Главная | Обратная связь

Технологія очисних робіт при відпрацюванні потужних пластів із застосуванням щитових перекриттів.

Технологія очисних робіт при розробці потужних крутих пластів з застосуванням щитових перекриттів знайшла широкє применення в Кузбасі при стовпової системи розробки. На шах-тах Прокоп'євську-Киселевського району вона разом з технологією із застосуванням гнучких перекриттів при комбіно-ваній системі розробки забезпечує понад 60% видобутку з потужних крутих пластів.

При щитової розробці виїмкові поле завдовжки 400-600 м, розкрите проміжними квершлагами, пройденими від польових поверхових штреків, готують пластовими поверховими штреками і відпрацьовують довгими стовпами з падіння. Ширина стовпа 30-50 м (мал. 7.11), довжина дорівнює похилій висоте поверху. Для підготовки стовпа між штреками проводять вуглеспускні, ходові і вентиляційні печі. На вентиляційонном штреку проводять монтажну камеру і монтують щит, який є пересувним кріпленням, огороджувальної очисну вироблення-канаву від обвалених порід у виробленому просторі (над щитом). Вугілля під щитом виймають з допомогою.

Мал. 7.11. Щитова система розробки: 1 - щит у монтажній камері; 2 - вентиляційний штрек, 3 - відкатний штрек; 4-збійка; 5-печі; 6-канава (очисна виробка); 7-щит у роботі; 8-цілик меж-дущітовимі стовпами буропідривних робіт .

Відбитий вугілля за печей або скважінам, пройденим через кожні 6 м по простяганню, ска-тається вниз і вантажиться на транспортний засіб у відкаточному штреку. У міру виїмки ву-гілля щит опускається, а породи над ним обвалюються.

По конструкції щити бувають секційні, бессекціонниє, арочні, Г-образні і типу СК. Першими почали застосовувати плоскі секційні щити, які широко поширені і в даний час. Плоскі секційні щити застосовують на пластах по-тужністю 5-10 м з кутами залягання 55-90°.Тех-нологічна схема щитової виїмки вугілля плоским секційним щитом показана на мал.7.12. Щит склада-ється з 4-5 секцій. Розміри секції по простяганню б м, по потужності пласта-дещо менше її (4,5-8 м з інтервалом через 0,5 м). Секція представляєт собою металеву раму з кутових і швелерних балок, скріплених болтами, на яку в кілька рядів укладають колоди діа-метром 25-30 см. З боку грунту пласта для кращого ковзання секцію обладнаються салазками з гнутих швелерним балок, а з боку покрівлі щоб уникнути проникнення завалених порід під щит-сталивими листами (фартухами). Колоди з металевою рамою скріплюють за допомогою хомутів. Щит складається з 4-5 секцій, скріплених між собою шарнірно за допомогою кана-тів. Зверху на щит для попередження попадання дріб-ної породи під щит укладають металеву сітку.

Монтаж щита виробляють на вентиляційному штреку в спеціальної монтажної камері (рос-січка), яку утворюють расширення штреку на всю потужність пласта. Спочатку рассічку про-водять для однієї секції (довжиною 7 м), після монтажу якої россічку подовжують ще на одну секцію і т. д. Перед монтажем секції посередині россічкі проводять по простяганню пласта канаву глибиною 1,5 м і шириною по верху на 1,5-2 м менше потуж-ності пласта, щоб у покрівлі і грунту пласта оставались цілики вугілля, на які спираються секції щита. Канава служить спочатку для вихідного струменя повітря з діючої ділянки, а при роботі щита-при-вибійному простіру. Починають монтаж секції з укладання металевої рами, на яку потім укладають колоди, окантовані з двох сторін. Перші два-три ряди колод укладають навхрест простягання пласта, потім один ряд по простяганню і один-два ряди знову навхрест простягання. Поверх останнього ряду колод укладають по простяганню три-чотири прогону, які хомутамі скріплюють з металевою рамою. Секції збирають ближче до покрівлі пласта для забезпечення можливості розвороту щита з горизонтального положення до перпендикулярного до покрівлі і грунта при пуску його в роботу.

