Файл: Технология добычи руды на жильных месторождениях Казахстана..pdf

Сравнительная оценка перекрытий с деревянными не­ сущими элементами длиной до 3,5 м (рис. 35) показывает» что они применяются главным образом при вариантах с узким фронтом очистного забоя и незначительным обнаже­ нием кровли. Под такими перекрытиями выемка широкими забоями (спаренные, строенные заходки, забой — лава) сильно осложнена вследствие частых завалов забойного про­ странства.

Комплект крепи, часто выполненный с применением подхватов или рам, не соответствует режиму развивающе-

124

хося давления обрушенных пород и не позволяет осущест­ вить необходимые операции по управлению кровлей.

Анализ причин обрушений призабойного пространства при выемке широкими забоями под подобными перекры­ тиями показывает, что такие перекрытия, выполненные из накатника, горбыля или однореза длиной 2—3,5 м, тре­ буют жесткой конструкции слоевого крепления, особенно в призабойном участке. Однако создание таких видов крепи нерационально, а применение подхватов или рам еще не обеспечивает необходимых результатов. Практика показа­ ла, что управление кровлей под обрушенными породами при выемке забоями широкого фронта с бесшарнирными пере­ крытиями связано с большими техническими трудно­ стями.

При разработке месторождений, породы которых способ­ ны обрушиться крупными кусками, эти трудности связаны с неравномерностью распределения давления на отдельные элементы крепи, т. е. с возникновением так называемых со­ средоточенных нагрузок. Так, при увеличении давления на один из углов крепи по причине относительной жесткости и связанности подхватов или рам, а также вследствие сла­ бой несущей способности перекрытия или в силу возможно­ го наличия неплотностей соединения перекрытия с элемен­ тами подхвата давление начинает отрицательно сказывать­ ся на соседних узлах крепи и участках очистного простран­ ства, вызывая значительные подвижки элементов перекры­ тия и преждевременное разрушение слоевой крепи. Эти ос­ ложнения вызываются и низкой устойчивостью крепи в при­ забойном участке. Лучшая работоспособность крепи дости­ гается при перекрытиях с удлиненными несущими элемен­ тами 2, 3 (см. рис. 35). Они в сочетании со слоевой крепью обеспечивают статическую прочность, устойчивость, подат­ ливость и относительную независимость восприятия давле­ ния разрушенных пород раздельными (не связанными меж­ ду собой в отдельную систему) узлами крепи по всей площа­ ди обнажения. Эти перекрытия обладают способностью пре­ дохранять призабойное пространство от обрушений на зна­ чительных площадях кровли до возведения поддерживаю­ щей слоевой крепи. Являясь оградительной и несущей час­ тью устойчивого и податливого комплекта крепи, они обес­ печивают восприятие консольных нагрузок в момент обна­ жения прогонов в призабойном участке.

Межслоевое перекрытие с удлиненными несущими про­ гонами впервые применено на Золотушинском руднике при слоевом обрушении с выемкой лавами. Конструкция пе­ рекрытия (см. рис. 35) достаточно проста. Оно состоит из

125

удлиненных прогонов, перекрытых сверху накатником, гор­ былем или металлической сеткой.

Элементы перекрытия не имеют жесткой связи между собой. Перекрытие монтируют на почве отработанного слоя. Прогоны из леса диаметром 18—20 см и длиной 4—4,5 м укладывают торцами друг к другу параллельными рядами в направлении фронта очистного забоя. Расстояние между прогонами для забоя-лавы принималось равным 0 ,8 — 1,0 м.. Во избежание прямой линии по стыкам прогонов и для по­ вышения несущей способности в перекрытии создают зубча­ тый замок, смещая при укладке торцы прогонов в рядах на 1 м. Перед началом укладки перекрытия почву слоя вырав­ нивают и во избежание излома прогонов их углубляют. Стойки устанавливают под прогоны на расстоянии 0,5— 1,0 м от стенки забоя и 1 м между рядами при'выемке ла­ вой и 0,5— 1 м при выемке спаренными заходками.

Плотность соединения узлов крепи достигается прочным соединением стоек с прогонами и установкой расстрелов. Таким образом, при очистной выемке обрушенные породы поддерживаются раздельно-консольным перекрытием и стойками, раскрепленными между собой расстрелами. Тру­ доемкость крепления 1 пог. м заходки при различных пас­ портах крепления на СУБРе дана в таблице 26.

увеличивать уход за цикл, а также объем отбиваемой руды на 30—50%.

Общий эффект от снижения трудоемкости крепления на слое, а также увеличение объема отбиваемой за цикл руды дает увеличение производительности забойного рабочего на

126

Перспективные варианты системы слоевого обрушения с различными конструкциями межслоевых перекрытий

В а р и а н т с л о е в о й в ы е м к и п о д г и б к и м м е ­ т а л л и ч е с к и м п е р е к р ы т и е м . Попыткой увеличения надежности межслоевого перекрытия является вариант слое­ вой выемки под гибким металлическим перекрытием, раз­ работанный на основе опыта угольных шахт институтом «Унипромедь» и впервые испытанный на СУБРе. Расчеты

Рис. 36. Конструкции гибкого металлического перекрытия.: 1 — проволочная плетеная сетка; 2—металлическая лента.

