Главная | Обратная связь

Система розроблення та її елементи.

У більшості випадків небезпечні за раптовими викидами пласти розробляють суцільний системою. Для зменшення числа кутка штрек і просік проводять загальним вибоєм (на пологому падінні відкатний штрек проводять одним вибоєм з лавою). Відставання під-ривання породи в відкатувальному штреку від вугільного вибою не повинно перевищувати 8м. На пластах і ділянках пластів, не захищених надробка або заробітчанством, вибої відкотного штреку і просіка повинні оперіжати очисний вибій відповідно не менше ніж на 100 і 20 м. При відпрацюванні виїм-кових полів на передні квершлаги кількість викидів в очисному вибої змен-шуєся, оскільки при проведення підготовчих виробок відбувається часткова дегазація вугілля і напружений стан пластів і вміщуючих порід може трохи знизитися. Однак при цьому зростає небезпека виникнення раптових викидів при прохідницьких роботах.

Імовірність виникнення викидів залежить також від форми очисного вибою. При прямолі-нійній його формі з нахилом на масив відзначається найменьшеє кількість викидів, потім йде почвоуступна форма вибою і, накінец, стелеуступним. Пояснюється це підвищеним напруженим перебуваючим пласта і вміщуючих порід у кутках, в результаті чого з скороченням їх числа буде і менше викідов.

Для зменшення числа кутка висоту уступів приймають у 2-3 рази більше звичайної і доводять до 20-30 м. При стелеуступної формі вибою растяжка між уступами (без урахування глибіни рятувальної ніші) не повинна перевищувати 3 м на пластах потужністю до 1 м і 4 м - на пластах більшої потуж-ності. Опереження магазинного уступу по відношенню до наступного за ним уступу повинна бути не менше 4 м і не більше 8 м. Перекриття уступів ретельно затягують, а нависає масив вугілля закріплюють жорсткої кріпленням, з тим щоб виключити його обвалення. Оскільки напружене состояння пласта і порід проявляється інтенсивніше на кордоні очисного і виробленого простору з ціликами вугілля і є мінімальним у середине лави, при довгих лавах розробка є більш беззапасних, ніш при розподілі поверху на подповерхов.

При раптовому викиді на крутих пластах викинутий вугілля можє засипати вихід з очисного простору в відкаточний штрек. У результаті перегороджує шлях вентиляційної струмені. Для усунення цієї небезпеки рекомендується обладнати третій вихід шляхом влаштування горизонтального хідка, періо-дично з'єднується з відкатувальному штреку похилим хідком. Горизонтальний хідок повинен споруджуватися орієнтовно на висоті 30-40 м від відкатувального штреку.

 

 

 

Пласт, схильний до викидів

Захисний плась

Пласт, схильний до викидів

Напрямок очисних робіт

 

Мал. 10.4. Закладення розрізної печі (гезенки) на схильному до викидів пласті біля кордону шахтного поля: 1 - бар'єрний (охоний) цілик; 2 - межа цілика; 3-розрізна піч (гезенки).

Найбільша безпеку робіт досягається в тому випадку, коли вибій розташовується по простяганню пласта, а виїмку вугілля виробляють смугами з па-діння під захистом щитового перекриття з примененнєм струги-конвеєра, що відокремлює вугілля шляхом дрібного відколу. При цьому вага вугілля є фактором, стримуючим викид, виключаються кутка в очисному просторі і вугіл-ля частково дегазіруется при виїмці черговий смуги, а напружений стан масиву порід, що вміщають нескільки знижується.

Очисні роботи. При розробці крутих пластів, небезпечних за раптовими викидами, виїмкові машини повинні бути снабжени пневмодвигунами; застосування електроенергії, крім іскро-небезпечних електричних систем, забороняється.

