Правила безопасности при вскрытии шахтного поля

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 4Следующая ⇒

1. Расстояние до наиболее удаленных горных выработок строящихся, реконструируемых, действующих и закрываемых шахт должно быть таким, чтобы время выхода людей из этих выработок в случае аварии не превышало времени действия изолирующего самоспасателя[3].

На период выполнения намеченных работ на шахтах с отдаленными местами работ, выход из которых при авариях в безопасное место не обеспечивается временем защитного действия самоспасателя, обязаны быть средства коллективной защиты.

2. На каждой действующей шахте должно быть не менее двух отдельных выходов на поверхность, приспособленных для передвижения (перевозки) людей. Каждый горизонт шахты должен также иметь не менее двух отдельных выходов на вышележащий (нижележащий) горизонт или поверхность, приспособленных для передвижения (перевозки) людей.

Две и более выработок с одним направлением вентиляционной струи, приспособленных для передвижения людей, считаются одним запасным выходом.

3. При сближенном расположении стволов (на одной промплощадке) после их проходки (углубки) до проектного горизонта в первую очередь должны проводиться работы по сбойке стволов между собой и затем - по оборудованию постоянного клетьевого подъема.

В случае вскрытия нового горизонта одним стволом или подготовки его уклонами, в первую очередь проводятся выработки для обеспечения горизонта двумя выходами и проветривания за счет общешахтной депрессии.

При отдаленном (фланговом) расположении ствола в первую очередь, до проведения выработок, обеспечивающих второй выход, должны проводиться работы по его оборудованию постоянным или временным клетьевым подъемом (в соответствии с проектом) и оборудованию водоотлива.

4. Вертикальные стволы, служащие в качестве выходов на поверхность, должны быть оборудованы подъемными установками, одна из которых должна быть клетьевой, и лестничными отделениями. В стволах глубиной более 500 м лестничное отделение может отсутствовать, если в обоих стволах имеется по две подъемные установки с независимым подводом энергии или каждый ствол оборудован, кроме основного подъема, аварийно-ремонтным. При наличии лестниц в обоих вертикальных стволах глубиной до 70 м подъемная установка в одном из них может отсутствовать.

5. В наклонных выработках, предназначенных для передвижения людей, должен быть свободный проход шириной не менее 0, 7 м и высотой 1, 8 м, оборудованный при углах наклона:

от 7 до 10° - перилами, прикрепленными к крепи;

от 11 до 25° - трапами с перилами;

от 26 до 30° - сходнями со ступеньками и перилами;

от 31 до 45° - лестницами с горизонтальными ступеньками и перилами.

В лестничных отделениях стволов и других выработок с углом наклона от 45 до 90° лестницы должны устанавливаться с уклоном не более 80° и выступать на 1 м над горизонтальными полками, прочно заделываемыми в крепь с интервалом не более 8 м.

6. На действующих шахтах при вскрытии нового горизонта вертикальным стволом и наклонной выработкой или двумя наклонными выработками второй запасный выход оборудуется по одной из этих выработок.

Для вновь строящихся (реконструируемых) шахт и горизонтов III категории и выше по газу допускается иметь в работе не более одной ступени уклонов.

Выемочные участки, отрабатываемые уклонными полями, должны иметь не менее двух выходов на действующий горизонт или поверхность, один из которых должен располагаться в центре участка, а второй - на его границе.

7. На нижних и промежуточных приемных площадках наклонных стволов, уклонов и бремсбергов (кроме оборудованных конвейерами) должны устраиваться обходные выработки.

8. Поперечные сечения горных выработок должны соответствовать типовым сечениям.

Площадь поперечного сечения выработок в свету определяется расчетом по факторам допустимой скорости воздушной струи (проветривания), габаритных размеров подвижного состава и оборудования с учетом минимально допустимых зазоров, величины усадки крепи после воздействия горного давления и безремонтного их содержания в течение всего периода эксплуатации.

9. При проведении, углубке или ремонте наклонной выработки работающие в ней люди должны быть защищены от опасности падения сверху вагонеток (скипов) и других предметов не менее чем двумя прочными заграждениями.

