Выбор способа вскрытия и системы разработки угольных месторождений

Тема: Выбор способа вскрытия и системы разработки угольных месторождений

Исходные данные к проекту

1. Размер шахтного поля:

по падению, метры — 1700

по простиранию, метры — 8300

2. Мощность разрабатываемых пластов, м:

пласт m₁ — 1,1

пласт m₂ — 0,7

пласт m₃ — 1,8

3. Угол падения свиты пластов, градусы: 33

4. Боковые породы I-го пласта:

Непосредственная кровля — глинистый сланец, m=5,5 м Почва пласта — глинистый, песчаный.

5. Расстояние между пластами, м:

m₁ — m₂ — 67

m₂ — m₃ — 82

6. Мощность насосов, м: 25

7. Объемный вес угля: 1,32

8. Склонность пласта к самовозгоранию: склонен

9. Выделение метана по пласту m,: 11

10. Опасность пласта по взрыву угольной пыли: опасен

11. Схема подготовки: этажная

12. Технологическая схема N (прогрессивные технологические схемы разработки пластов, часть I): 6 III

13. Способы охраны выемочных выработок: ограждающая

14. Средства механизации:

очистных работ — КМ 103

горно-подготовительных работ — проходческий комбайн

15. Схемы проветривания: прямоточная (обособленным разбавлением газов и пыли)

16. Способ пылеподавления в очистном забое: предварительное увлажнение пласта и орошение

17. Газовая защита на участке: автоматическая с централизованным телеконтролем содержания СН

Введение

На сегодня уголь остается основным источником органического топлива Украины. В настоящее время его запасы составляют 94% всех запасов органического топлива и их весомость для национальной экономики не уменьшается.

Учитывая важное значение угольной промышленности для экономики Украины, Правительством Украины и Министерством угольной промышленности был осуществлен ряд мероприятий, которые предусматривали кардинальное повышение экономической эффективности работы предприятий угольной промышленности и достижения объемов добычи угля, необходимых для удовлетворения потребностей национальной экономики. Отмеченные мероприятия предусматривали, в том числе, разработку новой программы развития угольной промышленности на 2011;2015 годы, внесение изменений к Энергетической стратегии Украины на период к 2030 году соответственно Программы экономических реформ Украины.

С учетом приведенного был разработан проект Государственной целевой экономической программы перспективного развития угольной промышленности на 2011;2015 годы. Целью этой программы является кардинальное повышение экономической эффективности работы предприятий угольной промышленности и достижения объемов добычи угля, необходимых для удовлетворения потребностей национальной экономики.

Во время ее разработки были рассмотрены варианты развития угольной отрасли, из которых наиболее приемлемым был признан вариант, что предусматривает экономически и социально обусловленное эффективное сохранение существующего производственного потенциала отрасли при условиях, как можно более скорого технологического обновления производства, постепенной реструктуризации и совершенствования структуры шахтного фонда, разгосударствления и приватизации инвестиционно-привлеченных потенциально рентабельных предприятий и активизация процесса закрытых шахт, что уже находятся в стадии ликвидации.

Основными задачами данного курсового проекта являются:

— углубление знаний полученных по другим предметам;

— получение знаний по организации производства необходимых для руководителя среднего звена;

— получение необходимых навыков по расчету плановых показателей работы добычного участка шахты.

1. Определение запасов шахтного поля

1.1. Определение балансовых запасов шахтного поля Балансовые запасы шахтного поля определяются по формуле:

; т (1.1.1)

— где Н — размер шахтного поля по падению;

S — размер шахтного поля по простиранию;

— суммарная производительность разрабатываемых пластов.

; (1.1.2)

— где m₁, m₂, m₃ — мощности разрабатываемых пластов;

— объемный вес угля.

млн.т

1.2. Определяем промышленные запасы шахтного поля:

; т (1.1.3)

— где с — коэффициент извлечения угля с = 0,9

млн.т

2. Определяем производственную мощность и срок службы шахты Определяем производственную мощность шахты принимаем Аr=1,2млн.т.