Між змонтованої секцією і верхняками кріплення расечкі викладають дерев'яні багаття. Після монтажу послідній секції щита на відстані 2 м по простяганню монтують першу контрольну секцію подальшого щита. Для забезпечення безпеки робіт під щитом кожна вугле-спускні піч перекривається металевими гратами, підвішеною на канатах до рами секції.

Найближчу до цілком піч перекривають решетками на рівні грунту вхідний збійки. Уздовж щита підвішують два запобіжні каната, закріплених кінцями до рам крайніх секцій, до яких робочі пристібають карабіни фали запобіжного поясу. При потужності пласта до 6 м може бути протягнуть один канат. Для входу під щит і виходу з-під нього людей над край-німи печами підві-шують до щита канатні сходів.

Мал. 7.12. Технологічна схема очисних робіт при щитовій відрозробці:

а-конструкція секції плоского щита: 1 - металева рама, 2 - хомути; 3-колоди, 4 - фартухи, б-секція щита в монтажній камері: 1 - секція щита; 2-канава ; 3 - костер, порозворот щита: 1 - щит; 2 - канава, 3 - піч (свердловина), г-роз-ташування шпурів при потужності пласта до 6 м 1 - для поглиблення канави; 2 - для виїмки ціликів.

У найближчій до завалу печі сходи завжди опущена до відкотного штреку, а у найближчому до масиву вугілля печі - до найближчої вхідний збійки, об'єд-нуючим її з ходовою пічі.

Після закінчення монтажу щит переводять у положення, перпендикулярно до покрівлі і грунті пласта. Для цього поглиблюють канаву і виймають буровибуховим способом цілик вугілля у грунту пласта до тих пір, поки щит, опускаючись однією стороною, не займе по-ложення, перпендикулярнє до по-крівлі і грунті. Після цього приступають до очисних робіт, чергуючи виїмку вугілля з випуском його по вуглеспускні печей на відкатний штрек.

Перед пуском щита в експлуатацію над ним повинна бути створена запобіжна подушка з розпушених порід товщиною не менше потужності пласта. Призначення подушки – збіль-шення маси системи «щит-поріда» в початковий період руху щита і запобігання його від руйнування брилами породи, що падають на щит при обвалення. Крім того, обвалення на щит порода виконує роль тимчасового кріплення, зменшує зрушення і обвалення порід у безпосе-редної близькості від щита, а отже, і гірський тиск на щит.

Виїмку вугілля ведуть буровибуховим спосібом. Спочатку углиблюють канаву на 0,9-1,2 м (крок щита), для чого ручними електро-або пнемосверламі бурять шпури глибиною 1,2-

1,5 м під кутом 40-50 ° у бік від вуглеспускних печей (свердловин) і з невеликим нахилом до покрівлі і грунту пласта. Величина зарядів у шпурах 0,6-0,9 кг. Перед підриванням зарядів у шпурах крiп-лення в печах розбирають на глибину шпурів. Всі шпури в канаві підривають одночасно. Велика частина відбитого вугілля після підривання зарядів скочується в вугле-спускні печі, решті вугілля скидають у печі вручну.

Після очищення канави від відбитого вугілля бурят горизонтальні або з невеликим підйо-мом шпури в ціликах вугілля у покрівлі і підошви пласта на відстані 0,8-1,2 м один від од-ного. Глибіну шпурів приймають такий, щоб вони трохи виходили за габарити щита, завдяки чому вугілля виймають дещо ширше щита, що забезпечує рівномірний його опускання. Величину зарядів приймають рівною 0,6 кг і більше. Черговість підривання зарядів, а отже, і посадки щита принимаєт в залежності від потужності і кута залягання пласта.