10. Запрещается продолжение проходки вертикальной выработки после сооружения ее устья без предварительного перекрытия на нулевой отметке, а также проходка и углубка ствола (шурфа) без защиты полком рабочих, находящихся в забое, от возможного падения предметов сверху.

11. Содержание кислорода в воздухе выработок, в которых находятся или могут находиться люди, должно составлять не менее 20 % (по объему).

Содержание метана в рудничном воздухе должно соответствовать нормам, приведенным в таблице 4, а содержание диоксида углерода (углекислого газа) в рудничном воздухе на рабочих местах и в исходящих струях выемочных участков и тупиковых выработок не должно превышать 0, 5 %, в выработках с исходящей струей крыла, горизонта и шахты в целом - 0, 75 %, при проведении и восстановлении выработок по завалу - 1 %.

Содержание водорода в зарядных камерах не должно превышать 0, 5 %. Концентрация вредных газов в воздухе действующих подземных выработок не должна быть выше предельно допустимой, приведенной в таблице 3. В случае применения материалов или технологических процессов, при которых возможно выделение других вредных веществ, должен осуществляться контроль за их содержанием.

Перед допуском людей в выработку после взрывных работ содержание вредных газов, приведенных в таблице 3, не должно превышать 0, 008 % (по объему) в пересчете на условный оксид углерода. Такое разжижение вредных газов должно достигаться не более чем за 30 мин после взрывания зарядов.

Таблица 3 – Содержание вредных газов в шахтной атмосфере

Вредные газы	Предельно допустимая концентрация газа в действующих выработках шахт
	% (по объему)	мг/м
Оксид углерода (СО)	0, 00170
Оксиды азота (в перерасчете на NO )	0, 00025
Диоксид азота (NO )	0, 00010
Сернистый ангидрид (SO )	0, 00038
Сероводород (H S)	0, 00070

12. На негазовых шахтах при остановке главных или вспомогательных вентиляторных установок продолжительностью более 30 мин люди должны быть выведены в выработки со свежей струей.

13. Скорость воздуха в горных выработках не должна превышать величин, приведенных в таблице 4. При этом средняя скорость воздуха в призабойных пространствах очистных и подготовительных выработок шахт всех категорий по газу должна быть не менее 0, 25 м/с, за исключением подготовительных выработок газовых шахт с проектной длиной 75 м и более, проводимых по угольным пластам мощностью 2 м и более, при разности между природной и остаточной метаноносностью пласта на участке проведения выработки 5 м /т и выше, где минимальная скорость должна составлять 0, 5 м/с.

Таблица 4 – Допустимые скорости движения воздушной струи

Горные выработки, призабойные пространства, вентиляционные устройства	Максимальная скорость воздуха, м/с
Вентиляционные скважины	Не ограничена
Стволы и вентиляционные скважины с подъемными установками, предназначенными только для подъема людей в аварийных случаях, вентиляционные каналы
Стволы, предназначенные только для спуска и подъема грузов
Кроссинги трубчатые и типа перекидных мостов
Стволы для спуска и подъема людей и грузов, квершлаги, главные откаточные и вентиляционные штреки, капитальные и панельные бремсберги и уклоны
Все прочие горные выработки, проведенные по углю и породе
Призабойные пространства очистных и тупиковых выработок

При проведении подготовительных выработок со слоевой отработкой угольных пластов по второму и следующим слоям минимальная скорость воздуха в призабойных пространствах подготовительных выработок, независимо от мощности оставшейся пачки угля и разности природной и остаточной метаноносности пласта, должна составлять не менее 0, 25 м/с. При проходке и углубке вертикальных стволов и шурфов, в тупиковых выработках негазовых шахт и в остальных выработках шахт всех категорий, проветриваемых за счет общешахтной депрессии, - не менее 0, 15 м/с. Минимальная скорость воздуха в камерах не регламентируется.

Производство ремонтных работ в стволах и передвижение людей по лестничным отделениям разрешается при скорости воздуха не более 8 м/с.

