Способы проведения горных выработок, условия и перспективы их применения.

1. Типы и конструкции крепей наклонных выработок

Крепь наклонных выработок возводят из тех же материалов, что и крепь горизонтальных выработок. Деревянная крепь: применяют при сроке службы до 2-3 лет и умеренном горном давлении.

При углах наклонов до 200 выработки крепят трапециевидными, а при больших углах наклона - прямоугольными рамами. Рамы устанавливают в плоскости, перпендикулярной к продольной оси выработки. Если породы склонны к сползанию, то рамы устанавливают с наклоном 5-100 в сторону, противоположную направлению сдвижения пород. Соединение элементов крепи осуществляют в основном в лапу, реже в паз. Крепь должна быть тщательно расклинена. Устойчивость крепи обеспечивается применением распорок и опорных рам. В выработках с углом наклона до 200 распорки 1 ставят между соседними рамами у кровли, а при углах наклона 20-300 - у кровли и почвы выработки. Нижние концы стоек устанавливаются в луки.

Выработки с углом наклона 30-450 крепят полными крепежными рамами. Между верхняками и лежнями соседних рам устанавливают распорки 1. Выработки с углом наклона более 450 крепят венцовой крепью на стойках 1 с возведением через каждые 4 - 8 м опорных венцов или опорных рам 2. Концы верхняков и лежней опорных рам заводят в боковые породы на глубину 0,5 - 0,7 м. Затем устанавливают обычные рамы 3. В слабых породах или по углю применяют сплошную венцовую крепь.

Металлические податливые крепи из спецпрофиля СВП применяют при сроке службы более 3-х лет и угле наклона до 300. При большем угле наклона и всестороннем горном давлении применяют кольцевую податливую крепь. Устойчивость металлическим аркам придают с помощью соединительных планок, распорок по периметру выработки и тщательной расклинки.

Наиболее распространенной крепью крутонаклонных и вертикальных выработок является монолитная или тюбинговая железобетонная крепь. При углах наклона до 150 используют сводчатую крепь с вертикальными стенками. При углах наклона 15-450 фундаментам крепи придают уступную форму, чтобы препятствовать сползанию крепи. При углах наклона 45- 750 применяют крепь с обратным сводом, а при углах более 750 крепят замкнутой крепью круглого сечения с устройством опорных венцов через 10 - 20м.

Область применения анкерных крепей практически неограниченна, но их рекомендуют применять при углах наклона до 250. Анкерная крепь может применяться для крепления опорных венцов в крутонаклонных или вертикальных выработках.

2. Технология проведения бремсбергов

Бремсберги: капитальные, панельные и участковые. Срок службы капитальных бремсбергов соответствует сроку службы отработки поля, а участковых - 2-3 года. Форма поперечного сечения трапециевидная или арочная. Крепят металлической, деревянной или анкерной крепью - в зависимости от срока службы. В шахтах III категории и сверхкатегорных бремсберги проводят сверху вниз. Как правило, проводят сразу 2-3 бремсберга, между которыми оставляют целики угля шириной 20-40м. Периодически бремсберги сбивают между собой - для улучшения проветривания и передачи грузов из одной выработки в другую. Проветривание каждой выработки осуществляется отдельными вентиляторами местного проветривания, устанавливаемыми на откаточном штреке.

При мощности пласта более двух метров бремсберги проводят без подрывки боковых пород, а при меньшей мощности - с подрывкой. А так же узким и широким забоем. Узким забоем проводят выработки по пластам мощностью менее 1м, т.е. проводят раскоску, в которую укладывают породу. При буровзрывной технологии погрузку горной массы осуществляют погрузочными машинами типа ПНБ (до 80) или скреперными установками.

Доставка материалов и оборудования производится рельсовым, канатным транспортом, а так же монорельсовыми или напочвенными дорогами. На шахтах опасных по газу и пыли III категории и выше проведение выработок снизу вверх производят отбойными молотками или с применением ВВ VI класса. Проведение выработок с углом наклона до 450 возможно при помощи гидромеханизации (гидромониторы).

Проходческие комбайны применяют при углах удерживающих и распорных механизмов область применения комбайнов расширяется. Комбайн ГПКСН может применяться для проведения выработок снизу вверх под углом до 200. Нарезной комбайновый комплекс КН - до 350. А комбайны распорно - шагающего типа - до 700.

