

д л я

обеспе­

 

камеры; 4 —

г р у п п а

камер

 

 

 

 

 

 

 

 

чения

разворота

забойных

 

ма­

ш и н

проводят

камеры .

П а н е л и

отрабатывают

от

г р а н и ц

 

шахтного

п о л я

к

главному

транспортному

штреку .

 

К а м е р ы

в

панели

проводят группами по пять выработок в каждой группе и сбивают

между

собой

сбойками

д л я вентиляции, прохода людей

в со­

седние

камеры

и д л я

переброски выемочных

и

погрузочных

машин из одной

камеры

в другую .

Ш и р и н а

междукамерных

цели­

ков обычно меньше ш и р и н ы камеры .

К а ж д а я

группа

из

п я т и

к а м е р

отделяется от соседней целиком большей ширины . Этот целик не

прорезают сбойками. Ш и р и н а штреков 3—4

м, ширина

камер

5—

6 м, ширина междукамерных целиков около

2 м, длина

камер

50—

90 м.

 

 

 

К а м е р ы крепят в основном штанговой крепью или рамами из

деревянных

стоек

и

металлических

в е р х н я к о в .

 

Можно

выделить

две основные

технологические

схемы выемки

у г л я в коротких

очистных забоях . П р и первой схеме

работы ведут

176

 

 

 

 

 

I

с помощью нескольких специализированных машин: врубовых, углепогрузочных и машин д л я бурения шпуров по углю д л я взрыв ­ ных работ и по породе д л я штанговой крепи. Эти машины переме­ щаются на гусеничном и л и шинном ходу и могут обслуживать по­ очередно забои нескольких камер.

Более совершенным направлением механизации очистных работ в камерах я в л я е т с я применение добычных комбайнов, осуществля­

ющих

выемку у г л я

фронтально

— в лоб

забоя. В комплексе

с

ком­

байном работают две само­

 

 

 

 

 

 

 

ходные вагонетки на

шинном

 

 

 

 

 

 

 

ходу .

Одна из вагонеток,

ра­

 

 

 

 

 

 

 

с п о л о ж е н н а я

позади

ком­

 

 

 

 

 

 

 

байна,

 

служит

в

 

качестве

 

 

 

 

 

 

 

перегрузочного

б у н к е р а , в т о ­

 

 

 

 

 

 

 

р а я

— д л я

транспортирова ­

 

 

 

 

 

 

 

ния

у г л я до ленточного кон­

 

 

 

 

 

 

 

вейера, установленного в па­

 

 

 

 

 

 

 

нельном

штреке . Ленточный

 

 

 

 

 

 

 

конвейер

доставляет

 

у г о л ь

 

 

 

 

 

 

 

до

одного

из главных

транс­

 

 

 

 

 

 

 

портных штреков . Здесь уголь

 

 

 

 

 

 

 

п е р е г р у ж а е т с я

в

вагонетки

 

 

 

 

 

 

 

и

транспортируется

магист­

 

 

 

 

 

 

 

р а л ь н ы м и электровозами до

 

 

 

 

 

 

 

околоствольного двора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В некоторых с л у ч а я х ком­

 

 

 

 

 

 

 

байн работает в комплексе с

 

 

 

 

 

 

 

телескопическим

ленточным

 

 

 

 

 

 

 

конвейером.

 

 

 

 

 

Р и с .

117.

Схема

камерно - столбовой системы

 

П р и

благоприятных

усло ­

 

 

 

разработки:

 

 

 

1 — камеры;

2

— столбы; з — главный

откаточ­

виях

сменная

добыча

у г л я

ный

штрек;

4

— главный вентиляционный

штрек

из

 

камеры

достигает

250

т

 

 

 

 

 

 

 

при

подвигании

забоя

камеры

на

20 м,

производительность

труда

рабочего

по забою составляет 46 т в смену.

 

 

 

 

Камерные системы х а р а к т е р и з у ю т с я значительными потерями

полезного

ископаемого

в

межкамерных

 

целиках .

 

 

 

 

П р и камерно-столбовой системе разработки добычные работы ве­

дут в два этапа (рис.

117). Н а

первом

этапе

проводят камеры, на

втором — извлекают

междукамерные^ целики,

я в л я ю щ и е с я ,

по

су­

ществу, столбами. Поэтому она я в л я е т с я комбинированной системой разработки .

Потери у г л я при этой системе, так ж е к а к и п р и камерной, до­ вольно значительны .

§5. ОСОБЕННОСТИ СИСТЕМ РАЗРАБОТКИ М О Щ Н Ы Х ПЛАСТОВ

Кмощным относятся пласты толщиной 3,5 м и более. Выемку

мощных пластов

можно

производить

сразу на полную

мощность

без разделения

пласта

на слои и с

разделением пласта

на слои.

12 З а к а з 187

177

Р а з д е л е н ие мощного пласта на слои производят д л я создания в ка­ ждом слое условий, аналогичных условиям работы на пластах сред­

ней мощности. Поэтому толщина слоев принимается

равной

2,5—

3,5

м.

 

 

 

 

 

 

 

Деление мощного пласта на слои производят плоскостями,

раз ­

личным образом ориентированными по отношению к

пласту.

Р а з ­

личают деление

мощного пласта

на наклонные

слои —

плоскостями,

п а р а л л е л ь н ы м и

плоскостям

напластования,

на

горизонтальные

слои

— горизонтальными плоскостями, на поперечно-наклонные

слои—

плоскостями, наклоненными

к

горизонту под

углом

30—35°.

 

 

 

 

7

 

 

 

Кгранице быемочнаго поля

t

к промежуточному

».

к5ершшгу

 

Р и с .

118. В а р и а н т

с и с т е м ы

разработки

м о щ н о г о

крутого пласта д л и н н ы м и

с т о л б а м и

 

 

 

 

 

 

по п р о с т и р а н и ю

 

 

 

1 —

г р у п п о в о й ш т р е к ; 2

—

в е н т и л я ц и о н н ы й штрек; 3

— п о д э т а ж н ы й

штрек

с п р о с е к а м и ; 4 —

 

л ю д с к и е

х о д к и ;

5 —

скаты;

в —

в е н т и л я ц и о н н ы й к в е р ш л а г ; 7 —

ш у р ф

 

 

Выемку

слоев

ведут

последовательно, начиная

с верхнего в на­

п р а в л е н и и

сверху

 

вниз — в

нисходящем

порядке

или

в обратном

н а п р а в л е н и и — в

восходящем

порядке.

Р а з р а б о т к у

мощных

пластов

с полной з а к л а д к о й выработанного пространства можно осуществлять к а к в нисходящем, так и в восходящем порядке . П р и разработке с обрушением пород кровли слои отрабатывают в нисходящем по­ рядке .

В СССР мощные пласты разрабатывают в К у з н е ц к о м ,

Ч е л я б и н ­

ском и К а р а г а н д и н с к о м бассейнах, на месторождениях

К а в к а з а

и Средней Азии, а т а к ж е на ряде месторождений Восточной Сибири.

Система

разработки

длинными

столбами

по простиранию.

Эту

систему

без

разделения

пласта на

слои

применяют при

разработке

к р у т ы х ,

н а к л о н н ы х и

пологих

пластов

мощностью

3,5—4

м.

В а р и а н т системы разработки крутых пластов длинными столбами

по простиранию с обрушением боковых пород, применяемый в

К у з ­

нецком бассейне на верхних горизонтах

ш а х т , приведен на рис.

118.

178

Смотрите также файлы