Виїмкові машини повинні бути з дистанційним керуванням та посада рухатися знизу вгору. Не можна допускати присутності людей в лаві, якщо виїмка вугілля на крутих пластах ви-робляється комбайн. Робітники, знаходячися у вентиляційному штреку, повинні бути за-безпечені, крім засобів індивідуального захисту, шланговими відводами від магістралі стиснутого повітря, обладнаними вентилями.

Щоб не відбувалося зависання покрівлі над виробленим простіру, сприяє виникновению раптових викидів, слід застосовувати керування гірським тиском повним обвалюванієм і пра-вильно вибирати крок посадки або повної закладкою в залежності від конкретних гірничо-геологічних умов.

При кріпленні очисного вибою стійки ставлять впритул до вибою, а там, де це викликано не обходьнотью, вибій додаткові затягують обапола, щоб за-побігти вивали та висипання вугіл-ля із вибою.

Для часткової дегазації пласта і розвантаження порід від гірського тиску рекомендується з відкаточного або вентиляційного штреку не менш ніж в 60 м від вибою лави поза зоною опорного тиску бурить на всю висоту поверху завантажувальними дегазаційної свердловини паралельно вибою лави. Якщо це неможливо, то бурити слід зустрічні свердловини.

У нижній, незахищеної частини поверху з відкотного штреку іноді бурят повстають свердловини діаметром 80-250 мм. Растояння між ними виді-ляється радіусом їх ефективного действія. Однак обсяг застосування зазначеного заходу припеняються, тому що при діаметрі свердловин 250-300 м радіус їх впливу не перевищує 1 м, в результаті чого при наявності ма-ло проникних вугілля залишаються непорушними ділянки між сеткою свердловин, а також зважаючи на те, що буріння випереджающих свердловин часто сопровождается затисненням бурового інструменту та викидами вугілля.

Довжина випереджальних свердловин повинна бути більше, ніж розмір незахіщенной зони, а число свердловин, пробурених попереду вибою просіка, повинно бути не менше п'яти.

У лавах на пологих пластах застосовують і такі заходи, як торпедовання вугільного масиву, нагнітання води в пласт з боку вибою, завчасно говременная дегазація масиву сверднами з гідравлічним розривом пласта, дренаж газу свердловинами великого діаметра.

Торпедування вугільного масиву полягає в тому, що попереду вибою лави через кожні 7-10 м бурять на всю довжину вибою свердловини діаметром 120 мм в кількості, що забезпечує роботу лави протягом 1 міс. Свердловини заряджають 63%-ним динамітом з розрахунку 2,2-3 кг на 1 м свердловини. Нижню частину їх герметизують і заповнюють водою, потім заряди підри-вають дитинонірующім шнуром. Після вибуху тиск газу знижується в 1,5-2 рази.

Нагнітанням води в пласт переслідується мета зменшити напружене состоя-ніє пласта попереду вибою шляхом штучного створення тріщин і забезпечи-ти посилене газовиділення. Для цього по всій довжині лави через кожні 4 м бурять шпури довжиною 5 м. У них нагнітають воду під тиском 250-300кгс/см².

При гідравлічному розриві пласта бурять свердловини з поверхності. Потім під великим тиском у них нагнітають воду, з тим щоб викликати освітньої порожний в пласті і забезпечити його дегазацію.

Дренаж газу свердловинами великого діаметра дозволяє зменшити напруження в пласті ву-гілля попереду вибою штреку і знизити тиск газу до початку виїмки вугілля.

Мал. 10.5. Схема розташування нагнітальних шпурів і пунктів виміру залягання вибою: а - в лаві пологого пласта; б-в лаві крутого пласта; в-в підготовчих вибої .

Встановлено, що радіус впливання випереджальних свердловини діаметром 250-300 мм скла-\даєт 0,5-2 м залежно від газопроніцаемости масиву. При цьому за радіус впливу прий-мається то відстань від свердловини, на якому тиск газу знижується за 24 годин не менш ніж на 50% від початкового.

На закінчення слід зазначити, що найбільш надійним спосібом запобігання-обертання ви-кидів являється випереджальна виїмка захисних пластів, якою при правильному її виконання забезпечує повну ліквідацію викидонебезпечних ситуацій.