3. Технология проведения восстающих выработок буровзрывным способом

Технология проведения восстающих выработок распорно-шагающими комбайнами.

Комбайны распорно-шагающего типа предназначены для проведения восстающих выработок с углом наклона 30 - 700. Для обеспечения безопасности труда при проведении выработок комбайн снабжен раздвижным верхняком 15 с подпорным домкратным козырьком 16, гибким ограждением 2 поверхности забоя, на распорной раме установлен предохранительный полок, перекрывающий поперечное сечение выработки и препятствующий попаданию кусков горной массы.

При работе комбайна сначала выдвигается передняя секция крепи, затем гидродомкратами 6 боковых секций и гидроцилиндрами 5 выдвигается средняя секция, для чего с ее гидростоек снимается распор. Выдвинутая вперед средняя секция распирается, и начинается отбойка угля исполнительным органом; затем подтягиваются поочередно боковые секции, и возводится постоянная крепь - деревянная, металлическая или анкерная. После возведения крепи подтягивается опоропредохранительное устройство - распорная рама 14, - которое затем раскрепляется, после чего цикл повторяется. Комбайн снабжен размещенным в закрепленной части выработки и связанным гидродомкратами с его корпусом саморасклинивающимися распорно - шарнирным трехзвенником, выполненным в виде гидростоек, с которыми силовыми цилиндрами связаны тяги, имеющие внизу подставки с лыжами, а вверху - стопорные предохранительные вилки, взаимодействующие с крепью выработки.

4. Технология проведения уклонов

Уклоны в основном проводят сверху вниз, так как они предназначены для подготовки нижележащих горизонтов, на которых еще не ведутся горные работы. При буровзрывной технологии бурение шпуров производится ручными электросверлами, пневмосверлами, перфораторами, электрогидробурами и бурильными установками. Проветривание осуществляется вентиляторами местного проветривания. Для погрузки горной массы в вагонетки, скипы или на конвейер применяют погрузочные машины 1ПНБ - 2, 2ПНБ-2 (до 80); 1ПНБ-2У, 2ПНБ-2У, ППМ-4У (до 180); ППН-7 (до250); ППБ-1 (18-450), машинами с боковой разгрузкой ковша типа МПК-3. При углах наклона более 80 машины оборудуются специальными приспособлениями, обеспечивающими их спуск и подъем. Область применения скреперных установок по углу наклона практически неограниченна, но желательно их применять до 350.

Для механизации проведения двухпутных наклонных выработок арочной формы с углом наклона до 350 и площадью сечения в проходке 15 - 26м2 по породам с крепостью до12 буровзрывным способом применяется комплекс «Сибирь- 2М», который состоит из двух погрузочных машин с боковой погрузкой, двух бурильных машин, перегружателя и крепеукладчика.

5. Технология проведения скатов сверху вниз

Скаты проводят при углах залегания пластов более 300 для спуска угля и породы под действием своего веса, с подрывкой пород и без подрывки. Форма поперечного сечения - прямоугольная, трапециевидная, круглая. Скаты в основном проводят снизу вверх, так как при этом отпадает необходимость погрузки угля и породы и водоотлива. На пластах опасных по газу метану эту схему можно применять только с предварительно пробуренной по углю на полную длину выработки скважиной диаметром 400 - 800 мм. Скважина обеспечивает проветривание забоя за счет общешахтной вентиляции. При применении ВВ VI класса можно проводить без скважины. Расширение скважины до проектного сечения осуществляют сверху вниз, или снизу вверх с помощью отбойных молотков или буровзрывных работ. Для механизации работ применяют бурильные установки, буросбоечные машины, нарезные машины, нарезные комбайны и комбайны распорно - шагающего типа. Скаты крепят деревянными рамами, венцовой сплошной крепью, а также металлической и анкерной.

Одновременно площадь сечения ската делят на два - три отделения, из которых одно - два (грузовые) служат для спуска угля и породы, а одно - ходовое - для прохода людей, ремонта ската и пр. Ходовое отделение от углеспускного отшивают досками, оставляя через каждые 5м смотровые окна, закрываемые задвижками, для пропуска застрявшего угля и породы. Ходовые отделения оборудуют трапами, лестницами и предохранительными полками с лядами. Крепежные материалы в забой ската доставляют волокушами (скипами) по грузовому отделению с помощью лебедки с одноконцевым канатом.

