Главная | Обратная связь

Принципи проектування високопродуктивних комбінованих систем розробки.

Одним з основних вимог, що пред'являються до систем розробки, є забезпечення високих і сталих навантаження на очисний вибій. Сучасні серійно випускаються механізовані комплекси можуть забезпечувати досить високе навантаження на лаву (1000-5500 т / доб.), однак на досить газоносних пластах вона обмежується умовами провітрювання. На глибоких шахтах, що розробляють вельми газоносні пласти, високе навантаження (1000 т / добу. І більше) у ряді ви-падків не може бути забезпечена ні при стовпової, ні при суцільній системах розробки.

На вибір систем розробки, що забезпечує високу навантаження на лаву, впливає велика кіль-кість чинників, найважливішими з яких є схема провітрювання виїмкової дільниці і кількість метану, що надходить у його вироблення за дже-релами виділення: з оголеної поверхні пласта, з відбитого вугілля (як у самій лаві, так і при його транспортуванні у виробках ділянки), з виробленого простору ( обвалювається порід покрівлі, підроблених і надработанних пластів і супутників).

Зі збільшенням навантаження на лаву зростає абсолютна газовиділення (м³/хв) і в очисну вироблення і на ділянці в цілому. Для його розрідження до допустимих ПБ норм (до 1% у вихід-ному струмені ділянки) необхідно подавати певну кількість свіжого повітря. Однак гранично допустима швидкість його руху в привибійному просторі (не більше 4 або 6 м / с) і невелика площа поперечного перерізу вибою можуть істотно обмежувати подачу повітря в лаву, тобто в конкретних гірничо-геологічних і гірничо-технічних умовах навантаження на очисний вибій не може перевищувати максимально допустимої нагрузка на очистной вибой не может превышать максимально допустимой по газовому чинику. В то же время абсолютнє газовиделення в лаву во многом зависит и от применяємих систем розробки и обусловленної ею схеми проветривання участка. Следовательно, зная закономерности газовиделення на участке, можно керування им путем применення соответствующих схем проветриванння и систем разробки и тем самым повишать навантаження на очисной вибой по газовому фактору.

з)

г)

и)

д)

а)

б)

в)

е)

ж)

Малюнок 5. 7 - Схеми провітрювання виїмкових дільниць при різних системах розробки

На малюнку 5.7 представлені основні варіанти існуючих схем провітрювання виїмкових діль-ниць при різних варіантах систем розробки.

Для кількісної оцінки впливу схеми провітрювання, а, таким чительно, і системи розробки, на величину добового навантаження на лаву виконаний її розрахунок для кожної з наведених схем за галузевою методикою ('Керівництву з проектування вентиляції вугільних шахт') стосовно до одних і тих же досить складним за газовим фактором геологічним і технологічним умовам. Він показав наступні результати: для схеми а - 270; б - 284; в - 284 - 873; г, д - 240; е - 284; ж - 270; ж - 1170; і - 1500 т / добу. Як видно, для всіх схем провітрювання, за винятком у, з, и, отримані низькі показники навантаження на лаву, що пояснюється следують причинами.

При стовпової системи розробки з зворотноточним схемою провітрювання (схема а) весь ви-діляється на ділянці у вироблений простір газ виноситься витоками повітря у верхню частину лави в вихідну струмінь і для його розрід-ження до допустимих меж (≤ 1%) необхідно майже все повітря подавати через лаву, що можливо лише в обмеженій кількості. Цим і пояснюється низька навантаження на лаву (270 т / доб.) По газовому чинику і тому застосування стовпової системи розробки на газоносних пластах небажано. Не виключається тут і скупчення газу в глухому куті погашається вентиляційної виробки.

При суцільній системі розробки (схема б) весь газ, що виділяється на ділянці, надходить на вентиляційний штрек, однак, у зв'язку з більшим, ніж у схемі а, значенням витоків повітря через вироблений простір, навантаження на лаву збільшується на 17% у порівнянні зі стовпової і становить 284 т / добу.

Збільшення навантаження можна досягти, якщо на вентиляційний штрек подавати додаткову кількість повітря по колишньому відкатувальному штреку відпрацьованого поверху (ярусу) і вентиляційним збійка (схема в). При цьому вона змінюється у великих межах (від 284 до 873 т / добу) в залежності від розташування вентиляційної збійки щодо вибою лави. При відстані 50-60 м і більше практично весь метан з виробленого простору витоками повітря виноситься на вентиляційний штрек до вентиляційної збійки і на цій ділянці має місце висока його концент-рація. Максимальне навантаження на вибій при цьому така ж, як і при суцільній системі розробки (схема б). При відставанні вентиляційної збійки в 10-25 м більша частина метану, що виноситься на вентиляційний штрек, буде розріджуватися подсвежающей струменем повітря, в результаті чого навантаження на лаву зростає до 873 т / добу.

