С начала 1950-х годов на большинстве разрезов восточной части Аппалачинского каменноугольного бассейна (США) для извлечения угля из пластов, залегающих на небольших глубинах и за предельными контурами отработки, стал применяться специальный способ, названный «прибортовая отработка угля».
Как способ добычи, «прибортовая отработка угля» была «простимулирована» реальной возможностью добычи существенных объёмов кондиционного товарного угля без выполнения дополнительных вскрышных работ.
Открытые горные работы с применением технологий «прибортовой отработки угля», в том числе и добычи угля на основе КГРП, выполняемые с дневной поверхности, исключают необходимость проветривания очистных выработок, т.к. выемка угля ведётся без присутствия людей в забоях, что способствует сокращению потерь угля в целиках (ширина барьерного целика в среднем 1-2 м против 15-18 м при подземной камерно-столбовой системе разработки).
Самый первый способ механизации прибортовой добычи, начавшейся в 1940-х годах, состоял в извлечении угля с помощью шнекобуровой машины, оснащённой горизонтальными шнеками большого диаметра.
Технология выемки угля состоит в последовательном выполнении ряда операций. На рабочей площадке у откоса уступа с обнажённым выходом угольного пласта устанавливается шнекобуровая машина таким образом, чтобы продольная ось головной секции шнека совпала с линией падения (восстания) пласта, а буровая коронка шнека находилась в пределах его мощности. Вращением и подачей бурового шнекового става на забой производится разрушение и выдача угля из скважины с его разгрузкой в приёмный бункер машины, откуда он конвейером подается в транспортные сосуды или в штабель, организуемый на площадке уступа.
|
|
После забуривания головной секции шнека буровой став наращивается присоединением очередной секции, и бурение продолжается до проектной глубины скважины (50-100 м).
После этого буровой став извлекается последовательным демонтажом секций, шнекобуровая машина передвигается в новую точку забоя для бурения очередной скважины. В процессе выбуривания угля между соседними скважинами оставляются целики угля шириной 0,3-0,6 м.
В некоторых случаях дополнительно оставляются межблоковые (барьерные) целики шириной 3-5 м. Шаг размещения таких целиков и их ширина зависят от прочности и устойчивости пород кровли пласта.
При выбуривании угля из пласта мощностью, превышающей диаметр буровой коронки более чем в 2 раза, скважины бурятся в два ряда друг над другом: при этом сначала бурится верхняя, затем – нижняя скважины. В результате между верхним и нижним рядами скважин образуется прослоек неразрушенного угля толщиной 0,1-0,15 м.
Во избежание засорения добытого угля вмещающими породами оставляются также угольные прослойки в кровле и почве пласта толщиной 0,15-0,2 м. Сравнительно небольшой диаметр скважин и оставляемые межскважинные целики угля обеспечивают достаточную устойчивость и нерушимость кровли пласта, залегающего даже в слабых породах (аргиллитах, глинистых сланцах).
Первые модели шнекобуровых машин выбуривали уголь скважинами глубиной до 15 м, по достижении которой резцы коронки под тяжестью шнеков начинали подрабатывать подошву пласта, выдавая засоренный породой уголь. Даже при хороших условиях до 1974 г. средняя глубина бурения не превышала 60 м. Позже производители шнекобурового оборудования создали двух- и трёхшнековые машины для выемки угля из маломощных (до 46 см) пластов.
|
|
Также попытались увеличить глубину выбуривания за счёт совершенствования конструкции и усиления некоторых элементов машин. В 1980-х годах при благоприятных горно-геологических условиях средняя глубина выработок составляла 120 м, а в 1990-е годы мощные машины (более 1000 л.с.) компании «БрайДет» достигали глубин в 225 м. При этом наиболее популярной в США маркой шнекобуровых машин в 1970-1980-е годы стали машины «Салем»