При температуре воздуха ниже 16 °С скорость воздушной струи в призабойных пространствах очистных и тупиковых выработок, где ведутся работы, не должна превышать 0, 75 м/с, если для удаления вредных газов не требуется большая скорость.

В отдельных случаях допускаются:

-производство ремонтных работ и вывод людей при аварии в стволах, где скорость воздуха превышает 8 м/c;

-превышение скорости движения воздуха в призабойных пространствах очистных забоев более 4 м/с, когда иными способами невозможно обеспечить поддержание метана в исходящей из очистного забоя вентиляционной струе в пределах норм, указанных в таблице 4.

14. При проектировании шахт, горизонтов, выемочных блоков, панелей, схемы проветривания должны быть такими, чтобы свежий воздух для проветривания уклонных полей подавался из нижней точки уклонов (бремсберговая схема проветривания).

15. Запрещается использовать один и тот же ствол шахты или штольню для одновременного пропуска свежей и исходящей струй воздуха. Это запрещение не распространяется на время проходки стволов (штолен) и околоствольных выработок до соединения с другим стволом или вентиляционной сбойкой.

16. К опасным по газу относятся шахты, в которых хотя бы в одной выработке был обнаружен метан.

17. В зависимости от величины относительной метанообильности и вида выделения метана газовые шахты разделяются на пять категорий согласно таблице 5.

Таблица 5 – Категории шахт по метану

Категория шахт по метану	Относительная метанообильность, м /т
I	До 5
II	От 5 до 10
III	От 10 до 15
Сверхкатегорные	15 и более, суфлярные выделения
Опасные по внезапным выбросам	Пласты, опасные по внезапным выбросам угля и газа, а также выбросоопасные породы

18. Содержание метана в атмосфере подземных выработок и трубопроводах должно соответствовать нормам, приведенным в таблице 6.

Таблица 6 – Допустимые концентрации метана

Вентиляционная струя, трубопровод	Недопустимая концентрация метана, % (по объему)
Исходящая из очистной или тупиковой выработки, камеры, выемочного участка, поддерживаемой выработки	Более 1
Исходящая крыла, шахты	Более 0, 75
Поступающая на выемочный участок, в очистные выработки, к забоям тупиковых выработок и в камеры	Более 0, 5
Местные скопления метана в очистных, тупиковых и других выработках	Более 2
На выходе из смесительных камер	Более 2
Трубопроводы для изолированного отвода метана с помощью вентиляторов (эжекторов)	Более 3, 5
Дегазационные трубопроводы	От 3, 5 до 25

19. Вскрытие и подготовка шахтных полей с опасными и угрожаемыми по внезапным выбросам пластами должны обеспечивать максимальное использование опережающей отработки защитных пластов, заложение подготовительных выработок в неопасных пластах и защищенных зонах и в невыбросоопасных породах, наименьшее число пересечений выбросоопасных пластов, применение столбовых систем разработки, рассредоточение вентиляционных потоков в шахтном поле, возможность секционного проветривания и подсвежения исходящих струй выемочных участков, обособленное проветривание подготовительных забоев, отработку пластов без оставления целиков.

ВЫБОР СХЕМЫ И СПОСОБА ПОДГОТОВКИ ШАХТНОГО ПОЛЯ

Подготовкой шахтного поля называют проведение подготовительных выработок после вскрытия шахтного поля, обеспечивающих условия для подготовки выемочных полей (столбов, участков) [1, 6, 7, 10].

Подготовку шахтного поля обычно ведут частями и по мере их отработки подготавливают следующие части. Существует несколько способов и схем расположения подготавливающих выработок при подготовке угольного месторождения к разработке. Каждая такая схема и способ характеризуются своими индивидуальными особенностями.

Подготовка шахтного поля характеризуется схемой и способом.

Схема подготовки – пространственное расположение системы основных подготовительных выработок в шахтном поле, при котором оно разделяется на части, обеспечивающие условия для подготовки выемочных полей.

Способом подготовки называют расположение основных подготовительных выработок в шахтном поле относительно пласта и его элементов и функционального назначения выработок.