6. Проведение печей

По назначению печи разделяют на разрезные, транспортные, вентиляционные и др. проводят печи по пласту угля без подрывки боковых пород. Печи проводят и крепят аналогично скатам. Печи для спуска угля при щитовой выемке проводят круглой формы буровыми машинами, а крепят тюбингами из углепласта. Буровые установки, БГА4, Б68КП БГА2М, буровая машина «Стрела 77».

Автоматизированный проходческий комплекс включает комбайн КПВМ, энергопоезд, устройство для монтажа и запуска комбайна, пульт управления и другое оборудование.

Предназначен для проведения восстающих выработок по породам средней крепости и крепким.В зависимости от крепости пород комбайн может оснащаться резцовым или шарошечным исполнительным органом. Управление комбайном - дистанционное в ручном или автоматизированном режиме. Диаметр восстающей выработки - 1,4м; 1.7м. Длина восстающей выработки, - не более 150м. Угол наклона восстающей выработки - 600-900.

Сейчас в России, вместо ранее выпускавшихся заводами СССР для нужд угольной промышленности, других горно-добывающих отраслей и подземного строительства шести моделей комбайнов весом от 12 до 80 т, на потоке единственный массовый комбайн 1ГПКС (масса 24 т) (рис. 1) и ставится на промышленное производство базовая модель комбайна среднего класса КП-25 (масса 52 т) (рис. 2) и комбайн КП-21.

В то же время подготовленные к производству четыре типа новых современных комбайнов - КП-15 (масса 15 т), КП-20Б (масса 28 т), КП-25Н для проходки уклонов и модели с оборудованием для механизации анкерования - КП-25А (масса 58 т), а также проходческо-добычной комбайн ПДКА по типу комбайна фирмы «Джой» (масса 65 т) - не освоены производством из-за отсутствия господдержки по финансированию. Машиностроительный завод по выпуску комбайнов среднего класса (масса 40 т) и тяжелых проходческих комбайнов типа 4ПП-2М и 4ПП-5 (масса 45-80 т) остался на Украине, где было организовано производство новых проходческих комбайнов П-110, П-220, КСП-32. Отсутствие отечественных проходческих комбайнов во всем диапазоне мощности и массы (от 8-10 до 80-100 т.) было восполнено импортом комбайнов западных зарубежных фирм и производства машиностроительных заводов Украины.

Среди проблем, стоящих перед угольной промышленностью Украины и напрямую влияющих на динамику добычи угля, наиболее острой остается ускорение темпов проведения подготовительных выработок. Без ее решения невозможно обеспечить своевременную подготовку фронта очистных работ. Эта же проблема не менее актуальна и для других угледобывающих стран СНГ.

За последние три года в Украине показатели объемов проведения всех выработок не только стабилизировались (на уровне 685-695 км в год, в том числе вскрывающие и подготавливающие - 535-545 километров), но даже наметился их некоторый рост. Хотя, по сравнению с 1998 годом, годовой объем проведения всех выработок сократился в 1,45 раза, а вскрывающих и подготавливающих - в 1,38 раза. В то же время объемы проведения выработок проходческими комбайнами выросли с 231 км в 2004 г. до 256 км в2007 г. Начиная с середины 90-х годов уровень проведения выработок проходческими комбайнами постоянно повышался, увеличившись с 31,1% в 1999 году до 45,5% в 2008 году. Положительная тенденция увеличения объемов проведения выработок проходческими комбайнами должна сохраниться, составив к 2010 году 340-350 км (53-55% от общего объема).

Сохранится и наметившийся с 2001 года стабильный рост средних скоростей проведения выработок всеми типами комбайнов (к 2006 году достигнув 105-110 м/месяц). Будет продолжаться процесс вытеснения комбайнов легкого типа (1ГПКС, КСП21, КСП22) комбайнами среднего и тяжелого типов (П110, П220, КСП32, КСП42, КПД, КПУ), удельный вес которых в общем парке проходческих комбайнов к 2005 году достигнет 65-70%.