Однак найбільше зростання навантаження на лаву по газовому чинику дають комбіновані системи розробки з прямоточною схемою провітрювання і підсві-женням вихідного струменя (схеми з і і), які відповідно в 4,2 і 5,6 більше, ніж при стовпової системи розробки. Це пояс-нюється тим, що весь виділяється у виробленому просторі газ не потрапляє в лаву, а виходить на вентиляційний штрек, де розбавляється подсвежающей струменем повітря. Використову-вані при цьому охоронні споруди (бутові смуги, БЖБТ, бутокостри тощо), повинні забезпечувати вільний вихід метану через них на вентиляційний штрек. Наприклад, в бутових смугах довжиною більш 5 м, як і в литих смугах та ін охоронних елементах, для цієї мети повинні передбачатися вікна, за якими метан буде вільно виходити на штрек.

Суттєве збільшення навантаження на лаву у схемі (і) у порівнянні зі схемою (з) пояснюється тим, що в останній метан, що виділяється з вугілля при його транспортуванні по відкатуваль-ному штреку, надходить у лаву, а в схемі (і) - ні. Ця схема забезпечує повністю відокремлений розбавленийня метану за джерелами його надходження, в результаті чого досягаються найвищі навантаження на лаву по газовому фактору. Крім того, вона забезпечує зниження запиленості та температури повітря в очисному вибої, так як пил і тепло, що виділяються в транспортному штреку, відводяться у вихідному струмені, минаючи лаву.

Наведений вище аналіз та результати спеціальних досліджень дозволяють сформулювати такі основополага ющіе принципи проектування (конструювання) високовиробничою систем розробки, установ підтримують досягнення високих показників навантаження за газовим чинику:

1. Вихідна з очисного вибою струмінь повинна бути спрямована у сторону виробленого простору, тобто мати напрямок зворотне руху лави, що виключає потрапляння газу в вибій з виробленого простору.

2. Свіжий струмінь повітря повинна подаватися в лаву у виробках, в яких не проводиться транспортування вугілля, з таким розрахунком, щоб виділяється з вугілля газ, а також утворюються в них газ і тепло, не потрапляли в очисний вибій.

3. У вентиляційну виїмкових вироблення необхідно подавати до виконавчими кількість повіт-ря для розрідження метану у вихідному струмені, причому, под-свежающую струмінь необхід-но подавати на ділянку по транспортній виробці.

Використовуючи ці принципи, можна для заданих умов самостійно спроектувати (сконст-руювати) найбільш ефективний варіант комбінованої системи розробки, не проводячи детального аналізу всіх можливих варіантів. Покажемо це на конкретному прикладі.

Приклад. Сконструювати варіант комбінованої системи розробки з виїмкою спареними лавами по підняттю на досить газоносному пласті з добовою наван-таженням на лаву 800 т. Рішення. Послідовність вирішення поставленного завдання складається з наступних етапів, представлених графічно на мал.5.8.

1. Зображуємо графічно дві спарені лави і три обслуговуючі їх похилі виробки, не призначаючи на цьому етапі їх функцій. Стрілками показуємо напрям виїм-ки вугілля (мал.5.8а).

2. Вирішуємо, які з виробок прийняти транспортними, так як тут можливі два варіанти: - в якості транспортної приймається середня (збірна) вироблення, що обслуговує обидві лави; - в якості транспортних приймаються бортові вироблення, кожна з яких обслуговує свою лаву, що доцільно лише при високих навантаженнях на очисний вибій.

У нашому випадку навантаження на лаву дорівнює 800 т / добу. і тому можна обмежитися однією виробленням. Ухвалюємо це рішення і стрілкою показує-мо напрямок транспортування вугілля по збірній виробці (мал.6.8б).

a)

б)

г)

в)

д)

е)

ж)

Малюнок 5.8 - Послідовність проектування системи розробки з виїмкою спа-реннимі лавами за підняттям, що забезпечує високу навантаження на очисний вибій за газовим фактором.

Одночасно, користуючись першим принципом, пунктирними стрілками показуємо напрям виходить із лав струменя в бік виробленого простору, ще не знаючи з яким конкретно виробках її направити.

3. На підставі другого принципу направляємо свіжий струмінь повітря з бортовим виробках, за якими вугілля не транспортується. Зображуємо на малюнку стрілками напрямок руху повіт-ря у виробках і очисних вибоїв (ріс.5.8в). Автоматично в якості вентиляційної визначається збірна вироблення, яку необхідно підтримувати у виробленому просторі позаду очисних ви-боїв.