На выбор схем и способов подготовки шахтных полей оказывают влияние горно-геологические и горнотехнические факторы. Из горно-геологических факторов наибольшее влияние оказывают угол падения и мощность пластов, нарушенность месторождения, газоносность и водообильность пластов, а из горнотехнических факторов – размеры шахтного поля по простиранию, способ проветривания, скорость проведения подготовительных выработок и заданный объем добычи.

4.1 Выбор способа подготовки шахтного поля

По расположение подготовительных выработок относительно пласта различают (рис. 4.1):

1. Пластовый способ;

2. Полевой способ;

3. Пластово-полевой способ (комбинированный).

Рисунок 4.1 - Пластовая (а) и полевая (б) подготовка угольных пластов: 1 — главный квершлаг; 2 — пластовый штрек; 3 — полевой штрек; 4 — промежуточный квершлаг; 5 — угольный пласт.

1. Пластовый способ подготовки – это способ подготовки, при котором весь комплекс подготовительных выработок проводится по пласту.

Достоинства способа: попутная добыча угля; получение дополнительной информации об элементах залегания угля; более высокая скорость поведения выработок, малая продолжительность подготовки.

Недостатки способа: дополнительные расходы на поддержание выработок; ограниченная область применения на пластах опасным по внезапным выбросам угля и газа, а так же пластах склонных к самовозгоранию.

2. Полевой способ подготовки – это способ подготовки при которой, весь комплекс подготовительных выработок проводится по породе.

Достоинства способа: расположение выработки вне зоны влияния очистных работ; хорошие условия поддержания выработок; возможность применения на пластах склонных к самовозгоранию.

Недостатки способа: сложные условия проведения выработок в породах с твердостью 5-6 и более; низкие темпы проведения выработок и большая продолжительность подготовки пластов.

3. Пластово-полевой способ – это способ подготовки представляет собой комбинацию двух вышеперечисленных способов.

При подготовке пластов в свите различают два способа подготовки:

1. Индивидуальный способ;

2. Групповой способ.

Индивидуальная подготовка – это способ, при котором весь комплекс подготавливающих выработок проводится для каждого пласта. Индивидуальная подготовка может быть как полевой, так и пластовой. Способ применяется при мощности междупластий > 50 м.

Групповой – это способ подготовки, при котором комплекс подготавливающих выработок (групповые выработки) используется для одновременной отработки двух и более пластов.

4.2 Выбор схемы подготовки шахтного поля

Различают следующие схемы подготовки:

1. Погоризонтная схема;

2. Этажная схема;

3. Панельная схема;

4. Комбинированная схема.

1. Погоризонтная схема подготовки – это пространственное расположение горных выработок, делящее шахтное поле транспортными горизонтами на выемочные ступени, отрабатываемые по падению и восстанию (рис. 4.2.).

Рисунок 4.2. - Погоризонтная подготовка: 1 — вентиляционный ходок; 2 — бремсберг; 3 — главный транспортный пггрек; 4 — ходок; 5 — главный квершлаг; б — главный вентиляционный штрек; 7 — шурф (вентиляционный ствол).

Схемы погоризонтной подготовки применяются при разработке пластов с углами падения до 12˚. При создании эффективных средств выемки и транспорта для работы по падению (восстанию) системы погориэонтной подготовки могут применяться и с большими углами падения (до 18˚ ). Размер выемочной ступени по простиранию равен размеру шахтного поля, размер по падению 400 – 2600м. Погоризонтная подготовка выемочных полей осуществляется проведением в пределах выемочной ступени наклонных подготавливающих выработок. Длина наклонных подготавливающих выработок равна наклонной высоте выемочной ступени. Она может достигать 2000—3000 м. Расстояние между наклонными выработками (бремсбергами и ходками) равно длине очистного забоя. Особенность этой подготовки состоит в том, что очистной забой располагается по простиранию пласта, а перемещается по падению или восстанию. При высокой газообильности предпочтительной является выемка по падению, а при повышенной обводненности — по восстанию пласта.