 

Розробка пластів, небезпечних по гірничим ударів.

Гірські удари є собою швидко протікає руйнуючої цілика або частини масиву вугілля (породи), що виявляється у вигляді викиду більш-менш значної кількості вугілля (породи) у під-земні виробки. Рідше гірські удари проявляються у вигляді раптових розломів міцного шару порід грунту вироблення і подальшого спучування лежачого під ним шару дуже слабкого сланцю, здавленого силами опорного тиску.

Крім власне гірських ударів, які викликають порушення кріплення, зсув машин і устаткування і супроводжуються різким звуком, струсом масиву, утворенням великої кількості пилу і повітряної хвилі, розрізняють мікроудари, поштовхи і стріляні. Випадки прояву ударів ос-танніх трьох груп зазвичай не представляють безпосередньої небезпеки для працюючих людей, збереження виробок і т. д.

Основною причиною гірських ударів є підвищення опорного тиску і звільнення енергії, на-копиченої при пружних деформаціях гірського масиву. Гірські удари виникають при соче-танії певних геологічних і гірничотехніч-них чиніков, а саме: при досить міцному і крихкому вугіллі та наявності потужних шарів особливо міцних пісковиків і вапняків у грунті та покрівлі пласта в умовах, коли гірські роботи ведуться на глибині більше 150-200 м. Крім того, виникнення гірських ударів сприяє залишення ціликів у виробленому просторі розроблюваного пласта, які сприймають на себе тиск підроблених товщі; залишення ціликів на верхніх пластах, передавальних зосередженє тиск на окремі ділянки нижнього пласта; проведення попереду очисного вибою великого числа підготовчих виробок та ін

Найбільш ефективним засобом, що забезпечує безпеку розробку пластів, схильних до гірни-чих ударів, є випереджальна відпрацювання захисних пластів. Межі захищених зон на розрізі навхрест простягання визначаються спе-ціальним побудовою за методикою, передбаченою «Інструкцією з безпечного ведення гірничих робіт на шахтах, що розробляють пласти, небез-печні за гірничих ударів» (додаток до ПБ). При це захисним вважається пласт, що залягає на відстані по нормалі не більше 100 м при підробці і не більше 60 м при надробки підзахисного пласта.

При наявності захисних пластів, що залягають вище і нижче підзахисного, першим слід від-працьовувати вищерозміщений пласт.

Якщо всі пласти свити є однаково небезпечними, в першу чергу відпрацьовують пласт, що має найменшу потужність. Захисна дія у часі зазвичай не пе-ревищував-5 років; після закін-чення цього термін відновлюється спочатку тиск на пласт і надробка підробіток чи стає неефективною.

Роботи на небезпечному пласт повинні вестися поза зоною опорного тиску від очисних ро-біт захистного пласта.

Залишення ціликів при виїмці захисного шару не допускається. Відпрацювання небезпечного по гірських ударам або якому загрожує пласта в зоні впливу районе ціликів допускаєте тільки після погашення послід них. Під час погашення ціликів розташованих над або під целиками у діючих виробок в небезпечному пласті, ходіння людей по цих виробках заборо-няється.

При розробці свити пластів підготовку небезпечного пласт належить виконувати за допомогою польових штреків, а також штреків, проведених за безпечному пласту, і проміжних квершлагом, проведених після відпрацювання захисного шару.

