ГЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕХНОЛОГИИ ПОДЗЕМНОЙ ДОБЫЧИ УГЛЯ
Общие положения.
Основными процессами в технологии добычи угля считаются очистные работы, транспортирование добытого угля, его обогащение и отгрузка.
Производственный процесс – это совокупность последовательных действий, направленных на достижение определенного результата и имеющих определенное технологическое и организационное содержание.
Производственный процесс представляет собой совокупность рабочих процессов.
Рабочий процесс – четко очерченная и отличающаяся по своей организационной структуре и технологическому содержанию часть работы (например, выемка и крепление ниши). Рабочие процессы, в свою очередь, делятся на операции.
Операция – совокупность рабочих действий (приемов), характеризующихся однородностью технологического содержания, единством и неизменностью исполнителей, рабочего места, оборудования и рабочий приспособлений. Операции делятся на основные, вспомогательные и подготовительно-заключительные.
Основные операции вносят изменения в форму, положение или состояние объекта работы (предмета труда). Они определяют содержание и конечную цель процесса.
Вспомогательные операции сопутствуют основным, но не вносят изменений в форму, положение или состояние предмета труда (замена зубков, зачистка лавы и др.)
Подготовительно-заключительные операции связаны с подготовкой и уборкой рабочего места и оборудования в начале и конце смены или с завершением работы в течение смены (прием и сдача смены, осмотр и приведение в безопасное состояние рабочего места и др.)
Добыча угля включает в себя отдельные стадии производственного процесса, которые группируются по назначению и месту их выполнения. Различают очистные, подготовительные, транспортные и другие работы. Эти работы можно условно изобразить в виде взаимного расположения предметов труда, средств труда и окружающей среды. Такое условное изображение отдельных стадий технологического процесса называются технологической схемой.
Технологическая схема характеризует технологический процесс, указывает порядок выполнения работ во времени, режим их проведения и средства их осуществления.
Технологические схемы производственных процессов могут изменяться при изменении как горно-геологических условий, так и средств механизации.
Отдельные процессы группируются по месту их выполнения.
Первый уровень – процессы в выемочном поле. Главными процессами на этом уровне являются работы, выполняемые в очистном забое, и транспортирование в выемочном поле. Вспомогательными процессами являются проведение и поддержание выработок, а также их проветривание и осушение.
Второй уровень – процессы в магистральных выработках, околоствольных дворах и стволах. Здесь главными являются процессы транспортирования по наклонным и горизонтальным выработкам и в околоствольном дворе, а также подъем. Вспомогательными процессами являются водоотлив, проветривание и ремонт горных выработок.
Третий уровень – процессы на поверхности шахты. На этом уровне главными процессами являются погрузка угля в железнодорожные вагоны, транспортирование породы и складирование.
Строение, структура массива пород.
В зависимости от расположения отдельных слоев боковых пород относительно угольного пласта и способности их к обрушению и сдвижению различают ложную, непосредственную и основную кровлю и ложную, непосредственную и основную почву.
Ложной кровлей называют легкообрушающийся слой пород незначительной мощности (до 0.5-0.6м), залегающий непосредственно над пластом угля. Обычно ложная кровля обрушается при выемке угля или через небольшой промежуток времени после выемки.
Непосредственной кровлей называют толщу пород над угольным пластом, которая легко обрушается при небольших обнажениях на некотором расстоянии от забоя.
Основной кровлей называют толщу прочных пород, залегающих над непосредственной кровлей. Породы основной кровли могут сохранять устойчивость при обнажении их на большой площади. Обрушаются они через некоторое время после обрушения непосредственной кровли.
Ложная почва представляет собой верхнюю, как правило, маломощную часть непосредственной почвы, слабосвязанную с нижележащими породами или обладающую низким сопротивлением вдавливанию стоек.
Непосредственной почвой называют толщу пород, залегающую непосредственно под угольным пластом. Со свойствами непосредственной почвы связаны явления пучения, вдавливания в нее крепи.
Основной почвой называют толщу пород, залегающую ниже непосредственной почвы.
Устойчивость и характер обрушения пород в очистном забое в значительной степени зависят от способности пород расслаиваться, при этом большое значение имеет мощность тех обособленных слоев, на которое расслаивается порода. Чем меньше связь между слоями и чем тоньше эти слои, тем легче они обрушаются небольшими участками. Чем толще слои, на которые расслаивается порода, тем труднее они прогибаются и тем большими участками они обрушаются.
Расслоение пород тесно связано со слоистостью. Основной ее причиной является смена слабых пород крепкими, причем расслоение происходит по прослойкам слабых пород и для этого достаточно, чтобы в крепкой породе был хотя бы весьма тонкий сплошной прослоек слабой породы.
Устойчивость горных пород, окружающих горную выработку, в значительной степени зависит от их трещиноватости.
По своему происхождению трещины разделяются на эндогенные и экзогенные.
Эндогенные - трещины, образовавшиеся в результате осадконакопления угленосных толщ и их преобразования.
Экзогенные – трещины, образовавшиеся в результате воздействия тектонических процессов.
В зависимости от степени трещиноватости различают горные породы:
Нетрещиноватые;
Слаботрещиноватые – с одной системой трещин при расстоянии между ними более 1м;
Среднетрещиноватые – с двумя системами взаимно пересекающихся трещин при расстоянии между ними более 1м;
Сильнотрещиноватые – с несколькими системами взаимно пересекающихся трещин при средней частоте расположения трещин до 0.5м;
Весьма сильнотрещиноватые – с несколькими системами трещин, расположенных на расстоянии менее 0.2м одна от другой.
Устойчивость пород определяется их способностью не разрушаться при обнажении под действием собственного веса и внутренних напряжений вблизи обнажений.