Схемы погоризонтной подготовки позволяют:

- упростить подготовку шахтного поля и схему транспорта угля в шахте;

- уменьшить протяженность и объем выработок по подготовке шахтного поля;

- обеспечить стабильность длины лавы;

- уменьшить вероятность встречи нарушений, поскольку последние в большинстве случаев располагаются в направлении падения пластов или близко к нему;

- уменьшить поступление метана из выработанного пространства в лаву, исключить вывалы угля в призабойное пространство, повысить безопасность работ на пластах, опасных по выбросам угля и газа (при отработке выемочных, участков по падению);

- сократить приток воды в призабойное пространство (при отработке выемочных участков по восстанию);

Недостатки погоризонтной системы подготовки, кроме ограничения области применения только пологими пластами, связаны с дополнительными трудностями, обусловленными проведением и перевозкой людей и материалов по длинным наклонным выработкам.

2. Этажная схема подготовки – это совокупность выработок делящих шахтное поле на этажи, которые делятся на выемочные столбы.

Этажная подготовка применяется на пластах с углами падения более 18˚. Кроме того, в некоторых случаях она находит применение на пологих пластах; при вскрытии шахтных полей наклонными стволами, пройденными по пласту; при вскрытии шахтных полей вертикальными стволами с ограниченными размерами шахтного поля по простиранию; при разработке сильно газоносных пластов.

Схемы этажной подготовки для индивидуальной отработки пластов применяются, как правило, на наклонных пластах. Схемы, предусматривающие подготовку для групповой отработки нескольких пластов, применяются на наклонных, круто-наклонных, и крутых пластах.

Этажная подготовка применима при любых вариантах вскрытия, допускает широкое варьирование в сочетании с системами разработки и пригодны для подготовки, как отдельных пластов, так и целой свиты их. В последнем случае всегда предпочтительнее объединять близкорасположенные пласты для групповой подготовки и отработки, которая уменьшает общий объем подготовительных работ, создает благоприятные условия для работы внутри шахтного транспорта и уменьшает затраты на поддержание выработок.

При этажной подготовке этажи по простиранию делят на выемочные поля. Подготавливающие наклонные выработки (участковые бремсберги, уклоны, скаты) проводят в каждом выемочном поле. По ним осуществляется доставка угля до откаточного горизонта при делении этажа на подэтажи. В зависимости от угла падения пластов наклонная высота этажа составляет 120—450 м. Последний параметр относится к пологим пластам.

Достоинства этажной подготовки: небольшой объем проведения наклонных горных выработок; более быстрый ввод очистных забоев в эксплуатацию (на пологих пластах); простые схемы проветривания и транспорта.

Недостатки: разбросанность горных работ, большая протяженность этажных пластовых штреков, что приводит к росту затрат на их поддержание (на пологих пластах).

3. Панельная схема подготовки – это совокупность выработок, разделяющих шахтное поле на панели, панели в свою очередь делятся на ярусы, ярусы на выемочные столбы (рис4.3).

Рисунок 4.3 - Панельная подготовка выемочных полей: а — двусторонняя панель; б — односторонняя панель; в — двусторонняя панель с фланговыми печами; 1— основной транспортный штрек; 2 — просек; 3 — путевой ходок; 4 — бремсберг; 5 — людской ходок; 6 — ярусные штреки; 7 — главный вентиляционный штрек; 8— фланговая печь (ходок); 9—промежуточный квершлаг.

Панельные схемы подготовки шахтных полей, как правило, применяются при разработке горизонтальных и пологих пластов с углами падения до 18˚. На пластах с углами падения более 18˚ для обеспечения конвейерной доставки угля по уклонам их проводят диагонально к линии падения пласта с таким расчетом, чтобы угол наклона конвейеров не превышал 18˚.

Панельная схема подготовки, как правило, применяется на крупных шахтах, а при полной конвейеризации шахты и других благоприятных условиях позволяет создавать и очень крупные по мощности предприятия с годовой добычей угля 6 млн. т и более.