Определяем суточную добычу по шахте:

; т (2.2.1)

— где N — количество рабочих дней в году, N=300

т Определяем расчетный срок службы шахты:

; лет (2.3.1)

лет

2.4. Определяем полный срок службы шахты:

; лет (2.4.1)

— где t_р — время на развитие шахты t_р = 2 года

t_з — время на затухание добычи t_з = 3 года Т_n=50+2+3=55 лет

3. Обоснование и выбор схемы подготовки шахтного поля Чтобы обеспечить рациональную и эффективную разработку шахтного поля его делят на более мелкие части. Учитывая размеры шахтного поля:

по падению — 1700

по простиранию — 8300

угол падения свиты пластов =33,

склонность к возгоранию: склонен, принимаем этажную схему подготовки.

Этажная схема подготовки Отличительной особенностью этажной схемы подготовки является деление шахтного поля на этажи, вертикальная высота которых одинакова по всему простиранию пласта в шахтном поле. Разные по времени отработки этажи могут иметь и различную вертикальную высоту.

В зависимости от условий залегания пластов, их мощности, склонности к самовозгоранию, газоносности угля и вмещающих пород, опасности в отношении горных ударов, геологической нарушенности, а также от производственной мощности шахты и других факторов вертикальная высота этажа, как было отмечено выше, принимается не менее 120 м.

При этажной схеме подготовки от околоствольного двора или от места пересечения пласта капитальным квершлагом проводят главный откаточный штрек, пластовый или полевой, обычно на длину до 150 м. В середине шахтного поля по восстанию пласта проводят капитальный бремсберг с двумя ходками для доставки грузов и передвижений людей. От капитального бремсберга в обе стороны проводят этажные откаточные, вентиляционные и параллельные штреки. В зависимости от порядка выемки разрезные печи проводятся на расстоянии не менее 40 м от вспомогательных ходков или у границ этажа при обратном порядке.

После отработки запасов первого этажа очистные работы ведут на втором этаже. В качестве вентиляционного штрека используется параллельный штрек.

При обработке запасов последнего этажа в бремсберговой части шахтного поля приступают к подготовке этажей в уклонной части. С этой целью на длину этажа проводят капитальный уклон и два ходка, остальные подготовительные выработки проводятся по уже описанной схеме.

Свежий воздух из откаточного штрека поступает по вспомогательным ходкам, откаточному этажному штреку, омывает лавы и выходит на вентиляционный штрек и далее к шурфу.

Этажный способ подготовки применяется на пластах с углами падения более 35⁰. Кроме того, в некоторых случаях он находит применение на пологих и наклонных пластах; при вскрытии шахтных полей наклонными стволами, пройденными по пласту: при вскрытии шахтный полей вертикальными стволами с ограниченными размерами шахтного поля по простиранию; при разработке сильно газоопасных пластов.

Достоинства — простота схемы проветривания, небольшой объем подготовительных выработок, возможность быстрого ввода шахты в эксплуатацию.

Недостатки — отсутствие возможности для широкого развития фронта очистных работ, необходимость проведения откаточных штреков на всю длину шахтного поля и поддержание их в течение всего периода отработки этажа.

4. Выбор системы разработки Учитывая горно-геологическую производственную мощность шахты и применению механизированного комплекса КМ-103 в курсовом проекте принимаем как более эффективную столбовую систему разработки. Очистные забои при столбовых системах имеют прямолинейную форму, однако при разработке крутых пластов с использованием отбойных молотков забоям придают потолкоуступную или почвоуступную форму. Направление движения очистного забоя при столбовых системах разработки ориентируют по падению, восстанию, простиранию или диагонально к линии простирания пласта.

Столбовые системы разработки применяются при различных схемах подготовки шахтных полей: этажной, панельной и погоризонтной и имеют в каждом случае характерные особенности. При ориентировании лавы по простиранию часть пласта, подготовленная к выемке, может разрабатываться на всю длину этажа или яруса, но в ряде случаев более целесообразно деление этажа (яруса) на подэтажи (подъярусы). Обычно этаж (ярус) делят на два, реже на три подэтажа (подъяруса). При этом отработка верхних подэтажей (подъярусов) осуществляется с опережением нижних на 20−30м. При отработке выемочных полей длинными столбами по падению (восстанию) в каждом выемочном участке может быть расположена одинарная или спаренные лавы.