Необходимо отметить, что за последние 6 лет в Украине наметились определенные сдвиги в области создания проходческих комбайнов. Парк действующих машин пополнился новыми моделями: П110 и П220 производства ЗАО «Новокраматорский машиностроительный завод» и КСП21, КСП22, КСП32, КСП42 (модернизированные варианты проходческих комбайнов 1ГПКС, 4ПП2М, 4ПП5) производства ОАО «Ясиноватский машиностроительный завод». Однако технический уровень новых и, тем более, модернизированных комбайнов существенно отстает от современных требований, особенно в части таких показателей, как гарантийный ресурс разрушенной породы, расчетный ресурс основных узлов (так у комбайнов ЗАО «Новокраматорский машзавод» эти показатели - 18 тыс. м3 и 10000 часов, у комбайнов ОАО «Ясиноватский машиностроительный завод» - 16 тыс. м3 и 5000 цикла.часов, а необходимо как минимум 24-26 тыс. м3 и 20000 часов, соответственно), эксплуатационная надежность, ремонтопригодность, расширение функциональных возможностей, обеспечение требований безопасности и промышленной санитарии (прежде всего по фактору запыленности), возможность комплексного решения всех вопросов проходческого

Первый шаг в создании «Донгипроуглемашем» новых проходческих комбайнов П110 и П220 подтвердил правильность стратегического направления по созданию в Украине проходческой техники, соответствующей мировому уровню, позволяющей резко увеличить темпы проведения выработок. Проходческие комбайны П110 и П220, доля которых в 2005 году в общем парке составляла всего лишь 8,6%, обеспечивали в течение 5 лет средние скорости проведения выработок в 1,6-1,8 раза выше, чем в среднем по отрасли, чем во многом определили наметившийся с 1999 года общий рост скорости проведения выработок всеми типами комбайнов.

Для решения поставленных задач «Донгипроуглемаш» считает необходимым в кратчайшие сроки насытить рынок конкурентоспособными не только на внутреннем, но и на мировом рынке моделями проходческих комбайнов и комплексов на их основе; т. е. оборудованием, с помощью которого удалось бы обеспечить существенное повышение безопасности и улучшение условий труда проходчиков, резкое сокращение сроков и повышение качества подготовки

Основные базовые модели создаваемых специалистами «Донгипроуглемаша» комбайнов это:

· проходческий комбайн среднего класса КПД;

· проходческий комбайн тяжелого класса КПУ;

· проходческий комплекс для проведения выработок с анкерной крепью КПА.

Комбайны и комплексы будут оснащаться системами пылеотсоса и высоконапорного орошения, средствами механизации возведения арочных и анкерных крепей, системами диагностики.

Первым представителем типоразмерного ряда комбайнов является комбайн среднего класса КПД.

Проходческий комбайн КПД (табл. 1) предназначен для механизации отбойки и погрузки горной массы при проведении выработок арочной, трапециевидной и прямоугольной форм сечением от 7 до 20 м2 в проходке с углом наклона 12° по углю и смешанному забою с максимальным пределом прочности пород при одноосном сжатии дсж 100 МПа (f =7) и абразивностью до 15 мг в шахтах, опасных по газу и пыли (при этом содержание пород с дсж=100 МПа должно быть не более 15% площади забоя при суммарной присечке пород не более 75%).

7. Перспективы анкерного крепления выработок

Одним из условий эффективной и безопасной работы при проведении подготовительных выработок на шахтах Украины является обеспечение их устойчивости при минимальном расходе крепящих материалов. Крепи, выполненные из тяжелых профилей специального проката (арочная крепь), в условиях значительного напряженного состояния горного массива не обеспечивают необходимой устойчивости и безремонтного поддержания выработок. Их возведение является плохо поддающимся механизации трудоемким процессом. Материалоемкость крепей снижает технико-экономические показатели проходки и, в значительной степени, сдерживает темпы проведения выработок.

За последние годы все большее распространение в угольной и горно-рудной промышленности получает анкерная крепь, повышающая устойчивость горных выработок и позволяющая увеличить темпы ведения подготовительных работ при экономии средств на их поддержание.