Достоинства панельной схемы подготовки:

- возможность создания крупных по мощности шахт за счет одновременной работы в нескольких панелях и обеспечения благоприятных условий для применения наиболее эффективного конвейерного транспорта;

- использование откаточных выработок одного горизонта для подготовки и отработки, значительных по объему запасов уменьшает их удельную стоимость и сокращает число углубок стволов;

- бесперегрузочная перевозка материалов колесным транспортом от склада до забоя и обратно;

- сравнительно малый объем постоянно поддерживаемых выработок;

- большая нагрузка на отдельный пласт и панель, способствующая высокой концентрации горных работ.

Недостатки панельной схемы подготовки:

- ограничение области применения пологими и наклонными пластами;

- сложность в обеспечении надежного проветривания длинных бремсберговых и особенно уклонных полей, имеющих одновременно в работе несколько подготовительных и очистных забоев;

- трудности при эксплуатации длинных наклонных выработок.

Комбинированный схема подготовки сочетает в себе элементы вышеупомянутых схем. Эта схема позволяет эффективнее реализовать достоинства и компенсировать недостатки присущие различным схемам.

При выборе схемы подготовки шахтного поля следует ориентироваться на преимущественное применение:

• погоризонтной схемы подготовки пластов с выемкой их
по падению при углах падения до 10— 12° или восстанию при
углах падения до 6 — 8° и длине столба 800 — 1000 м для раз
работки мощных пластов и длине столба 1000 -- 1500 м при
разработке пластов тонких и средней мощности;

• панельной схемы подготовки пластов с углом падения
12 — 25° с выемкой их по простиранию, а также горизонталь
ных пластов при размере двукрылой панели по простиранию
1500—-3000м;

• этажной схемы подготовки пластов с углом падения
свыше 25°.

4.3 Правила безопасности при подготовке шахтного поля

1. При проведении подготовительных выработок с подрывкой боковых пород отставание породного забоя от угольного должно быть не более 5 м[3].

При проведении выработок по углю широким забоем при ширине раскоски более 5 м необходимо иметь соединенный со штреком закрепленный косовичник, служащий запасным выходом и вентиляционным ходком.

В подготовительных выработках, проводимых вслед за очистным забоем, отставание породного забоя от угольного забоя лавы не должно превышать 5 м, если в очистной выработке применяется индивидуальная крепь, 8 м - при механизированной крепи и 11 м - при выемке угля стругами.

2. Запрещается продолжение проходки вертикальной выработки после сооружения ее устья без предварительного перекрытия на нулевой отметке, а также проходка и углубка ствола (шурфа) без защиты полком рабочих, находящихся в забое, от возможного падения предметов сверху.

3. Подготовительные работы в установленных прогнозом опасных зонах необходимо проводить с применением способов предотвращения внезапных выбросов угля и газа и контролем их эффективности или с помощью сотрясательного взрывания в порядке, установленном Госгортехнадзором России.

4. При проведении подготовительных выработок по угольным пластам в установленных текущим прогнозом выбросоопасных зонах должна применяться, как правило, рамная крепь со сплошной перетяжкой пространства между рамами и обязательным забучиванием пустот в закрепном пространстве.

от 7 до 10 град. - перилами, прикрепленными к крепи;

от 11 до 25 град. - трапами с перилами;

от 26 до 30 град. - сходнями со ступеньками и перилами;

от 31 до 45 град. - лестницами с горизонтальными ступеньками и перилами.

В лестничных отделениях стволов и других выработок с углом наклона от 45 до 90 град. лестницы должны устанавливаться с уклоном не более 80 град. и выступать на 1 м над горизонтальными полками, прочно заделываемыми в крепь с интервалом не более 8 м. Лазы в полках должны иметь размеры:

ширина - не менее 0, 6 м;

высота - не менее 0, 7 м (по нормали к лестнице).

Лазы над первой верхней лестницей должны закрываться лядами. Лазы в стволах и других выработках между соседними полками должны быть смещены на ширину лаза.

5 Технология очистных работ

Система разработки – это определенный порядок ведения подготовительных и очистных работ в пределах этажа, яруса или горизонта, увязанный в пространстве и во времени, для данных горно-геологических условий.

Подготовительные работы – это комплекс процессов отработки, погрузки и транспортировки горной массы, закрепления крепи, вентиляции, наращивания транспортных устройств, обеспечивающих проведение горных выработок.