Достоинствами столбовых систем разработки являются:

хорошее состояние выемочных выработок, поддерживаемых в массиве угля или в зоне установившегося горного давления, и малые затраты на их поддержание;

исключение взаимных помех в работе по проведению выемочных выработок и очистной выемки, что позволяет эффективно использовать высокопроизводительную технику для очистных и подготовительных работ;

детальная разведка пласта в период подготовки столбов об условиях его залегания и возможность своевременного выявления геологических нарушений и принятия необходимых мер при пересечении их очистными забоями или подготовка новых забоев за нарушениями;

возможность погашения выемочных выработок частями по мере подвигания очистных забоев, что обеспечивает регулярность извлечений металлической крепи;

при возникновении пожара от самовозгорания оставшегося в выработанном пространстве угля возможность заизолировать его возведением герметичных перемычек в выемочных выработках, пройти новую разрезную печь и продолжить очистные работы без длительных перерывов.

Недостатки столбовых систем разработки следующие:

проведение большого объема подготовительных выработок до начала очистных работ, что удлиняет срок ввода шахты в эксплуатацию;

трудность проветривания подготовительных забоев в период проведения выработок;

ограничение нагрузки на очистной забой по газовому фактору, особенно на весьма газоносных пластах;

необходимость поддержания подготовительных выработок как в период их проведения, так и во время производства очистных работ. При пучаших почвах это приводит к большим расходам на их поддержание.

5. Определение действующей линии очистных забоев шахтный лава очистной забой Линия действующих очистных забоев одновременно разрабатываемых пластов определяется по формуле:

; м (5.1)

— где К_оч — коэффициент учитывающий добычу угля из подготовительных забоев при проведении выработок К_оч=1;

V_r — годовое подвигание линии очистных забоев.

; м (5.2)

— где N — число рабочих дней в году N=300

n_ц — количество полос угля вынимаемого комбайном n_ц=6

r — ширина вынимаемой полосы r=0,8

K_r — коэффициент, учитывающий горно-геологические условия в лаве K_r=0,96

С_о — коэффициент извлечения угля С_о=0,96−0,98

Vr = 300*6*0,8*0,96=1382,4 м м

6. Проверка длины лавы Проверку длины лавы осуществляем по технико-организационным показателям и фактору вентиляции.

6.1 Проверка длины лавы по технико-организационным показателям.

Проверка длины лавы осуществляется в зависимости от производительности выемочной машины принятого режима организации работ и величины затрат времени на выполнение отдельных рабочих операций.

; м (6.1.1)

— где Т_см — продолжительность добычной смены Т_см=360мин.

t_пз — время на подготовительно-заключительные операции. Норматив на эти операции составляет t_пз=15−20мин.

t_по — время на взрывание шпуров и проветривания забоя t_по=5−7мин.

п_см — число добычных смен в сутки п_см=3

t_пр — время на концевые операции (подготовка комбайна к выемке следующей полосы) t_пр=20−30мин.

п_ц — число вынимаемых полос угля в сутки п_ц=6

К — коэффициент, учитывающий, что в процессе работы комбайна или любой другой машины, работающей в комплексе с ним, могут иметь место простои и другие потери рабочего времени по организационным или техническим причинам К=0,8−0,96

v — скорость подачи комбайна v=2−4 метра в минуту

t_з — время на замену одного зубка t_з=1мин.

r — ширина захвата комбайна r=0,8

m — мощность вынимаемого пласта m=m₁=1,1

Z — расход зубков на 1 м³ вынимаемого угля Z=0,02−0,03

t_в — время на различную вспомогательную работу на перекрываемую работой комбайна по выемке, отнесенную на 1 м длины лавы t_в=0,2−0,3мин

l_н — суммарная длина ниш l_н=8−10м м

6.2 Проверка длины лавы по условиям вентиляции

; м (6.2.1)

— где v — максимально допустимая по ПБ скорость воздуха в лаве v=6м/с

d — минимальная ширина призабойного пространства лавы d =4,63

m₀ — общая мощность пласта m₀=m₁=1,1

— коэффициент учитывающий уменьшения сечения призабойного пространства за счет находящегося в ней крепления. Для механизированных комплексов =0,89−0,9

k_вп — коэффициент учитывающий движение воздуха по прилегающему к лаве выработанному пространству k_вп=1,1

q₁ — норма воздуха на 1 тонну суточной добычи из лавы q=1,5м/т

— объемный вес угля =1,32

с — коэффициент учитывающий какая часть метана от общей метанообильности участка проходит через призабойное пространство лавы с=0,4−0,6