При потужності шару до 6 м і вугіллі залягання більш 65° всі шпури в опорних ціликах як у покрівлі, так і у грунту пласта підривають одночасно. Від-битий вугілля скочується у вугіллі спускні печі і щит опускається відразу по всій площі. Присування цього способу забезпечує більш правильне і равномірнє опускання щита, щит відчуває менше перегинів і краще збері-гається. При потужності пласта понад 6 м, а також при кутах залягання до 65° посадку щита роблять у два прийоми. Спочатку підривають шпури в цілике у грун-ту пласта, а потім у по-крівлі (один комплект). Виймання вугілля під щитом можна виробляти і в три етапи, якщо в опорному цілику у покрівлі підри-вають два комплекти шпурів (перший розширює канаву, другий відбиває залишився вугілля до покрівлі пласта). Розбирання і спуск вугілля в печі піс-ля підривання зарядів по чинаєт з приведення в порядок запобіж-них решіток і очищення ка-нави. Потім розбирають вугілля на похилих поверхностій з боку покрівлі і підошви пласта і опускають його в печі. При цьому відбуваються додаткова посадка і вирівнювання щитової кріплення. Підривання та розбирання вугілля необхідно вести так, щоб не залишалося висту-пів між сусідніми печами. Не можна також допускати оголень покрівлі і підошви пласта. При посадці необхідно стежити за тим, щоб окремі частини щита не працювали на розтягування, для чого крайні секції повинні при опускан-ні випереджати внутрішні на 0,7-0,8 м. Якщо роз-ташування шпурів і величина зарядів обрані правильно, то після підривання опорних ціликів щит опускається по всій довжині на одну і ту ж величину. Роботи під щитом і його опускання повинні вестися безперервно, так як затримка у роботі спричиняє збільшення гірського тиску і деформацію щитового перекриття.

Очисні роботи на щитовому ділянці веде комплексна бригада. До складу змінного ланки бригади зазвичай входять два-три гірників очисного вибою, майстер-підривник, черговий слюсар і насипщикі. Цикл робіт починають з підготовки інструмента та приведення вибою в безпечний стан. Гірноробочи очисного вибою укладають перехід через вхідні піч на робочій збійки, прибирають навислі шматки вугілля під щітом, поправляють запобіжні решітки, ви-мірюють содержання газу (метану). Потім з робочою збійки в вибій підносять ручні електро-або пневмосверла, бури, розбирають проходи і виробляють оборку вибою. Буріння шпурів починають з першою від завалу секції. Один робітник бурить шпури, другий виконує необ-хідну підготовку до підривних робіт. Коли обуриванию вибою вироблено на відстань, при якому разрешається одночасне виконання робіт з буріння і заряджаню, один з робітників допомагає майстру-підривнику заряджати шпури. Після закінчення буріння під усіма сек-ціями один робочий прибирає з-під щита в робочу збійки свердло, буровой інструмент й майстру-підривнику спільно з другим робочим заряжати шпури. Після заряжання шпурів і монтажу вибухової мережі всі виходять з-під щита на свіжий струмінь у небезпечне місце і виробляють підривання зарядів одночасно під усіма сек-ціями в канаві або в опорних ціли-ках в залежності від прийнятої черговості підривання зарядів. Після провітровання вибою робочі піднімаються під щит, оглядають його стан і приступають до розбирання вугілля та пропуску його в вуглеспускні печі.

На пластах потужністю до 6 м виконують за добу зазвичай три цикли (посадки щита) з посування вибою на 3-3,5 м. При потужності пласта понад 6 м виконують за добу зазвичай два циклу з посування вибою на 1,8-2 м.

Щитова технологія є однією з найбільш виробляємих і економічних технологій при роз-робці потужних крутих пластів. Місячне навантаження на вибій при роботі з секційними щитами досягає 12-13 тис. т, виробниства пра-ці робітника по ділянці 12-13 т на вихід. Витрата лісу на 1000 т вугілля становить 18-20 м³, що в кілька разів менше, ніж при інших техноло-гіях, собівартість 1 т вугілля по ділянці не перевищує 80-100 грв. Однак втрати вугілля ве-ликі (24-26%).

Бессекціонние щити застосовують на пластах потужністю 3-6 м з кутами залягання понад 52°. Бессекціонний щит состоіт з одного ряду окантованих з двох сторін колод діаметром 28-36 см, з'єднаних між собою чотирма поясами з швелерів (двома знизу і двома зверху). По пе-риметру щит захищений від пошкоджень листовим залізом (фартухами), а зверху покритий двома шарами металевої сітки. Щит жостокий навхрест простягання і гнучкий по простяганню через пружних деформацій (згинання) металевих поясів. Такий щит називають також еластичним.