Очистные работы – это совокупность процессов отбойки, погрузки отбитой горной массы на забойное транспортное средство, доставка полезного ископаемого от забоя до транспортной выработки.

Системы разработки делятся в основном на три вида: сплошные, столбовые и комбинированные [1, 4, 5, 6, 7]. Большинство технологических схем отработки выемочных участков с их применением приведены, например, в нормативных материалах [2].

Принципиальная сущность и отличительные особенности сплошной и столбовой систем разработки схематично представлены на рис. 1 и 2, где на левом крыле панели (рис. 1) представлена сплошная система разработки, на правом (рис. 2) - столбовая(длинные столбы по простиранию). Показаны три яруса: 1-й отработан, 2-й отрабатывается и 3 - и подготавливается.

Рисунок 1 - Сплошная система разработки

Рисунок 2 - Столбовая система разработки

На схемах рис. 1 и последующих обозначено: 1, 2, 3, 4 - панельные конвейерный, путевой, вентиляционный и фланговый бремсберги (уклоны) соответственно; 5 - конвейерный штрек; 6 - вентиляционный штрек; 7 - монтажная камера; 8 - очистной забой (лава); 9 - бутовая полоса или искусственное ограждение (органный ряд, костры, спецкрепь или др.);

При сплошной системе разработки применяется прямой порядок отработки при одновременном попутном движении очистного и подготовительных забоев, причем последние только незначительно опережают очистной забой.

При столбовой системе разработки осуществляется полное оконтуривание выемочного столба подготовительными выработками и отработка его обратным ходом от границ панели или этажа.

В этой связи главной особенностью столбовых систем разработки является отсутствие взаимного влияния подготовительных и очистных работ, что весьма положительно сказывается на эффективности использования современного высокомеханизированного очистного и проходческого оборудования.

Аналогичным образом применение данных систем при этажной и погоризонтной подготовке шахтного поля, но в последнем случае с движением очистных забоев по падению или восстанию пласта.

К комбинированным системам разработки относят такие, которые сочетают в себе характерные особенности двух и более систем разработки.

Существуют три дополнительных признака классификации систем разработки:

1. Технология выемки угля;

1.1. Длинными очистными забоями;

1.1.1. Выемка на полную мощность;

1.1.2. Слоевая выемка;

2. Подвигание очистного забоя;

2.1. По простиранию;

2.2. По падению;

2.3. По диагонали;

3. Технологическая схема ведения очистных работ с делением:

3.1. Этажа на подэтажи;

3.2. Яруса на подярусы и др.

При выборе какой-либо из данных систем разработки для конкретных условий нужно учитывать выявленные длительной практикой их применения в различных условиях достоинства и недостатки, а также возможную область применения.

Дается подробное описание выбранного варианта системы разработки и указываются ее основные параметры: длина лавы, размеры панели (выемочного поля), целиков около подготовительных выработок, взаимное положение очистных и подготовительных забоев и т.д.

В зависимости от горно-геологических условий рекомендуется принимать:

• на пологих и наклонных пластах мощностью до 3, 5 м — систему разработки длинными столбами по простиранию, а при углах падения до 10 — 12° — длинными столбами по падению (восстанию, если угол падения не превышает 6 — 8°). Следует применять системы разработки без оставления целиков угля и с повторным использованием выемочных штреков, а при мощности пласта свыше 2, 5 м с трудноуправляемыми кровлями и пучащими почвами — проведение выемочных выработок вприсечку к выработанному пространству;

• на крутых пластах мощностью до 1, 5 м — систему разработки длинными столбами по простиранию с выемкой на передние квершлаги, а при мощности более 1, 5 м также длинными столбами с выемкой по падению с применением различных вариантов щитовых перекрытий.

При выборе системы разработки и технологической схемы очистных работ следует пользоваться «Технологическими схемами разработки пластов на угольных шахтах», разработанными в ИГД им. А.А. Скочинского.

