Розділ 2: Процеси гірничого виробництва

Тема 15: Процеси підземних гірничих робіт при очисній виїмці

План заняття

1.Процеси гірських робіт при веденні очисної виїмки (основні і додаткові).

2.Схеми очисної виїмки.

3.Способи виїмки корисної копалини.

4.Способи кріплення очисного вибою.

5.Транспортування вугілля уздовж забою.

6.Способи управління покрівлею.

1.Процеси гірських робіт при веденні очисної виїмки (основні і додаткові).

Під технологічною схемою очисних робіт розуміють сукупність гірничих виробок в межах виїмкової дільниці, що дозволяють здійснювати взаємопов'язані процеси і операціі очисних робіт на базі певних засобів механізації та організації робіт, спрямованих на економічний і безпечний видобуток вугілля.

До основних процесів очисних робіт відносять виїмку, транспортування вугілля в межах очисного вибою, кріплення робочого простору лави і сполучень, управління гірським тиском, провітрювання.

Під очисними роботами розуміють безпосередню виїмку корисних копалин, кріплення вибою та управління покрівлею.

Очисна виїмка - це сукупність процесів відбійки, навантаження на вибійний конвеєр і доставки вугілля до найближчої транспортної виробки.

Основні операції очисних робіт зазвичай включають відділення корисної копалини від масиву, навантаження його на конвеєр і транспортування уздовж лави, пересування конвеєра, кріплення вибою та управління гірським тиском, проведення ніш, заходи щодо зниження пилоутворення і газовиділення. Всі інші операції відносять до додаткових: доставку в забій обладнання і матеріалів, укладання рейкового шляху, нарощування трубопроводів або їх прибирання і ін. Виконують додаткові процеси найчастіше спільно з основними роботами.

2.Схеми очисної виїмки.

Очисна виїмка є головним процесом очисних робіт. Кріплення вибою і управління покрівлею повинні забезпечити нормальне виконання робіт по очисній виїмці.

Очисний вибій - вибій, в якому здійснюється масовий видобуток корисних копалин. За технологічним принципом очисні вибої поділяються на довгі і короткі.

У довгих очисних вибоях, званих лавами, застосовують дві схеми виїмки: флангову і фронтальну.

При фланговій схемі відділення вугілля від масиву здійснюється виїмковою машиною, яка переміщується вздовж забою перпендикулярно до напрямку його посування. Залежно від ширини захвату виїмкових машин розрізняють широкозахватну, вузькозахватну і стругову виїмку вугілля. При широкозахватній виїмці ширина захвату більше 1 м, вузькозахватній - 0,5-1,0 м, струговій - 0,03-0,15 м. Широкозахватна виїмка в даний час не застосовується. Основними виїмковими машинами в довгих очисних вибоях є вузькозахватні комбайни.

При фронтальній виїмці відділення вугілля від масиву здійснюється виїмковим агрегатом одночасно по всій довжині очисного вибою. Така технологія дає змогу здійснювати видобуток вугілля без постійної присутності людей в очисному забої.

Очисні вибої можуть бути по-різному орієнтовані відносно елементів залягання пласта. Вони можуть бути розташовані по падінню чи простяганню пласта, і переміщуватися по простяганню, падінню або повстанню.

3.Способи виїмки корисної копалини.

Відділення вугілля від масиву і його дроблення здійснюють комбайнами, стругами, агрегатами, гідромоніторами, механо-гідравлічними машинами та буропідривними роботами.

Основним засобом механізованої виїмки вугілля на пологих і похилих пластах є очисні комбайни.

Очисний вугільний комбайн - машина, одночасно виконуюча у вибої операції по відділенню вугілля від масиву, подрібненню його і навантаження на вибійний конвеєр.

Вугільний комбайн складається з електродвигуна, механізму подачі, виконавчого органу, вантажного пристрою і систем управління і пилоподавлення.

Найбільшого поширення набули барабанні і шнекові виконавчі органи, якими оснащуються вузькозахватні комбайни.

Комбайн руйнує масив вугілля і вантажить його на конвеєр; вугілля, що просипається на підошву, зачищається за допомогою навантажувальних пристроїв комбайна: щітками або лемехами.

Переміщення комбайна вздовж вибою здійснюють за човниковою і односторонньою схемами. При односторонній схемі виїмку вугілля ведуть тільки в одному напрямку руху, а в зворотньому роблять механічну зачистку підошви вибою і холосту перегонку комбайна. При човниковій схемі виїмку вугілля здійснюють в обох напрямках.

4.Способи кріплення очисного вибою.

Технологічні схеми очисних робіт в довгих забоях поділяють на дві групи:

• з пересувними механізованими кріпленнями (механізованими комплексами і агрегатами);

• з індивідуальним кріпленням.

Виїмка корисної копалини супроводжується оголенням порід, що вміщають. При цьому вміщуючі породи втрачають стійкість і можуть руйнуватися. Для створення безпечних умов роботи виїмка вугілля супроводжується кріпленням порід покрівлі.

