Расчет промышленных запасов шахтного поля

Областью применения системы разработки наклонными слоями с обрушением кровли являются мощные пологие и наклонные пласты без  существенной тектонической нарушенности. Применение этой системы разработки на наклонных и крутых пластах  ограничено условиями управления кровлей и средствами механизации основных производственных процессов.

1.2. Короткими очистными  забоями; 

1.2. К группе систем  разработки короткими очистными  забоями относят системы, длина  очистных забоев которых не превышает 20м. При коротких забоях все процессы очистной добычи упрощаются, в результате чего значительно увеличивается скорость их подвигания, причем одновременно в действии может находиться большое число забоев, что обеспечивает высокую нагрузку на пласт. Вместе с тем системы разработки короткими забоями имеют крупный недостаток — высокие потери полезного ископаемого.

Системы разработки короткими  очистными забоями системы разработки могут эффективно применяться в  первую очередь на пологих пластах угля и горючих сланцев средней мощности, не склонных к самовозгоранию, не опасных по горным ударам, имеющих устойчивые боковые породы и залегающие на сравнительно небольшой глубине. В условиях крутых пластов камерные системы могут применяться только при слоистых породах кровли средней устойчивости.

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 подъярусы;

3.1. Система длинных  столбов по простиранию с разделением этажа на подэтажи широко применяется при разработке крутых пластов мощностью 1,2 — 2,4 м. Для подготовки к выемке при этой системе проводят этажные штреки, сбиваемые между собой скатами. От скатов проводят промежуточные штреки, число которых зависит от наклонной высоты этажа, устойчивости боковых пород и принятого способа выемки. По мере подвигания очистного забоя промежуточные штреки погашают.

Управление кровлей  чаще всего производится способом полного  обрушения, а иногда — полной закладки. В большинстве случаев посадку пород кровли при полном обрушении производят на органную крепь, в некоторых случаях — на режущие целики. К последним прибегают в том случае, если при применении органной крепи не удается избежать завалов в призабойном пространстве. Иногда кровлей управляют способом полной закладки с перепуском закладочного материала с верхнего горизонта.

Очистные выработки  проветривают, как правило, последовательной струей с подсвежением воздуха, поступающего в верхние подэтажи. Для проветривания одиночных тупиковых выработок применяют вентиляторы местного проветривания. При высокой газоносности разрабатываемых пластов применяют обособленное, проветривание лав верхнего и нижнего подэтажей.

  Уголь вынимают  с опережением верхних подэтажей  на двойной шаг обрушения кровли, т. е. на 10 — 12 м. Добытый уголь  транспортируют на передний скат.

3.2. При панельной подготовке ярус разбивают на два подъяруса или больше. В зависимости от горно-геологических условий возможны две схемы подготовки лав к очистной выемке.

При необходимости осуществляют обособленное проветривания лав. Ярусные и подъярусные штреки проводят спаренными или с просеками. Уголь транспортируется из лав на отдельный штрек, а затем на панельный бремсберг. Обычно в пределах панели осуществляют полную конвейеризацию.

Межштрековые охранные целики принимаются в зависимости  от размеров зоны опорного давления, срока службы штреков.

По мере отработки  лав обратным ходом запасы в целиках  частично извлекают. Ярусы отрабатывают в нисходящем порядке. Верхние лавы опережают нижнюю на 10 — 20 м. При  делении яруса на подъярусы длина  лав колеблется в пределах 100 — 180 м.

При последовательном проветривании  лав ярусные и подьярусные  штреки проводят одинарными. По мере отработки яруса погашают все штреки. Следовательно, откаточный ярусный штрек не используется как вентиляционный для следующего яруса, и в последнем по угольному массиву заново проводят ярусный вентиляционный штрек. В результате между ярусами остаются барьерные целики, уголь из которых частично выбирают по мере погашения вентиляционного ярусного штрека.

При этой схеме добытый  уголь из обеих спаренных лав  транспортируется на общий сборный штрек, а опережение между лавами принимают равным 2 — 4 м.

4. Специальные системы  разработки;

4.1. Щитовая система  разработки;

4.2. Камерно-столбовых  система разработки;

4.3. Система разработки  без постоянного присутствия  людей в очистном забое.

