Лекция 34
Параметры очистной выработки
1. Общие сведения
2. Структура технологии
3. Элементы технологии очистных работ
Общие сведения
Очистными называют выработки, проводимые по пласту или залежи и предназначенные для выемки полезного ископаемого. Очистные выработки непрерывно или периодически передвигаются в пространстве. Форма их поперечного сечения и длина зависят от мощности и угла падения разрабатываемых пластов и технологии добычи полезного ископаемого. В угольных шахтах к очистным выработкам относят лавы и камеры.
Лава 8 – очистная выработка значительной протяженности (от нескольких десятков до нескольких сот метров), один бок которой образован массивом полезного ископаемого (забоем лавы), а другой – закладочным материалом или обрушенной породой. Лава имеет выходы на транспортный и вентиляционный штреки (ходки при продвигании лавы по падению или восстанию) либо на просеки.
Забоем очистным (рис.1) называют передвигающуюся в пространстве поверхность полезного ископаемого, с которой непосредственно осуществляется выемка угля (отделение угля от массива, разрушение его и погрузка на забойный конвейер).
Призабойным пространствомдлинной очистной выработки (лавы) (рис.1) называют пространство внутри очистной выработки между забоем очистным и специальной крепью, ограждающей очистную выработку от выработанного пространства. Призабойное пространство лавы служит для размещения выемочных машин, средств доставки, забойной крепи и работающих в лаве людей, а также для движения потока шахтного воздуха. В зависимости от горно-геологических условий, принятой технологии выемки угля ширина призабойного пространства может находится в пределах от 1,5 до 4-5 м.
Выработанным пространством (рис.1) называют пространство, образующееся после извлечения полезного ископаемого в результате ведения очистных работ (комплекс процессов, операция, производимых в очистных выработках с целью извлечения полезного ископаемого).
Поверхности горных пород, ограничивающие длинную очистную выработку сверху, называют кровлей, снизу – почвой (рис. 1).
Очистная камера – очистная выработка небольшой протяженности (до 12–16 м), ограниченная по бокам целиками угля.
Рис.1. Элементы очистной выработки (лавы):
1 – забой очистной; 2 – призабойное пространство очистной выработки; 3 – выработанное пространство очистной выработки; 4 – кровля очистной выработки; 5 – почва очистной выработки
Технология очистных работ в длинном забое характеризуется постоянством рабочего пространства, насыщением его средствами механизации технологических процессов, непрерывной вентиляцией при соблюдении санитарных норм по содержанию вредных газов и частиц в шахтной атмосфере. В большинстве технологических схем применяется цикличная организация работ по выемке угля и управлению горным давлением.
Основным процессом в технологии добычи угля является разрушение части угольного массива, которая примыкает к рабочему пространству забоя, и его дробление до величины куска удобной для погрузки и транспортирования.
Длинный очистной забой имеет два выхода в две независимые подготовительные выработки, которые называют концевыми участками очистного забоя (лавы). Они являются началом и концом очистного забоя. Началом забоя считается участок, куда поступает свежая струя воздуха из подготовительной выработки, а концом – откуда она выходит. В этом месте подготовительная и очистная выработки образуют сопряжение, где технология выемки угля имеет отличительные особенности. В неё вводят дополнительные операции, которые обеспечивают маневр средств механизации для выемки новой полосы угля и управление состоянием массива горных пород.
Дальнейшими основными направлениями в технологии выемки угля предусматривается применение высокопроизводительных механизированных комплексов, узкозахватных комбайнов, струговых и скреперо-струговых установок, а также индивидуальных крепей с характеристиками, отвечающими горно-геологическим условиям залегания пластов. Они позволяют интенсифицировать процесс выемки и крепления на концевых участках очистного забоя, а именно:
· возможность выемки угля на концевых участках забоя без ниш, применяя фронтальную зарубку комбайна (КА80, КА90) или косые заезды (К103М, 2ГШ68Б, ГШ200Б, ГШ500 и др.);
· передвижку секций крепи с активным подпором кровли;
· применение двухстороннего управления секциями крепи с соседней;
· обеспечение высокого коэффициента затяжки кровли;
· управление интенсивностью воздействия на угольный выбросоопасный пласт в опасных зонах за счет регулирования скорости подачи выемочной машины.
Структура технологии
Технология выемки угля в длинных очистных забоях имеет гибкую структуру. Число элементов, слагающих структуру, может изменяться в зависимости от горно-геологических условий и принятых средств механизации производственных процессов. При любых изменениях в технологии постоянными ее элементами остаются отбойка, погрузка угля, транспортирование его вдоль забоя, крепление рабочего пространства, передвижка забойного конвейера (переноска рештаков и т.д.), концевые операции (подготовительные и заключительные) и управление состоянием горного массива.
Выполнение технологии выемки угля осуществляется в тесной взаимосвязи со вспомогательными операциями, сорганизацией работ, процессами обеспеченияи вентиляции забоя при неукоснительном соблюдении правил безопасности.
Схематичное изображение структуры технологии выемки угля в длинном очистном забое приведено на рис. 2.1.
Последовательность включения структурных элементов технологии в работу имеет смещение во времени продолжительности технологического цикла по выемке угля в забое.
Компоновка оборудования в очистном забое
Средства механизации производственных процессов включают: выемочную машину, забойный конвейер, механизированную или индивидуальную крепь, а возможно и их комбинацию, крепь сопряжения или усиления на концевых участках забоя.
По комплектации технологические схемы очистных работ разделяют на две группы:
· с передвижными механизированными крепями (механизированные комплексы и агрегаты);
· с индивидуальными крепями.
По горно-геологическим условиям применения:
· для разработки пологих пластов;
· для крутонаклонных и крутых пластов.
В механизированных комплексах кинематическое сочетание различных видов оборудования и машин подчинено взаимной согласованности выполняемых технологических функций по добыче угля при местном управлении.
Выемочные агрегаты сочетают технологическую и кинематическую увязку различного оборудования и машин, которые применяются в длинном очистном забое при местном или дистанционном управлении.