4. Відповідно до третього принципу передбачаємо подсвежающую струмінь повітря, яку по-даємо по збірному ухилу (мал.5, 8г).

Якби транспорт вугілля здійснювався по бортовим виробках, то свіжий струмінь у відповід-ності до цього принципу необхідно було б подавати за середньою виробленні, витікаючу - по бортовим, а підсвежающую - по обидва транспортним виробках.

5. Для вирішення питання яку з виробок необхідно використовувати повторно, треба знати на-прямок відпрацювання крила горизонту. Припустимо, що воно відпрацьовується прямим ходом. Зображуємо вироблений простір попереднього стовпа і вирішуємо, що для повторного використання необхідно прийняти бортову вироблення, що примикає до масиву вугілля, а другу бортову вироблення - погасити (мал.5.8д).

6. Виробляємо прив'язку виїмкових виробок до головних штреку і вирішуємо питання про їх кількість. Якщо транспорт по них здійснювати стрічковими конвеєрами, то можливо мати один головний штрек. Однак при цьому швид-кість руху повітря може бути великий і, як на-слідок, виникає значне пило-утворювальнування (мінімальним воно буде при швидкості руху повітря 1,5 м / с). Тому необхідно передбачити два штреку: один, обладнаний конвеєром, і другий - засобами допоміжного транспорту, за яким буде подаватися основна кількість свіжого повітря на ділянку. При локомотивному транспорті вугілля також слід приймати два штреку з одностороннім рухом складів для кращої організації маневрових робіт під вантажним пунктом. Подача основної кількості повітря повинна здійснюватися за штреку з рухом порожнякової ск-ладів, що сприяє зниженню пилоутворення і зменшує втрати депресії. Тому приймаємо два здвоєних головних транспортних штреку (мал.5.8е).

Для відводу витікає з ділянки струменя можна обмежитися одним главним вентиляційним штреком (мал.5.8е), оскільки для провітрювання при його проведенні може бути використаний свіже повітря з воздухоподающий бортовий виробітку.

Якби відпрацьований струмінь надходила по бортовим виробках, то для провітрювання вибою штреку треба було б проводити другий паралельний штрі-чок зі свіжим струменем повітря або ж одну з похилих виробок наступного стовпа проводити завчасно і по ній подавати свіже по-вітря з транспортного горизонту.

7. Підготовку нових виїмкових стовпів виробляємо шляхом проведення похилих виробок зверху вниз вузьким вибоєм, враховуючи наявність свіжого струменя на відкаточному гори-зонті, а також високу газоносність пласта. Кінцевий вигляд спроектованої системи розробки показаний на мал. 5.6ж

 

 

Лекції № 6

Тема лекції: Закладка виробленого простору.

Мета: Дати загальні відомості про сутність закладки виробленого простору, повна закладка виробленого простору,самотечна закладка, пневматична закладка, гідравлічна закладка, часткова закладка

Зміст лекції

План лекцій:

1. Загальні відомості про закладка виробленого простору.
2. Часткова закладка.
3. Повна закладка
4. Самотечна закладка.
5. Пневматична закладка
6. Гідравлічна закладка
   
   

Джерело

1. Основна.

1.1. Технологія підземної розробки пластових месторожденії користних копалин: Учебнік для вузів / Под общ. ред. В.И. Бондаренко. – Днепропетровск: НГУ, 2003. – 708 с.

1.2. Технологія підземной розробки пластових месторожденії користних копалин: Учебнік для вузів / Под общ. ред. А.С. Бурчакова. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Надра, 1987. – 487 с.

1.3. Технологія підземной розробки пластових месторожденії користних копалин: Учебнік для вузів / Под общ. ред. Д.В. Дорохова. – Донецк: ДГТУ, 1997. – 385 с.

 

2. Додаткова

2.1. 1. Бурчаков А.С., Жежелевский Ю.А., Ярунин С.А. Технологія и механізація підземной розробки пластових месторожденії: Учебнік для вузів. – М.: Надра, 1989.-431 с.

2.2. Технологія підземной розробки пластових месторожденії: Учебнік для вузів / Под общ. ред. А.А. Борисова. – М.: Надра, 1972. – 536 с.

2.3. Кілячков А.П. Технологія гірничего виробниства: Учебнік для вузів / - 4-е изд. перераб. и доп. - М.: Надра, 1992. – 415 с.

 

Питання для перевірки якості засвоєних знань

I. Сутність гідравлічой закладки

2. Сутність повной закладки.

3. Сутність частковой закладки

4. Сутність пневмо закладки

5.Сутність самотечной закладки

 

Питання для самостійної роботи

1. Як виробляєтся закладка виробного простіру на пластах крутого падіння.
2. Що таке жорстока закладка.