4.1. Сущность системы  разработки с выемкой пласта  на полную мощность состоит  в том, что выемочное поле разделяется на столбы, вытянутые по падению пласта. Каждый такой столб разрабатывается самостоятельно с применением одного щита. Щит ограждает очистной забой от обрушенных пород кровли. Ширина выемочного столба по простиранию на 2 м больше длины очистного забоя (щита) за счет того, что между очистными забоями (щитами) оставляются целики угля шириной 2 м на всю высоту этажа. Эти целики ограждают щитовой забой от прорыва обрушенных пород со стороны отработанного столба. Длина щитового столба равна наклонной длине этажа. Направление выемки столба от вентиляционного штрека к транспортному. Порядок отработки щитовых столбов принят обратный, от границы выемочного поля к квершлагу. Очистной забой располагается по простиранию пласта и перекрывается щитовой крепыш, который перемещается по падению пласта вслед за подвиганием очистного забоя. Очистные работы ведутся буровзрывным способом.

Длина щитового забоя обоснована в результате долголетней инженерной практики, которая показала, что при длине забоя 24 — 30 м достигается наиболее надежное выполнение важнейшей технологической операции — управление щитом. Выемочное поле обычно однокрылое. Длина его 200 — 300 м.

4.2. Камерно-столбовых  система разработки является  комбинацией камерных и столбовых  систем разработки. Вначале проводят  камеры, которыми нарезают междукамерные столбы, отрабатываемые обратным ходом. В связи с этим при камерно-столбовых системах разработки используются два типа забоев; камеры и заходки. Из забоев камер добывают 25 — 50%, а из заходок, погашающих столбы, 50 — 75% извлекаемого угля. Целики обычно извлекаются не полностью, но потери при камерно-столбовой системе разработки, как правило, меньше, чем при камерной, и составляют 25 — 35%, а в отдельных случаях. 12 — 18%.

При камерно-столбовой  системе, когда ширина камер составляет 4 — 12м, ширину междукамерных целиков принимают равной 4 — 15м. Проведение камер начинают с горловины. При двустороннем расположении камер длину их принимают равной 80 — 100 м. Таким образом, камерами нарезают длинные столбы, которые затем вынимают обратным ходом. Столбы вынимают обратным ходом на всю ширину столба или отдельными заходками. В последнем случае теряется больше полезного ископаемого и не устраняется опасность возникновения эндогенных пожаров.

Уголь в камерах и  столбах вынимают буровзрывным и  механическим способами. По мере выемки в камерах, со стороны горловины, наращивают конвейер, который используют и при выемке столбов.

Ширину камер подбирают  с учетом горного давления. Давление вышележащих горных пород в период выемки камер воспринимают междукамерные  целики.

Для устойчивости кровли в период выемки целиков необходимо, чтобы общая линия забоев была прямолинейной.

4.3. При системе разработки  без постоянного присутствия  людей в очистном забое нахождение  людей для управления и выполнения  работ по обслуживанию очистного  оборудования, а также профилактических, наладочных и ремонтных работ на выемочном участке, предусматривается в подготовительной или капитальной выработке.

Достоинства этих систем:

- исключают  необходимость присутствия человека  в наиболее трудных и опасных  условиях подземных работ (усиленное  горное давление, запыленность, загазованность, стесненность и т. п.), особенно на пластах, опасных по горным ударам и внезапным выбросам угля и газа;

- вовлекают  в разработку весьма тонкие (меньше 0,6 м), а также сильно нарушенные со сложной гипсометрией пласты, эффективная разработка которых другими известными в настоящее время системами затруднена или вовсе невозможна;

- имеют сравнительно  невысокую стоимость применяемого  оборудования и отличаются простотой технологического процесса выемки.