Применение анкерной крепи на шахтах стран с развитой угледобывающей промышленностью позволило в 5-10 раз уменьшить расход металлопроката, бетона, леса; в 3-5 раз повысить производительность работ при креплении выработок; в 2-3 раза повысить темпы проходки; вдвое сократить затраты на крепление и поддержание крепи в рабочем состоянии во время эксплуатации. Химическое анкерование позволяет пересмотреть технологию очистных работ и перейти от цикличной выемки угля в длинных комбайновых забоях к практически непрерывной, поточной добыче и тем самым снизить трудоемкость очистных работ на 25-35%.

Первый в Украине опыт применения химического анкерования при проведении выработок накоплен шахтами «Россия», «Павлоградская», «Красноармейская-Западная №1». На примере этих шахт была подтверждена эффективность химического анкерования в условиях украинских шахт.

Вместе с тем применение ручных колонковых установок в качестве основного средства для возведения анкерной крепи не позволило достичь высоких показателей проходки (5-12 м/сутки), характерных для забоев зарубежных шахт. Средние темпы составили 2,5-3 м/сутки при 10-12 устанавливаемых анкерах на 1 м выработки (из них 4-6 анкеров в бока).

Для существенного снижения трудоемкости возведения анкерной крепи, обеспечения устойчивых темпов проходки 600-800 м/месяц «Донгипроуглемашем» создается базовая модель проходческого комплекса КПА. Проходческий анкеровальный комплекс КПА (табл. 3) предназначен для механизации отбойки и погрузки горной массы при проведении горизонтальных и наклонных до 120 выработок с плоской кровлей, сечением от 13,5 до 21 м2 в проходке по углю и смешанному забою с максимальным пределом прочности пород до дсж=70 МПа (f =5), со средствами возведения анкерного крепления в шахтах, опасных по газу и пыли.

8. Поддержание горных выработок

Общий объем поддерживаемых в эксплуатации горных выработок в Украине составляет 20 тыс. км. В этих условиях особенно важно поднять уровень механизации поддержания и ремонта подготовительных выработок.

Разработанные институтом «Донгипроуглемаш» профилеподдирочные машины с резцовым и ковшовым исполнительными органами для подрывки почвы крепостью до дсж=80 Мпа (f =6 ед. по шкале проф. Протодьяконова), не уступая по технико-экономическим показателям зарубежным аналогам, а по параметрам крепости подрываемых пород, производительности и возможности погрузки в транспортные средства превосходят их, обеспечивают резкое снижение объемов ручного труда за счет механизации наиболее трудоемких операций.

Первый опыт эксплуатации машины МПП на шахте им. Засядько подтвердил правильность выбранного направления по созданию компактной машины, обеспечивающей непрерывную боковую и заднюю погрузку породы с одновременным ее разрушением резцовым исполнительным органом.

На базе машины МПП разработано традиционное исполнение поддирочно-погрузочной машины с ковшовым объемом 0,35м3 с телескопическим исполнительным органом.

Взаимосвязи во времени и пространстве основных и вспомогательных процессов, выполняемых при проведении выработок, и способ механизации работ определяют технологические схемы производства и организации работ. В зависимости от характера их взаимосвязи различают две основные технологические схемы организации работ по проведению выработок: циклично-поточную и цикличную

При циклично-поточной технологии имеет место полное совмещение во времени всех основных производственных процессов и практически непрерывное извлечение горной массы из забоя выработки. К этой схеме можно отнести технологию проведения подготовительных выработок проходческими комбайнами в условиях, когда одновременно с работой комбайна возводят постоянную крепь и выполняют другие процессы.

При цикличной технологии основной процесс непосредственной выемки горной массы осуществляют с перерывами, вызванными необходимостью выполнения других работ, которые практически возможно осуществить только в определенной последовательности с основным процессом. К цикличной технологии относятся все способы проведения выработки с разрушением горной массы буровзрывными работами, а также комбайновый способ проведения выработок с механическим разрушением пород в тех случаях, когда для возведения крепи приходится останавливать работу комбайна.

Проходческий цикл складывается из всех операций, которые выполняют при проведении выработки на определенное расстояние. Обычно это расстояние при буровзрывном способе разрушения пород определяют полезной глубиной шпура -- величиной заходки, а при механическом способе -- комбайновой проходкой на длину коронки или расстояние между рамами крепи.