м Учитывая выше приведенные расчеты, в проекте принимаем длину лавы: l_л=l_д=190м

7. Определение высоты яруса

; м (7.1)

— где h_от.ш — высота откаточного штрека

h_в.ш — высота вентиляционного штрека

h_от.ш= h_в.ш=4,5 м

h_я=190+4,5+4,5=199м Определяем количество ярусов в шахтном поле:

; шт (7.2)

N_я=шт Определяем максимальную суточную добычу угля из одной лавы:

Q₁=; т (7.3)

т Определяем количество лав, которые обеспечивают годовую производительность шахт:

; шт (7.4)

шт Принимаем

Для ритмичной работы пласта принимаем одну резервную лаву, тогда общее количество лав составит

; шт (7.5)

шт Определяем длину общей линии очистных забоев

L_об=L_мN_об; м (7.6)

L_об=1904=760м

8. Выбор средств механизации для очистной выемки Для механизации очистных работ принимаем механизированный комплекс КМ103.

Комплекс очистной КМ103.

Предназначен для комплексной механизации очистных работ в лавах тонких пластов.

Горно-геологические условия применения комплекса.

Система разработки — столбовая.

Мощность обслуживающих пластов, м -0,4−0,9

Угол падения пласта, градус:

при подвигании лавы по простиранию ;

то же, по падению или восстанию;

Характеристика кровли:

Непосредственный — Ниже средней устойчивости Основной — Кроме труднообрушаемой Давление на почву, МПа;

Длина комплекса в поставке, м-170

Ширина захвата, м-0,8

Минимальное проходное сечение для воздуха в забое, м-1,25

В состав комплекса КМ103 входят: крепь механизированная 1МК103, комбайн узкозахватный К103, конвейер СП202 131, столы СО75 для опоры головок конвейера, вынесенных в штреки, станция насосная СНТ32, оборудование оросительной системы, электрооборудование.

При работе с углом наклона лавы свыше 9⁰ в состав комплекса вводится предохранительная лебедка для удержания комбайна.

Крепь 1МК103 — поддерживающего типа, агрегатирована с конвейером, состоит из четырехстоечных секций со стойками с двойной гидравлической раздвижности при постоянном сопротивлении, с принудительным опусканием, каждая из которых через жесткую балку 2 соединена со ставом забойного конвейера.

Особенность конструкции секции механизированной крепи, в отличие от других механизированных крепей, заключается в том, что перекрытие крепи состоит из трех элементов: задней части перекрытия 3, опирающейся на две стойки со стороны забоя и двух призабойных консолей 1, поддерживаемых своими гидропатронами. Задние и средние части перекрытия соединены друг с другом по всей ширине рессорами. Такая конструкция позволила уменьшить строительную высоту перекрытия секции в зоне перемещения людей. Основание секции также рассчитано по ее длине на две части, которые соединяются между собой рессорами, расположенными в зоне прохода людей. Отход от жестких неразрезных перекрытий и оснований позволил обеспечить нормированную свободную высоту места для перемещения людей, равную 400 мм, при минимальной высоте секции.

Наличие кинематической связи заднего перекрытия с основанием с помощью тяги позволяет передвигать секцию с активным подпором, для чего между передними стойками расположен гидропатрон, опирающийся на тяговую балку, поднимающий переднюю часть основания и прижимающий переднюю часть основания и прижимающий перекрытие к кровле во время передвижки секции. Соседние секции попарно соединены друг с другом у оснований с помощью направляющей трубы, что позволяет применять крепь при углах падения пласта до 35⁰.

Эксплуатационным достоинством крепи 1МК103 является также возможность двустороннего дистанционного управления передвижной секции с соседних и повышенным быстродействием и высокий начальный распор секции.

Предусмотренный в комплексе стол служит для выноса приводных головок конвейера в штреки, что устраняет необходимость предварительной выемки ниш по концам лавы. Уголь в концевых участках лавы вынимается комбайном К103 косыми заездами.