Арочні щити застосовують на пластах потужністю 1-3 м з кутом залягання понад 60 °. Під-ставою арочного щита являються балки і прогони довжиною 6 м, які з'єднані між собою, ут-ворюючи пояс довжиною 30-35 м (довжина щита). На опорні балки навхрест простягання пласта встановлюють арки з спецпрофілю на відстані 0,6 м один від одного і скріплюють між собою 2-3 поздовжніми зв'язками. По периметру щита встановлюють фартухи. Поверх каркаса укладають два шари металевої сітки, а між каркасом і фартухом-де-ревянні стійки.

Г-образні секційні щити застосовують на пластах потужністю 3-5 м з кутами залягання 42-55°. Складається щит з п'яти секцій довжиною по 5 м кожна. Секція складається з четирох-п'яти вигнутих швелерним балок, встановлені через 1,5 м. Балки посилені косинками і укосини. Кінці балок зі сторони по-крівлі пласта з'єднані з прогоном, а з боку Почни торці бру-сів захищені сталевим листом. Металевий каркас зверху покривають одним рядом брусів, які по короткій стороні розташовують по простяганню, а по довгій - навхрест простягання пласта. Бруси скріплюють по короткій сторона смуговий сталлевої з прогонами, по довгій сто-роні швелерними і стяжними болтами і при-кріплюють до вигнутому швелерним балках.

Самопередвігающуюся щитову кріплення СК застосовують на пластах потужністю 3-6 м з кутами залягання 40-55 °.

Розглянута вище технологія відрізняється необхідністю застосування ручних робіт з розбирання вугілля після підривання зарядів і спуску його в вуглеспускні печі (свердловини), проведення при підготовці щитового стовпа через кожні 6 м, що збільшує обсяг проведення під-готовчих виробок. Тому все більш широке поширення одержує технологія очисних робіт зі скреперної доставкою вугілля до вуглеспускні печей, розташованим на кордонах щитового стовпа. У перспективи при повному ос-воєнні устаткування щитова розробка буде застосовуватися тільки в цьому варіанті.

Прогресивними технологічними схемами розробки пластів на вугільних шахтах рекомендуються дві технологічні схеми очисних робіт: з скреперної доставкою (мал. 7.13), із застосуванням плоских секційних щитів на пластах потужностю 4-10 м з кутами залягання понад 55° і щитів СК на пластах по-тужністю 3-6 м з кутами залягання 40-55°. Виймання вугілля при застосу-ванні цих схем ведуть буровибуховим спосібом, але відбитий вугілля доставляють до печей скрепером. Для цього на крайньому секції біля вхідних печі підвішують скре-перної лебедки, а на протилежному кінці щита-обвідний ролик для тягового каната. Скре-перні лебідка може знаходитися і на відкаточ-ному штреку. У цьому випадку тягові канати пропускають за вхідною печі, а на крайніх секціях щита кріплять направляющє і обвідні ролики. Під щитом збільшеної довжини можуть працювати два скрепера з лебідками, розташованими на відкатульному штреку. Розпочато серійне виробництво нової щитової кріплення ЩРП з механізованим спосібом пересування. Кріплення призначена для пластів потужністю 3-6 м з кутами залягання 30-45°. Вона складається з окремих секцій шириною 2,4 м,

До складу секції входять щітовє перекриття, опорні стійки, підстава (лижі) і два гідро-домкрата пересування. Комплект кріплення складається з 10 секцій. Для доставки відбитого вугілля до вуглеспускні печі кріплення оборудова скреперної установкою.

 

/ 2 3 А-А

Мал. 7.13. Технологічна схема очисних робіт при щитовій відробці зі скреперної дос тавки: 1-щитове перекриття, 2 - скрепер; 3-скреперної лебідка пов'язаних між собою канатом.

 

Лекції № 8

Тема лекції: Підземна розробка пластів з застосуванням гідромеханізації

Мета: Дати загальні відомості про гідромеханізацію, виїмці вугілля гідромоніторами.

Зміст лекції

План лекцій:

1. Технологія очисних робіт при виїмці вугілля гідромоніторами.
2. Гідромоніторний агрегат
3. Відпрацювання пласта короткими стовбурами

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. Що таке гідроздобіч

2. Які бувают монітори

3. Які є гідроагрегати

4. Що таке гідромеханізація

 

Питання для самостійної роботи

1. Технологія очисних робіт механогідравліческім спосібом.