Якщо розробляється одиночний пласт, небезпечний по гірських ударів, то бажано вироблення проводити також польовими. Допускається проведення штреків (і похилих виробок) по небезпечних тонким і середньої потужності пластів, але широким вибоєм з двосторонньої розкосини на ширину не менше 3 m (m - потужність пласта) з кожного боку. Розкосини заповнюють породою, а між цілком вугілля і породної смугою залишають вільне простору шириною не менше 1 м. Ширину цілика з кожного боку вироблення приймають рівною ширині зони опорного тиску, яка залежить від потужності пласта і глибини ведення гірничих робіт. При потужності шару від 0,5 до 3,5 м ширина зони впливу опорного тиску дорівнює 20-50 м при глибині ведення гірських робіт 200 м і 40-100 м при глибині 1000 м. При розробці пологих і похилих пластів, схильних до гірничих ударів, найбільш раціональною є су-цільна система лава-поверх. Допускається поділ поверху і на подповерх при однобічної виїмці на пе-редній бремсберг (або скат), який як правило, повинен проводитися по пустих породах або по безпечному пласту. Випередження подетажей не повинно перевищувати 5 м для пологих і похилих і 25 м для крутих пластів. Подповірх можуть відпрацьовуватися й послідовно. При використанні способів виїмки вугілля без присутності людей в очисному вибої може застосовуватися будь-яка система розробки.

При розробці пластів, небезпечних по гірничих ударів, застосування ручних інструментів не допускається, виїмку вугілля можна переводити за допомогою комбайнів або врубових машин з дистанційними кереванням з відстані не менше 15 м. На шахтах Кизеловского басейну успішно проходять промис-лові випробування струги-тарани, що забезпечують виймання вугілля на досить тонких захисних крутих пластах без постійної присутності людей в очисному вибої.

Гірські удари часто спостерігаються у верхній частині лави, тому додатковою мірою, що підвищує безпеку робіт, є нагнітання води в пласт по свердловинах, пробурених паралельно вибою з верхнього штреку або з боку очисного вибою.

Керування гірським тиском в лавах слід виробляти повним або частковим обваленням. Інші способи використують тільки у виняткових випадках, коли неможливо приняти обвалення.

Спеціальну кріплення слід переносити за кожним циклом, видаляючи всю крiплення в межах виробленого простору (на пологих і похилих пластах). У розглянутих умовах необхідно застосовувати металеву посадкову кріплення підвищеного опору.

Очисний вибій на небезпечних і загрозливих пластах повинен бути прямолінійним. На крутих пластах допускається стеліуступна форма вибою з максимально можливою висотою уступу і величиною випередження між уступами не більше 3 м.

 

 

Лекції № 11

Тема лекції: Проектування підземної розробки вугільних родовищ.

Мета: Дати загальні відомості про проектування підземної розробки вугільних родовищ.

Зміст лекції

План лекцій:

1. Загальні питання проектування.
2. Обгрунтування межі шахтного поля. Підрахунок запасів.
3. Обгрунтування технології очисної виїмки вугілля, довжини лави і навантаження на очисний вибій.
4. Обгрунтування виробничої потужності і терміну служби шахти.
5. Визначення фронту очисних вибоїв. Розподіл вибоїв між одночасно розробляються пластами.
6. Вибір способу розкриття і підготовки шахтного поля, система розробки.

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. Які надра дозволяється використовувати.

2. Які порядок проектування шахт.

3. Що входит до проекту

4. Що буваю стадії проектування

 

Питання для самостійної роботи

1. Визначення фронту очисних вибоїв. Розподіл вибоїв між одночасно розробляються пластами.

 

 

Загальні питання проектування.

Для видобутку корисних копалин гірничі відводи надається безкоштовнє користування в порядку, що встановлюється законодавством України.

Надра дозволяється використовувати лише відповідно з метою полями, для яких вони нада-ні, та при цьому повинні бути забезпечені:

- повнота геологічного вивчення; раціональне, комплексне використання та охорона надр;

- безпечне для працівників і населення ведення робіт, звязани з користуванням надрами,

охорона атмосферного повітря, земель, лісів, вод та інших об'єктів навколишнього природного середовища, а також будівель і споруджен від шкідливого впливу робіт, пов'язаних з користуванням надрами;

- збереження заповідників, пам'яток природи та культури від шкідливого впливу робіт, пов'я-заних з користуванням надрами;

- приведення земельних ділянок, порушених при корисному надрами, в безпечний стан , а також у стан, придатне для використання їх у народному господарстві.