9. Определение нагрузки на призабойную крепь Породы непосредственной кровли представляют собой консольную балку, состоящую из твердых пород слоистой структуры отделившуюся от основного массива пород кровли, в этом случае давление на 1 м² площади рабочего пространства забоя определяется по формуле:

; т/м³(9.1)

— где h — мощность непосредственной кровли

— объемный вес пород кровли т/м³

т/м³

9.1 Расчет нагрузки на механизированную крепь Этот расчет сводится к составлению расчетных нагрузок на крепь от действия пород непосредственной кровли Q_з и Rвзятыми из ее технической характеристики

; м (9.1.1)

— где b — длина секции крепи по перекрытию b=3,35 м м

Для нормальной и безопасной работы крепи должны иметь места следующие неравенства

;

— где R_д — сопротивление крепи на 1 м³ поддерживающего пространства

R_д=300тс/м³

R_п — сопротивление крепи на 1 м посадочного ряда R_п=575тс/м³

R_д>Q_з; R_п>R;

300>12,65 575>21,50.

Анализируя полученные неравенства делаем вывод, что принятый механизированный комплекс соответствует горно-геологическим условиям.

10. Организация работ в очистном забое Очистные работы являются одним из основных процессов в технологии добычи угля на шахте. Они включают в себя целый ряд рабочих процессов и операций.

Процессы и операции выполняют последовательно (одновременно), т. е. совмещают во времени. Необходимо стремится к совмещению возможно большего числа процессов, так как при этом сокращается продолжительность технологического цикла и увеличивается число выполняемых циклов за смену (сутки), а, следовательно, и погрузка на очистной забой. Процессы и операции, выполняемые в очистном забое, периодически повторяются и составляют производственный (технологический) цикл.

Цикл — совокупность рабочих процессов и операций, выполняемых в определенном порядке, необходимых для выемки угля по всей длине лавы на установленную паспортом величину подвигания забоя. Время, затраченное на выполнение одного цикла, называют продолжительностью цикла.

Важным фактором организации работ является режим работы очистного забоя, т. е. установленный порядок и продолжительность деятельности его во времени.

Суточный режим работы применяют в основном четырехсменный — три смены добычные и одна — ремонтно-подготовительная. Продолжительность рабочей смены 6ч. При разработке пластов, опасных по внезапным выбросам угля или газа и угрожаемых, принимают две добычные смены: одну — ремонтно-подготовительную и одну для осуществления противовыбросных мероприятий. Применяют и другие суточные режимы работы лав.

Недельный режим работы — шестидневная рабочая неделя. Основной формой организации труда рабочих является комплексная сменная или круглосуточная бригада горнорабочих очистного забоя (ГРОЗ) во главе с бригадиром. Кроме ГРОЗ и машиниста выемочных машин в состав бригады иногда выходят электрослесаря и горнорабочие, выполняющие работы в подготовительных выработках, на сопряжении с очистной выработкой. Суточная бригада делится на сменные звенья во главе со звеньевыми. Каждый член бригады (звена) должен уметь выполнять все процессы, входящие в технологический цикл. Заработную плату по результатам работы бригады за месяц распределяют пропорционально тарифным ставкам, числу отработанных дней с учетом коэффициента трудового участия. Количественный состав бригады зависит от объема работ по процессам, действующих норм выработки и принятого коэффициента перевыполнения норм выработки. Существуют три формы организации работ в очистном забое: поточная, цикличная и поточноцикличная. Поточная организация — форма организации работ в забое, которая соответствует максимальной интенсификации производства. Отличается она полным совмещением рабочих процессов и операций во времени, их единым ритмом и непрерывной выдачей угля в течение рабочего времени, предусмотренного суточным режимом работы забоя.

При цикличной организации работ нет совмещения основных рабочих процессов во времени, нет и непрерывности в выдаче угля.

Поточно-цикличная организация работ отличается совмещением некоторых основных процессов.

Для каждого очистного забоя составляется график, состоящий из планограммы организации процессов, графика выходов рабочих по сменам, таблицы технико-экономических показателей и эскиза положения забоя на начало каждой смены.

Графики могут быть плановыми и фактическими (исполнительными).

График — это документ, который в графической форме показывает, как должны протекать (плановый график) или протекают (исполнительный график) рабочие процессы, образующие законченный цикл работ.

Планограмма организации процессов представляет собой наглядное изображение протекания рабочих процессов в пространстве и во времени. Она строится в сетке координат: по горизонтальной оси в определенном масштабе откладывают время в часах, а по вертикальной — длину лавы в метрах с делением через 10 или 20 м.