показывают, что производительность труда забойного рабо­ чего при разработке рудного тела мощностью 8 ж составля­ ет около 6,5 жг1смену. Себестоимость при этом начиная с мощности 6 м до мощности 12— 13 ж может быть снижена в 2 раза по сравнению с обычным вариантом слоевого обру­ шения [34]. Потери руды сводятся до минимума. Устройст­ во гибкого металлического перекрытия показано на рисун­

ке 36.

В а р и а н т ы с л о е в о й в ы е м к и п о д г и б к и м м е т а л л и ч е с к и м п е р е к р ы т и е м б е з д о п о л н и ­ т е л ь н о г о к р е п л е н и я с т о й к а м и и д в е р н ы м и о к л а д а м и . В 1959 г. на СУБРе была испытана система послойной выемки под гибким металлическим перекрытием траншеями. Очистная выемка начинается с выемки мон­ тажного слоя заходками. Крепление заходок производится вразбежку через 5—10 см. На почве отработанных заходок монтируется перекрытие конструкции КузНИУИ (рис. 36).

127

Особенностью этого варианта является последующая выемка горизонтальными слоями под перекрытием без креп­

Траншеи под щитами проводятся независимо друг от друга, что позволяет иметь в работе несколько забоев. Параметры очистных выработок представлены на рисунке 37. Перед погашением межтраншейных целиков к стойкам крепи при­ биваются доски или металлические ленты и при посадке пе­ рекрытия вырывают только верхние части стоек, нижние опускают вслед за щитами.

Под висячим боком по мере опускания работ монтиру­ ется дополнительный щит таким образом, чтобы после по­

128

садки слоя он находился на одном уровне с остальными щитами. Для этого на каждом слое проводится слоевой штрек и из него выбирают клин руды под висячий бок.

Отработка следующего слоя начинается с проходки орта и слоевого штрека под висячим боком.

По расчетам института «Унипромедь», производитель­ ность труда забойного рабочего в целом по системе достига­ ет 6 —7 мг/смену, себестоимость снизится на 15— 25% [24].

М е т а л л и ч е с к а я щ и т о в а я к р е п ь д л я о т ­ р а б о т к и г о р и з о н т а л ь н ы х и п о л о г о п а д а ю ­ щ и х с л о е в у г о л ь н о г о плас т а . В бассейне «Валь Жиу» в Румынии разработка мощного пласта производится горизонтальными слоями с обрушением кровли.

Ш Ш Ш Ш

Рис. 38. Выемка угля под щитом горизонтальными слоями.

Крепь состоит из отдельных секций шириной 0,7 жи вы­ сотой до 3,5 м, не соединенных друг с другом. Секция вклю­ чает лыжу 1 (рис. 38), на которой смонтированы две кли­ новые стойки 2 и 8, шарнирная стенка 4, 5. Лыжа и стенка выполнены из металлических балок; стенка, кроме этого, покрыта листовым железом. Щит устанавливается и про­ двигается по деревянному настилу предварительной крепи. Для облегчения передвижки секций, осуществляемой вруч­ ную, пользуются специальным рычажным устройством. Сек­ ции располагают относительно друг друга на расстоянии 30 см, что позволяет устанавливать между ними деревян­

ную крепь, обеспечивающую поддержание кровли слоя в момент передвижки секций.

Отбойка угля осуществляется с помощью ВВ или отбой­ ными молотками. Стенка 5 перед передвижкой с помощью шарнирного устройства легко освобождается от нагрузки. После установки на новом месте стенка поднимается дом­ кратом и стойка расклинивается.

С применением щитовой крепи очистной забой длиной 26 м продвигался в сутки на 1,5— 2,0 м, производитель­ ность забоя составила 190 т/сутки, а рабочего — более 4 т на выход. Расход круглого леса сократился с 19—20 до 10— 12 м3 и пиленого леса с 21 до 19 мг на 100 тугля [17].

Щ и т о в а я в ы е м к а на З о л о т у ш и н с к о м р у д ­ н и к е. В целях сокращения расхода леса, а также для повы­ шения производительности труда за счет уменьшения объе­ ма крепежных работ был предложен способ отработки Зо­ лотушинского месторождения нисходящими слоями под щи­ товым перекрытием с управлением «волной» [8 ].

Рудное тело в блоке имело угол залегания 30—40° и го­ ризонтальную мощность от 14,5 до 30 м. Породы висячего бока представлены кварцевыми порфирами средней устой­ чивости с коэффициентом крепости 17, имеющими склон­ ность к обрушению в виде глыбовых отдельностей и круп­ ных блоков. Выемка под щитом испытывалась в блоке дли­ ной 14 м и высотой 19 м. Монтажный слой отрабатывался слоевыми заходками от лежачего бока к висячему. Щит монтировался из составного полубруса длиной 2—4 м и диа­

ром 31 мм, нижний — 22 мм. Щит монтировался из трех рядов бревен по толщине. Между первым и вторым слоями накатника укладывались полосы из отрезков швеллера № 24 длиной по 4 м. Связь накатника с канатно-швеллер­ ным поясом осуществлялась при помощи шпилек на наклад­ ках, проходящих между каждым вертикальным рядом на­ катника.

Заходки, в которых монтировали щит, вначале крепят подхватами или временными стойками. Затем вырубают стойки щита со стороны подхватов и укладывают 2 —3 ряда накатника, после чего стойки устанавливают уже под верхняки на накатник щита. Затраты труда на выемку монтаж­ ного слоя составили около 140 чел-смен.

Слой нарезался спаренным ортом, из которого была пройдена отрезная заходка шириной 3—4 м. Вдоль торца

130