5.1 Технические средства очистных работ

Основным средством выемки угля на пологих и наклонных пластах в настоящее время являются комплексы добычного оборудования, позволяющие механизировать и совмещать во времени все основные операции технологического процесса в очистном забое[8].

В общем случае в состав очистного механизированного комплекса входят: механизированная крепь, крепи сопряжении очистного забоя со штреками, выемочная машина (комбайн, струг), забойный конвейер, крепи сопряжении, насосные станции (СНУ или СНТ) оросительная система с оросительной установкой 2УНЦНС13, предохранительная лебедка, энергопоезд и другое оборудование.

На шахтах применяются механизированные комплексы отечественного и импортного производства. Некоторые из них: отечественные - КМ-138, КМ-142, КМ-144; зарубежные - JOY, DBT, FAZOS, PIOMA, GLINIK.

Выбор средств механизации очистных работ производится на основе анализа горно-геологических условий залегания угольных пластов (мощность, угол падения пласта), свойств угля (крепость, сопротивление резанию), а также свойств и состояния вмещающих пород кровли и почвы с учетом способа управления горным давлением [4, 5, 6, 7, 8].

Для пологих пластов мощностью свыше 0, 7 м при управлении кровлей полным обрушением рекомендуется применять механизированные крепи. Тип механизированной крепи (оградительная, поддерживающая, оградительно-поддерживающая и поддерживающе-оградительная) обосновывается с учетом мощности пласта и обрушаемости пород кровли.

При мощности пластов до 1, 9 — 2, 0 м и породах кровли средней устойчивости и устойчивых рекомендуется применять крепи поддерживающего типа.

На пластах мощностью более 2, 0 м могут применяться крепи как оградительно-поддерживающего, так и поддерживающе-оградительного типа. Критерием применения того или иного типа крепи является устойчивость и обрушаемость пород кровли. При легкообрушаемых породах кровли предпочтение следует отдавать оградительно -поддерживающим крепям.

Техническая характеристика применяемого очистного оборудования представляется в таблицах.

Нагрузка на очистной забой

Очистной забой — это поверхность очистной выработки, с которой осуществляется выемка полезного ископаемого. Нагрузка на очистной забой – добыча угля в единицу времени.

Существует много методик расчета и выбора нагрузки на очистной забой: нормативные; по техническим возможностям машин, входящих в состав комплекса; по организационным факторам; по совокупности перечисленных факторов. Максимальным проверочным условием для расчетной нагрузки на очи-

стной забой является газовый фактор[9].

Суточная нагрузка на очистной забой с учетом горнотехнических факторов (скорости подачи комбайна) рассчитывается по формуле

, (21)

где А_сут.н - нормативная суточная нагрузка на очистной забой, т/сут;

А_ц - количество угля с одного цикла, т;

Т - время работы в очистном забое за сутки, мин;

Т_ц - время, затрачиваемое на цикл, мин.

, (22)

где с - коэффициент извлечения угля из забоя (0, 97 - 0, 98).

, (23)

где t_см - продолжительность добычной смены, мин (360 или 420 мин); t_п.з - продолжительность подготовительно - заключительных операций в смену (принимать 15-20 мин/см); N_см - количество смен по добыче угля в сутки.

, (24)

где L_м.л - принятая машинная длина лавы (без ниш), м; V_п - рабочая скорость подачи комбайна, м/мин; V_х - скорость холостого хода комбайна (5-6 м/мин); St_в - суммарное время на вспомогательные операции цикла, отнесенные к 1м длины лавы (0, 15 - 0, 3 мин/м); К_о - коэффициент, учитывающий норматив времени на отдых (1, 15-1, 18); К_к - коэффициент, учитывающий затраты времени на концевые операции (К_к = 1, 15 -1, 2).

Рабочая скорость подачи комбайна, м/мин, определяется по энергозатратам на выемку угля с учетом сопротивляемости угля резанию и других технических факторов

(25)

где N_уст - устойчивая мощность двигателей комбайна, кВт, в расчетах можно принимать N_уст = (0, 75 – 0, 9) • Р_дв, где Р_дв - мощность двигателя комбайна

⇐ Предыдущая 1 234 Следующая ⇒