На планограмму наносят в виде условных обозначений все основные процессы, из которых слагается цикл в очистном забое при данном способе механизации.

Графики, наглядно изображающие протекание процессов только во времени, называются линейными. Такие графики составляют для подготовительных и капитальных горных выработок, подъема, транспорта и др.

На линейном графике выходов рабочих указывают процессы или профессии рабочих, их численность по сменам, продолжительность процессов и число смен.

11. Технология очистных работ

11.1 Технология очистных работ при применении узкозахватных комбайнов Выбор технологических схем очистных работ определяют сочетанием горно-геологических факторов, основными из которых являются угол залеганий, мощность и строение пласта, устойчивость пород кровли и почвы, сопротивляемость угля резанию, наличие геологических нарушений, газоносность пласта и вмещающей толщи пород, ценность угля.

В зависимости от способа выемки угля технологические схемы очистных работ делят на схемы с выемкой угля отбойными молотками, буровзрывными работами, широкозахватными и узкозахватными комбайнами, струговыми и скрепероструговыми установками, конвейероструговыми агрегатами, гидромониторами, бурошнековыми установками. Кроме того, технологические схемы в зависимости от применяемой крепи делят на схемы с индивидуальной, механизированной, щитовой крепями и с применением гибкого перекрытия.

Узкозахватная выемка угля — способ добычи, при котором разрушение угольного массива производят горной машиной полосами шириной до 1 м в зоне эффективного отжима угля горным давлением. Указанная технология является основной. Особенность узкозахватной выемки состоит в том, что с помощью шарнирных верхняков и консолей механизированных крепей создается бессточное призабойное пространство, в котором вслед за передвижением выемочной машины производят безразборную механизированную передвижку забойного конвейера. Основные преимущества узкозахватной выемки: интенсификация очистных работ, снижение трудоемкости добычи угля, возможность применения механизированных крепей.

Узкозахватная выемка может осуществляться узкозахватными комбайнами, стругами, конвейеростругами и скреперостругами. Узкозахватные комбайны перемещаются по раме забойного конвейера или опираются на него. Их серийно изготавливают для пластов с различной мощностью и углами залегания. Тяговым органом комбайны имеют бесцепную систему подачи (БСП). Кроме того, при работе комбайнов, перемещающихся по раме конвейера, при углах залегания 9⁰ и выше обязательно применение предохранительных канатов и дистанционно управляемых предохранительных лебедок, установленных на вентиляционном штреке.

Комбайн К-103 имеет регулируемые по высоте шнеки, расположенные по концам машины, что позволяет производить безнишевую выемку угля по челноковой схеме. Перемещается комбайн по почве между забоем и конвейером, опираясь на конвейер лыжами и опорами-захватами. Перемещение комбайна осуществляется замкнутой тяговой цепью, приводимой в движение двумя вынесенными механизмами подачи.

Технология очистных работ. При применении узкозахватных комбайнов с индивидуальной крепью применяют несколько технологических схем, например, с челноковой выемкой комбайном с односторонней выемкой, зачисткой угля и погрузкой его на конвейер при обратном движении комбайна, с обязательной выемкой ниш или с самозарубкой комбайна на концевых участках лавы, с охраной сопряжений лавы с подготовительными выработками кострами, бутовыми полосами, железобетонными трубами, бетонными стачками и т. д. При применении этих схем необходимо выполнить следующие процессы: выемку и погрузку угля комбайном, его транспортирование в подготовительную выработку с помощью передвижных конвейеров, крепление призабойной крепью, передвижку конвейера, работы по управлению кровлей, работы на концевых участках лавы.

При выемке угля машинист № 1 управляет комбайном, находясь впереди его, следит за выемкой угля на полную ширину захвата, регулирует положение исполнительного органа, не допуская оставление «земника» или «присухи» и внимательно следит за сигналами рабочих. Помощник машиниста № 2 следит за работой системы орошения, убирает с комбайна упавшие куски угля, подтягивает кабель и шланг орошения, следит за состоянием каната предохранительной лебедки, а также за проходом комбайна на стыках секций конвейера, наблюдает за положением погрузочного щитка относительно борта конвейера, переставляет стойки, мешающие движению комбайна.