Длительность проходческого цикла равна суммарной продолжительности всех последовательно выполняемых операций с учетом их частичного совмещения и обычно кратна продолжительности смены.

На выбор технологических схем для проведения горных выработок влияют горно-геологические и производственно-технические условия. К горно-геологическим факторам относят: мощности угольного пласта и пород, по которым проводят выработку, угол падения пласта, крепость угля и вмещающих пород, устойчивость и газоносность, склонность к внезапным выбросам, водообильность и др. Производственно-технические факторы: площадь сечения выработки в свету и вчерне, ее протяженность, срок службы выработки, характер забоя (угольный, смешанный или породный), необходимые скорости проведения, возможные виды доставки извлекаемой горной массы, материалов и оборудования в забой.

Горно-геологические факторы имеют определенное значение при выборе одного из двух распространенных и принципиально различных способов проведения выработок -- комбайнового или буровзрывного и соответствующих этим способам технологических схем. При выборе исходят из современного состояния горной техники с учетом уже выпускаемых и осваиваемых в ближайшие годы серийным производством машин и оборудования. Так, для угольных и углепородных забоев с коэффициентом крепости присекаемых пород/до 6 и при их площади до 70% забоя обычно ориентируются на комбайновый способ проходки и соответствующие технологические схемы. В других условиях, например, в чисто породных забоях с коэффициентом крепости/> 8 пока еще планируют применение технологических схем с буровзрывным способом разрушения пород.

Склонность угля и пород к внезапным выбросам при проведении выработок смешанным забоем предопределяет, в связи с запрещением в этих условиях взрывных работ по углю, применение технологических схем с выбуриванием угольного пласта.

Производственно-технические факторы также имеют важное значение, непосредственно влияя на выбор схем производства работ и оборудования для проведения выработки, принятую интенсивность выполнения операций и степень их совмещения в забое. Так, при малой протяженности выработок целесообразно применение относительно более легких проходческих машин. При большой протяженности выработок наиболее эффективно использование тяжелых видов оборудования и технологических схем, обеспечивающих высокие скорости проведения выработок.

Рассмотрим более подробно влияние основных факторов на выбор технологических схем.

Крепость пород имеет решающее значение для выбора комбай нового или буровзрывного способа проведения выработки и, следовательно, на подбор конкретного оборудования. С учетом крепости пород при комбайновом способе проходки выбирают тип комбайна, а при буровзрывном способе -- тип бурильных, погрузочных и других машин.

Исходя из диапазона изменения крепости пород, встречающихся при подземной разработке угольных месторождений, эффективности различных способов разрушения пород и применяемых видов оборудования, целесообразно выработки по крепости горных пород разделить на следующие группы:

* выработки по углю и углистым сланцам с коэффициентом крепости /до 2, которые проводят без применения буровзрывных работ с использованием проходческих и нарезных угольных комбайнов;

* выработки по углю и смешанному забою с присечкой пород с коэффициентом прочности/до 4, которые проводят без применения буровзрывных работ комбайнами со стреловидным исполнительным органом, оснащенным инструментом для разрушения угля и породы;

* выработки со смешанным забоем и породами с коэффициентом крепости/до 6, которые проводят комбайнами со стреловидными исполнительными органами, оснащенными специальным разрушающим инструментом;

* выработки по породам с коэффициентом крепости/= 7т8, которые можно проводить комбайнами с исполнительным органом бурового или ^комбинированного, ударно-скалывающего действия. Однако до создания и освоения серийного производства таких комбайнов выработки по этим породам проводят с применением буровзрывных работ;

* выработки по породам с коэффициентом крепости /более 8, которые проводят только буровзрывным способом.

При проведении выработок буровзрывным способом для выбора бурового и погрузочного оборудования с учетом крепости пород их целесообразно разделить на две группы.

В породах с коэффициентом крепости / до 8 рекомендуется бурить шпуры бурильными установками с машинами вращательного действия, а взорванную массу грузить погрузочными машинами с исполнительными органами непрерывного действия типа нагребающих лап.