Сучасна шахта є великим гірським підприємством, вартість будівництва якого визначається десятками і навіть сотнями мільйонів гривень.

Початку будівництва шахт передує розробка проектів спеціалізованими державними проектними інститутами - гіпрошахтами, розташованими в різних містах (Донецьк, Харків та ін.) При виконанні проектів гідрошахти можуть у порядку кооперації залучати спеціалізовані проектні організації. Гіпрошахти є госпрозрахуноковими організаціями. За виконані проектні роботи інститути отримують кошти від замовників проекту. Замовниками є міністерство, ві-домства або об'єднання (експлуатаційних комбінати).

Основним вихідним документом для планування робіт з проектування є план, розробляється і затверджується по міністерству, який передбачає тер-міни освоєння нових вугільних басей-нів (районів, родовищ), терміни закладки та введення в експлуатацію нового шахтного фонду, термін та обсяги ре-конструкції діючого фонду.

Проектування гірничодобувних підприємств виробляється на основі геологічного вивчення надр на ділянці предполодженого будівництва та з урахуванням комплексного розвитку еко-мічного району. Вдаватися до нього лише після затвердження запасів корисних копалин і пе-редачі родовищ для промислового освоєння.

Місця розташування гірничодобувних підприємств до начала проектних робіт погоджуються з органами відповідних: місцевими радами, гірничого нагляду та іншими зацікавленими організаціями.

У проектах повинні бути передбачені:

- розміщення наземних і підземних споруд горнодобиваних підприємств на родовищах корисних копалин, забезпечує найбільш раціональне та ефективне використання запасів корисних копалин;

- спосіби розкриття і системи розробки родовищ корисних копален і технологічні схеми переробки (підготовки) мінеральної сировини, що забезпечують найбільш повне, комплексне та економічно доцільне вилучення з надр запасів основних і спільно з ними залягаючих корисних копалин, а також використання містяться в них компонентів, що мають промислове значення;

- раціональне використання розкривних порід при розробки родовищ корисних копалин;

- складування і збереження попутно видобуваються тимчасово не використовуваних корисних копалин, а також відходів виробництва, що містять корисні компоненти;

- геологічне вивчення надр, викриті в процесі будівництва та експлуатації гірничодобувних підприємств, і складання геологічної і маркшейдерської документації;

- заходи, що забезпечують безпеку населення, охорону надр і навколишнього природного середовища, будівель і споруд.

При проектуванні, будівництві і введенні в експлуатацію горноздобивающих підприємств повинно бути забезпечено також виконання вимог, розкриття, підготовка та розробка шахтного поля ..

Виконанню проекту передує велика робота. Так, проектними інститутами спільно з науково-дослідними та геологорозвідувальними організаціями виконуються спеціальні дослідження по встановленню технічної та економічної доцільності освоєння, розвитку і детальної розвід-ки копален (техніко-економічну доповідь - ТЕД).

При наявності позитивного рішення роботи з проектування шахти виконують за схемою, на-веденою на мал. 11.1. Проектні інститути узагальнюють і аналізують фактичні дані по геоло-гії вугільних родовищ, розробляють комп-лексні проекти освоєння (розвитку) вугільних ба-сейнів, техніко-економічні обгрунтування (ТЕО) доцільності будівництва шахти, завдання на проектування, технічні проекти шахт, а також ведуть типове проектування.

Комплексним називається проект, складений відповідно до плану розвитку продуктивних сил в даному економічному районі, забезпечує ефективне освоєння родовища корисної копалини з урахуванням інтересів споживача, будівельних та інших організацій. Комплексний проект розробляється тривалий період (10, 15 років і більше). У ньому приводяться дані про запаси родовища, як вугілля, споживочей вугілля за сортами і марками, потужності і числі шахт, календарних плани будівництва, розмірах капіталовкладень і т. д.