Во время выемки угля вслед за комбайном трое ГРОЗ № 3−5 вручную грузят на конвейер часть угля, не погруженного комбайном, отбивают верхнюю пачку угля и «земник» разбивают, крупные куски угля и породы, обирают забой, зачищают место для передвижки конвейера. Постоянную призабойную крепь устанавливают после передвижки конвейера четверо рабочих № 8−11. Нахождение рабочих в треугольнике между забоем и изгибом конвейера при недостаточно устойчивой кровле и в связи с передвижкой конвейера гидродомкратами сопряжено с опасностью. Для поддержания обнажаемой кровли навеску верхников производят вслед за проходом комбайна с помощью специальных приспособлений. Управление кровлей полным обрушением производят на расстоянии не ближе 30 м от комбайна при применении деревянной крепи и на расстоянии, предусмотренном паспортом, при применении металлической крепи. Работы по управлению кровлей выполняют четверо рабочих № 12−15. Они производят извлечение и передвижку посадочных стоек на новое место ближе к забою.

После окончания выемки полосы угля по всей длине лавы и выхода комбайна в верхнюю нишу машинист комбайна и его помощник отсоединяют погрузочное устройство, готовят место для установки погрузочного устройства на противоположную сторону исполнительного органа, принимают участие в передвижке комбайна вместе с конвейером и его концевой головкой. Затем осматривают комбайн, исполнительный орган, проверяют и заменяют резцы, проверяют и доливают масло в редукторы. При углах залеганий пластов более 15⁰ посадку кровли производят только при выемке полосы снизу вверх. Шаг обрушения в этом случае принимают равным двум захватам комбайна. Управление кровлей закладкой производят в ремонтно-подготовительную смену.

11.2 Крепление сопряжений лавы с подготовительными выработками Сопряжения — это примыкание концевых участков лав к подготовительным выработкам. При расположении концевых головок конвейера в лаве расстояние между стойками индивидуальной крепи определяют шириной этих головок (1,5−3м). При передвижке конвейера удаляют еще по одной стойке и ширина бессточного пространства увеличивается. Для увеличения плотности крепи при применении шарнирных верхняков расстояния между комплектами на этом участке уменьшают до 0,5−0,6 м или применяют инвектарную крепь. Эта крепь состоит из спаренных комплектов, а комплект состоит из верхняка 1 и трех или четырех стоек 2. Расстояние между первыми двумя стойками в комплекте зависит от ширины концевой головки, а между остальными равно 0,8−1м. При передвижке конвейера стойки крепи перед ним выбивают, а за ним устанавливают вновь. Кроме того, приходится удалять стойку у одной или двух рам крепи подготовительной выработки при выносе приводной головки конвейера.

Поддержание верхняков рам подготовительных выработок при удалении стоек осуществляют с помощью балок и подбитых под них деревянных или гидравлических стоек, металлических балок, прикрепленных хомутами к верхнякам рам, металлических балок и анкеров, а также специальных механизированных передвижных крепей сопряжений.

Под воздействием опорного горного давления и ослабления крепи на сопряжении породы кровли растрескиваются и их на бровке трудно удержать от обрушения.

11.3 Охрана подготовительных выработок На концевых участках лавы выполняют работы по охране подготовительных выработок.

Прямоугольные костры выкладывают из деревянных стоек длиной 1,2−1,5 м и диаметром 12−15см в один или два ряда. Применяют костры в основном для охраны погашаемых выработок. Накатные костры менее податливы и выдерживают большие нагрузки.

Получили распространение железобетонные тумбы, которые выкладывают из прямоугольных железобетонных блоков толщиной 10 см. Это жесткая крепь, которая выдерживает большие нагрузки. Железобетонные тумбы выкладывают в один-два ряда, образуют также сплошные или разреженные стенки. Уменьшается также трудоемкость работ по охране выработок и улучшается их состояние.

12. Правила безопасности при выемке угля механизированными комплексами С процессом выемки угля связано 22−25% травм, еще 12−14% травм происходит при его навалке и погрузке на конвейер. Широкое применение угольных комбайнов, стругов и комплексов для механизированной выемки, погрузки угля и крепления призабойного пространства позволило снизить трудоемкость работ и повысить общую безопасность труда в очистных забоях угольных шахт. Например, в комплексно-механизированных лавах частота травматизма в 1,7−1,8 раза ниже, чем в лавах с комбайновой выемкой и индивидуальной крепью, а при выемке угля стругами травматизм снижается почти в 3 раза.