Кріплення очисних виробок - це штучна споруда, що зводиться для запобігання обвалення порід покрівлі, збереження необхідної площі поперечного перерізу привибійного простору і управління гірським тиском.

Кріплення повинно відповідати таким вимогам: воно повинно бути міцним і стійким; мати піддатливість; мати мінімальну вагу; забезпечувати механізацію установки і пересування; мати необхідну площу привибійного простору для пропуску достатньої кількості повітря; не заважати виконанню інших виробничих процесів; повинно бути недорогим, надійним і довговічним.

Кріплення може бути індивідуальним і механізованим.

Під індивідуальним кріпленням розуміють кріплення очисних виробок, що складається з окремих, не пов'язаних між собою конструктивно елементів, що встановлюються вручну слідом за посуванням вибою. Індивідуальне кріплення підрозділяється на привибійне і спеціальне (посадкове).

Привибійне кріплення встановлюється слідом за посуванням забою і служить для підтримки безпосередньої покрівлі в робочому просторі очисної виробки, що примикає до вибою. Це простір називається привибійним.

Спеціальне або посадкове кріплення встановлюється на межі з погашаючим виробленим простором і виконує роль ріжучої опори при управлінні покрівлею повним обваленням.

Механізованим називається кріплення очисних комплексів і агрегатів, всі секції якої кінематично пов'язані між собою і пересуваються за допомогою домкратів слідом за посуванням вибою. Вона складається з окремих секцій, кожна з яких переважно має основу, гідравлічні стійки, верхняк і гідравлічний домкрат для пересування секцій. Механізоване кріплення захищає привибійний простір, механізує процес кріплення і управління покрівлею. Секції механізованого кріплення встановлюються в вибої по всій довжині лави.

В даний час широко застосовуються пересувні кріплення, в яких процес установки і переміщення відбувається безперервно. До них відносяться гідрофіковані кріплення механізованих комплексів, щитові перекриття різних конструкцій і інші види кріплень.

За характером взаємодії з бічними породами механізовані кріплення підрозділяються на кріплення огороджувального, підтримуючого, огороджувально-підтримуючого і підтримуючо - огороджувального типів.

Кріплення огороджувально типу містять тільки огороджувальні елементи, що перешкоджають проникненню завалених порід в привибійний простір. Кріплення підтримуючого типу мають верхняк, що підтримує покрівлю по всій ширині привибійного простору, застосовуються на пластах тонких і частково середньої потужності. Огороджувальні елементи або відсутні, або виконують допоміжну роль, запобігаючи проникнення завалених порід покрівлі в робочий простір лави.

Огороджувально-підтримуюче кріплення має серповидну огорожу, що підтримує завалені породи покрівлі та запобігає їх проникненню в робочий простір лави, а також козирок, що підтримує покрівлю безпосередньо у вибої.

Кріплення підтримуюче-огороджувального типу мають підтримуючі і огороджувальні елементи, активно сприймають навантаження з боку підтримуваних порід покрівлі.

5.Транспортування вугілля уздовж забою.

Навантаження вугілля на конвеєр може проводитися різними способами: вручну, за допомогою навантажувальних пристроїв очисної машини.

На вугільних шахтах для доставки вугілля в довгих очисних вибоях на пологих і похилих пластах застосовують скребкові конвеєри. Вони отримали широке поширення, так як відносно прості за конструкцією, придатні до важких умов експлуатації, пристосовані для роботи з очисними комбайнами, стругами і механізованими кріпленнями. Вони є базою сучасних механізованих комплексів. Вугілля навантажують на рештачні стави і скребками переміщують по лаві. Рештачні стави складаються зі з'єднаних між собою рештаків - металевих штампованих або зварних жолобів, в яких переміщаються ланцюги і скребки.

У міру виїмки корисної копалини вибійний конвеєр повинен періодично пересуватися до вибою. При розробці крутих пластів вугілля транспортується вздовж лави під дією сил гравітації (тобто під власною вагою).

6.Способи управління покрівлею.

Управлінням гірським тиском називають комплекс заходів з регулювання проявів гірського тиску в очисному забої з метою забезпечення безпечних і необхідних виробничих умов. Такими заходами є: вибір конструкції кріплення, способу кріплення і попередження масових обвалень бічних порід. Всі існуючі способи управління покрівлею можна розділити на три групи:

• природна підтримка виробленого простору за допомогою ціликів вугілля;

• обвалення порід покрівлі за межами привибійного простору;

• штучне підтримання покрівлі у виробленому просторі за допомогою заповнення його порожніми породами.

У практиці розробки вугільних пластів довгими очисними вибоями застосовуються такі способи управління покрівлею: повне обвалення, часткове обвалення, повна закладка, часткова закладка і плавне опускання.

Найпоширенішим способом управління покрівлею є повне обвалення. Повна закладка виробленого простору як спосіб управління покрівлею має обмежене застосування, так як це пов'язано з додатковими витратами на її здійснення. НА ПОЧАТОК