Недостатки  систем разработки без постоянного  присутствия людей в очистном забое:

- нестабильность  показателей функционирования системы  во времени;

- большие потери  угля, доходящие до 50 — 60% при отработке  отдельных выемочных полей;

- неприемлемость  большинства из этих систем (из-за  больших потерь) для разработки пластов, склонных к самовозгоранию, а также для выемки защитных пластов из-за оставления в выработанном пространстве целиков, концентрирующих на себе давление вышележащей породной толщи;

- трудности  с проветриванием очистных работ  вследствие наличия большого  числа тупиковых выработок и скважин, перекрытия пути движения воздушной струи обрушенными породами и др.;

- большой объем  нарезных работ, дающих при  малой мощности и нарушенности  пластов много породы.

 

                             4.2 Технические средства очистных работ

 

В настоящее время для отработки пологих и наклонных пластов средней мощности в качестве технических средств наибольшее распространение получили высокопроизводительные механизированные комплексы: КМ — 138, КМ — 144, КМ — 142, JOY, DBT, FAZOS, GLINIK и др.

При данных горно-геологических условиях целесообразнее применять комплекс КМ-138, который состоит из механизированной крепи М-138, очистного комбайна К-500, скребкового изгибающегося конвейера АНЖЕРА-30.

Рис 1. Узкозахватный комбайн со шнековым исполнительным органом: 1—шнек; 2—конвейер; 3—пульт управления; 4—механизм подачи; 5—элекгро двигатель; 6— погрузочный щиток.

 

 

 

 

Техническая характеристика комбаина К-500               Таблица№3

Страна	Марка	Тип	Мощность  пласта, м	Угол паде  ния, град	Ширина  захвата, м	Число   шнеков	Диаметр по  резцам, мм	Вес комбайна, кг	Завод-  изготовитель	Стоимость,   руб
Россия	К-500	шнековый	1,5-3,5	35	0,63 0,5	2	1400, 1800	31000  38000	Горловский завод	11000000

 

 

Рис 2. Схема передвижного скребкового конвейера: 1—головной привод; 2—натяжной привод; 3, 5— головной и хвостовой рештаки; 4 — рештачный став;

6. — скребковая цепь;

7. — лемех для зачистки почвы в забое от угля; &— направляющая для комбайна;

9, 10 — борта для кабелеукладчика.

 

Техническая характеристика скребкового конвейера Анжера-30   Таблица№4

Страна	Тип	Марка	Производитель  ность, т/час	Угол наклона, град	Тип цепи	Число  цепей	Калибр  цепи
Россия	скребковый	Анжера-30 (А-30)	1200	от -25 до +30 с лов.10	центральное	2	2-30*108ТУ

 

 

 

 

 

 

Техническая характеристика секций крепи М-138

                                                                                                             Таблица№5

Наименование  параметра	Значения по исполнениям
	Осн; -01           -02; -03          -04; -05
1 Показатели  назначения	1.4,..2.1        1.5...2.5         1.6...2.6
Применяемость по вынимаемой мощности
Применяемость по углу падения, град вдоль лавы вдоль столба	0...30 0.,.10
Длина лавы, м (базовая)
Удельное  сопротивление на 1 м2 поддерживаемой кровли, к14/ м2, не менее	900
Коэффициент гидравлической раздвижности, не менее	2
Коэффициент начального распора.	0.7
Удельное сопротивление  на конце передней кромки консоли  перекрытия, кН/м, не менее	100
Сопротивление секции крепи, (с учётом силы трения в стоиках), кН	6300
Среднее давление на почву, МПа	2.5
Высота секции крепи (по завальному ряду гидростоек). мм минимальная максимальная	1000                   1150                 1250  2020                   2455                 2490
Скорость крепления  забоя  (расчётная), кв.м/мин.	4
Шаг установки  секции крепи. номинальный, мм	1500
Шаг передвижки секций крепи. номинальный, м	0,8
Усилие при  передвижке, номинальное, кН- секции крепи  конвейера (одного рештака)	270 123
Давление в  магистрали напора, МПа, не более	32
Давление срабатывания предохранительного  клапана стойки, номинальное, МПа	40
Габариты секции крепи, мм длина ширина	5170                  5270                  5420 1400
Величина выдвижки борта, мм	160
2 Эргономические показатели:
Размеры прохода  в крепи при  минимальной вынимаемой мощности, м, не менее
высота	0,4
ширина	0,7