Повышение безопасности труда в комплексно-механизированных забоях достигается, прежде всего, за счет перекрытия щитами — гидрофицированной крепи практически всего призабойного (рабочего) пространства очистного забоя, в котором находятся механизмы и передвигаются люди. Гидрофицированная крепь выполняет также функцию органной крепи; при этом процесс передвижки секций крепи осуществляется безопасно, дистанционно без присутствия людей в зоне перемещения секций и обрушения пород кровли.

Однако из-за нарушения правил и инструкций по эксплуатации выемочных комбайнов до 30% травм, происходящих в комплексно-механизированных забоях, связано с обслуживанием угледобывающих комбайнов, и до 8% травм — с работами по обслуживанию гидрофицированных крепей.

Высокая квалификация и организованность всего коллектива комплексной бригады в механизированных лавах позволяет достичь ежесуточной добычи более 1000 т, частота несчастных случаев при этом в 2−3 раза ниже, чем в немеханизированных лавах.

Комплексы и механизированные крепи внедряются в эксплуатацию по специальному проекту на основании типовой инструкции для каждого типа комплекса. Каждый комплекс оснащается устанавливаемой вдоль конвейера линией громкоговорящей двусторонней телефонной связи с приемно-передающим устройством на штреках через каждые 10 м.

Обслуживать комплексы, агрегаты и механизированные крепи, угледобывающие комбайны и врубовые машины могут только лица, прошедшие специальное обучение, сдавшие квалифицированный экзамен и получившие соответствующее удостоверение.

Управляя угольным комбайном, машинист должен находиться выше него, на третьей дороге от забоя.

Запрещается эксплуатация комплекса, если имеются утечки из системы смазки или жидкости из гидросистемы.

В процессе передвижения гидравлических стоек расстояние между перекрытием и кровлей не должно превышать 100 мм, чтобы не было обрушения кусков породы значительных размеров. Необходимо проявлять максимальную осторожность, чтобы не повредить передвигающимися секциями электрический кабель и гидравлические коммуникации крепи.

Загоревшийся кабель можно тушить песком или инертной пылью, но нельзя тушить водой или с помощью пенного огнетушителя, так как это угрожает поражением электрическим током. Перед включением насосной станции гидравлических крепей необходимо убедиться в том, что в лаве не ремонтируется крепь и предупредить находящихся в лаве условным сигналом. Если по прошествии минуты не будет сигнала о невозможности включения, то можно включать станцию. На период ремонта и монтажа гидравлической системы насосная станция должна быть выключена и заблокирована.

Безопасная эксплуатация машин и механизмов для выемки и доставки угля достигается строгим соблюдением всех требований инструкции заводов-изготовителей по уходу и эксплуатации, а также пополнением всех требований безопасной эксплуатации электрооборудования, правил ведения взрывных работ, правил противопожарной безопасности.

Передвижение к забою изгибающегося конвейера возможно только после проверки устойчивости крепи, являющейся опорой для домкрата, и отсутствия людей на участке перемещения конвейера.

Машинист комбайна или выемочного механизма обязан узнать у машиниста предыдущей смены о всех неисправностях и неполадках, имевших место в предыдущую смену, тщательно осмотреть агрегат, комбайн или врубовую машину, пускатель, гибкий кабель и заземление. Не допускается питание комбайна и конвейера через кабель с поврежденной наружной изоляцией, незавулканизированных соединением или при наличии более четырех вулканизированных соединений на 100 м длины кабеля. Опасно включение электродвигателя комбайна при неисправных контактах контроллера, неисправных контактах контроллера, текстильной муфты или пускателя, при неисправном или отключенном дистанционном управлении, что неизбежно приводит к аварии.

Не допускается работа узкозахватных комбайнов с рамы конвейера на пластах с углом падения 9⁰ и более без предохранительной лебедки.

1. Заплавский Г. А., Лесных В. А. «Технология очистных и подготовительных работ». М., «Недра», 1988.

2. Киляков А. П. «Вскрытие системы разработки угольных месторождений». М., «Недра», 1976

3. Хорин В. И. «Машины и оборудования для угольных шахт». М., «Недра», 1987.

4. Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах. Киев. 2010.

5. Технологические схемы очистных и подготовительных работ на угольных шахтах, часть 1,2. М., «Недра» 1981.