В породах с коэффициентом крепости/более 8 бурение шпуров целесообразно производить бурильными установками с бурильными машинами вращательно-ударного действия, погрузку пород -- машинами периодического действия с ковшовым исполнительным органом.

Крепость и особенно устойчивость пород имеют также определенное влияние на выбор типа крепи и способа крепления выработки. В условиях крепких монолитных или слоистых пород может быть применена в качестве постоянной наиболее дешевая и легко механизируемая анкерная крепь, причем без предварительной установки временной крепи. При проведении выработок как по слабым и легко обрушающим-ся, так и по крепким, нетрещиноватым и склонным к вывалам породам следует применять другие виды постоянной крепи, причем, как правило, оправдано применение временной крепи.

В свою очередь, выбор постоянной и временной крепей и способов их возведения влияет на общую организацию работ по проведению выработки, определяет схему организации работ (циклично-поточную и цикличную), возможную степень совмещения процессов и операций и т.п.

Мощность пласта непосредственно определяет структуру забоя подготовительной выработки -- пройдет выработка по однородным или неоднородным породам. Однако, исходя из задач выбора технологических схем и средств механизации проведения выработок на угольных шахтах, целесообразно по виду забоя разделять выработки не как обычно принято на две группы (с однородными и неоднородными породами), а на три группы: выработки с полностью угольным забоем, выработки со смешанным углепородным забоем, выработки с полностью породным забоем.

В полностью угольных забоях мощность пласта определяет высоту и сечение выработки, а следовательно, и тип необходимых комбайнов (проходческих или нарезных), транспортное и другое оборудование.

В смешанных углепородных забоях от мощности пласта зависят высота присечки (в процентах), целесообразность раздельной выемки угля и породы или сплошной выемки горной массы, а также различные варианты ее выдачи на поверхность.

Угол падения пласта при проведении выработки по пласту фактически является углом продольного или поперечного наклона и поэтому имеет большое значение для выбора способа и средств производства проходческих работ. Угол наклона выработки влияет на выбор способа и средств выемки, погрузки и транспортировки горной массы, способа и средств доставки в выработку крепи, а также способа ее возведения, оборудования водоотлива.

По углу наклона, влияющему на способ и средства погрузки горной массы, подготовительные выработки можно разделить на группы:

* с углом наклона до 3°, где можно применять ковшовые погрузочные машины периодического действия с колесно-рельсовой ходовой частью;

* с углом наклона до 6°, где можно использовать погрузочные машины непрерывного действия на гусеничном ходу с исполнительными органами типа нагребающих лап;

* с углом наклона 6-18°, где эффективно работают ковшовые погрузочные машины на колесно-рельсовом и гусеничном ходу с исполнительным органом типа нагребающих лап, оборудованных специальными предохранительными устройствами для удержания их на уклоне;

* с углом наклона до 25°, где возможно использование погрузочных машин только с колесно-рельсовой ходовой частью на предохранительном канате;

* с углом наклона более 25°, где можно применять погрузочные машины только на колесно-рельсовом ходу на предохранительном канате с исполнительным органом типа грейфера.

С увеличением угла наклона увеличивается слеживаемость взорванных пород, а следовательно, уменьшается эффективность действия таких исполнительных органов, как нагребающие лапы и ковш, что вызывает необходимость применения более активного погрузочного органа.

В соответствии с условиями доставки горной массы, оборудования и материалов подготовительные выработки по углу наклона можно разделить на четыре группы:

* с углом наклона до 3°, в которых может быть применен колесно-рельсовый (вагонетки) с электровозной тягой и конвейерный транспорт горной массы (область применения колесно-рельсового транспорта расширяется в условиях применения канатной откатки);

* с углом наклона до 18° с использованием ленточных и скребковых конвейеров;

* с углом наклона 19-35° при доставке скребковыми конвейерами;

* с углом наклона более 35° с применением наклонных скипов.

По влиянию угла наклона на выбор типа крепи выработки можно разделить на две группы:

* с углом наклона до 25° с креплением неполными или полными рамами;

* с углом наклона более 25° с креплением в виде полной рамы или кольца.

Газоносность и склонность пластов к внезапным выбросам газа, угля и породы являются важнейшими горногеологическими факторами, влияющими на выбор способов проведения выработок, оборудования и технологических схем организации работ.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: