Кузьміч О.К. Основи гірничої справи

Подождите немного. Документ загружается.

розкриву використані промислові запаси, то коефіцієнт розкриву називається серед-

ньо промисловим.

Поточним коефіцієнтом розкриву k

визначається відношенням обсягу

р.г

розкриву, що переміщена з кар'єру чи в межах його за деякий проміжок часу (рік,

квартал, місяць) до обсягу V

к.к.п

корисної копалини, що видобута за той же проміжок

часу.

Контурний коефіцієнт розкриву k

визначається відношенням обсягу

розкриву до обсягу корисної копалини, що видобувається при зміні кінцевих контурів

кар'єру.

Граничний коефіцієнт розкриву k

гр

характеризує питомий (до одиниці ко-

рисної копалини) максимальний обсяг переміщуваних розкривних порід, при якому

витрати С

на видобуток одиниці корисної копалини відкритим способом не переви-

щують аналогічних витрат С

при підземному способі.

Плановий коефіцієнт розкриву k

пл

– це значення коефіцієнта розкриву,

що приймається для визначення собівартості корисної копалини при погашенні ви-

трат на розкривні роботи в період експлуатації.

Значення коефіцієнтів розкриву є важливим показником відкритих розробок.

Вони служать для визначення економічної ефективності меж відкритих гірничих робіт

і граничної глибини кар'єрів при розробці похилих і крутих покладів

, що залягають на

значній глибині, а також для регулювання потужності кар'єру й собівартості корисної

копалини.

Розкриття родовища або кар'єрного поля виконують для створення

транспортного зв'язку між діючими вибоями й пунктами розвантаження корисної ко-

палини й розкривної породи на земній поверхні. Для переміщення гірської маси на

поверхню або на вищележачі уступи необхідно провести спеціальні (розкривні) виро-

бки —траншеї, що мають визначений кут нахилу, оскільки з'єднують уступи з різними

висотними відмітками. Розкривні виробки мають трапецієподібний поперечний пере-

різ і називаються капітальними траншеями.

Капітальні траншеї можуть бути внутрішніми й зовнішніми. Внутрішні траншеї

розташовують усередині контуру кар'єру, на його бортах

; зовнішні — за межами його

контуру. Для створення початкового фронту робіт на розкритому уступі проводять від

капітальної траншеї горизонтальну гірничу виробку — розрізну траншею.

Родовища можна розкривати різними способами, вибір яких залежить від

ряду факторів: умов залягання вугільного пласта (глибини, потужності, кута падіння);

рельєфу місцевості; розмірів і форми кар'єрного поля; ступеня

багатоводності родо-

вища; умов прив'язки кар'єру до зовнішньої мережі залізниць; потужності кар'єру і йо-

го вантажопотоків.

Умови залягання вугільного пласта впливають на вибір способу транспорту-

вання вугілля й розкривних порід у відвали й місця розташування останніх. Рельєф

місцевості часто визначає місце розташування зовнішнього відвала, а також трасу й

положення капітальних траншей.

Розкриття може здійснюватися окремими, груповими й загальними капіталь-

ними траншеями. Вид відкритих розкривних виробок характеризує способи розкриття

робочих горизонтів.

При розробці неглибоких горизонтальних або пологих родовищ застосову-

ють розкриття кожного уступу окремою траншеєю. При числі уступів не більше трьох

застосовують зовнішні траншеї, при більшому числі уступів — внутрішні.

Сутність розкриття груповими траншеями полягає в тому, що на групу з

двох-трьох уступів (при загальному їхньому числі до чотирьох-шести) проводять одну

зовнішню або внутрішню траншею. Одна групова траншея забезпечує розкриття

106

Таблиця 1.1

−

Геохронологічна (стратиграфічна) шкала (1975)

Шкала абсолютно-

го віку, млн. р.

Еон

(еонотема),

тривалість,

млн. р

Ера

(ератема),

тривалість,

млн. р.

Період

(система)

Епоха

(відділ)

Початок і

кінець пе-

ріоду

Трива-

лість

Індекс

нтропогеновий Голоценова

Плейстоценова

1,7

1,7 Q

Неогеновий Пліоценова

Мюценова

2,3

21 N

Кайно-

зойська,

Палеогеновий Олігоценова

Еоценова

Палеоценова

42 P

Крейдовий Пізня

Рання

135

70 K

Юрський Пізня

Середня

Рання

190

55-60 J

Мезозой-

ська, 169

ріасовий Пізня

Середня

Рання

230

40 T

Пермський Пізня

Рання

285

55 P

Кам'яновугільний

(Карбон)

Пізня

Середня

Рання

350

65 C

евонський Пізня

Середня

Рання

405

55 D

Силурийський Пізня

Рання

435

30 S

Ордовикський Пізня

Середня

Рання

480

45 O

Фанеро-

зой,

570±20

Палео-

зойська,

335

Кембрійський Пізня

Середня

Рання

570

∈

Протеро-

зой, 2030

Вендський

Рифей

680

1650

110 V

Крипто-

зой, >

4000

Архей,

950

Рання 4000 1920 AR

Вестфальский у Німеччині, Верхнєсилезський і Люблінський в Польщі, Остравський в

Чехії, Львівсько-Волинський, Донецький в Україні, Підмосковний, Печорський, Кузне-

цький, Тунгузький, Ленський, Таймирський в Росії, Карагандинський в Казахстані й ін.

У Північній Америці – Апалачський, Ілінойський, Пенсильванський, Мічиганський, Те-

хаський.

У загальному процесі вуглеутворення виділяють дві фази: торфоутворен-

ня й вуглефікацію. Основним процесами перетворення рослинних залишків у пер-

шій фазі з'явилися:

• геліфікація лігнінно-целюлозних тканин рослин в аеноробних умовах і пе-

рехід продуктів розкладання цих тканин у колоїдний стан з наступним зневоднюван-

ням і затвердінням гелів і утворенням однорідної маси;

• фюзенізація – зневоднювання й окислювання в аеноробних умовах лігнін-

но-целюлозних тканин і продуктів первинної їх геліфікації з частковим обвуглюванням

рослинного матеріалу;

• елювіація – винос з торфу проточними водами колоїдних продуктів, що

супроводжується збагаченням торфу ліпоїдними стійкими до розкладання компонен-

тами рослин;

• ілювіація – привнос на площу торфовища

або з його верхньої активної ча-

стини в нижні шари розчинених гумінових речовин;

• бітумінізація – аеноробний процес розкладання багатих жирами й білко-

вими речовинами комплексу нижчих рослин і відмерлих мікроорганізмів, що приводив

до утворення сапропелю – основного вихідного матеріалу сапропелітів, а при при-

вносі вітром і водою спор пилка торфу – сапрогумолітів.

Друга фаза – вуглефікація – починалася й протікала після поховання тор-

фу в надрах Землі. У результаті діагенезу торф перетворювався в м'яке буре вугілля

– землисте з атритовою структурою, іноді утримуюче вуглефіковані уламки й фраг-

менти деревини, чи відносно щільну, з однорідною гелітовою структурою.

У загальному безупинному й необоротному процесі

вуглефікації ведучим її

показником є послідовне наростання в елементному складі кількості органічної речо-

вини вугілля, відносного змісту вуглецю, що супроводжується рівнобіжним зниженням

вмісту кисню, а на вищих стадіях вуглефікації – водню й азоту (табл.1.2).

Таблиця 1.2 − Елементарний склад деревини, торфу й вугілля (%)

Вуглець Водень Азот Кисень

Деревина

45–50 6,0–6,5 0,1–0,7 43–50

Торф

50–60 5,5–6,5 0,6–1,0 30–40

Буре вугілля

63–77 4,0–6,7 0,2–1,1 16–28

Кам'яне вугілля

74–92 3,4–6,0 1,2–1,8 1,6–17

Антрацит

89–98 1,3–3,0 0,1–1,3 0,1–2,3

З підвищенням ступеня вуглефікації зростають блиск і відбивна здатність ву-

гілля, оптична анізотропія, мікротвердість; змінюються мікрокрихкість, тріщинуватість,

люмінесценція, щільність органічної маси, гідрофільність, теплопровідність, електри-

чні властивості, швидкість проходження ультразвуку, спікливість, теплота згоряння

(табл. 1.3). За ступенем метаморфізму вугілля поділяють на буре, кам’яне та антра-

цити.

Таблиця 1.3. – Властивості вугілля

Вугілля

Леткиі речови-

ни, %

Твердість Теплота згорян-

ня, кДж

Щільність,

т/м

Буре вугілля

41–50 1,0–1,5 8,5–20 1,0–1,2

Кам’яне

12–39 1,5–2,0 32–34 1,3–1,4

Антрацит

< 6

2,0–2,5 33,4–34,3 1,4–1,8

Пласт – це геологічне тіло, що складене однорідною осадовою породою,

обмежено двома приблизно паралельними поверхнями й має значну площу.

Поверхні прилягання пластів до породи мають назву поверхні напласту-

вання. Шари гірських порід, які знаходяться безпосередньо над вугільним пластом,

називають покрівлею, а породи що лежать під пластом – підошвою. Покрівля й

підошва пласта

у більшості випадків генетично зв’язані з вугіллям і визначаються

З неї ведуть виїмку наносів, поширюючи площадку на гор. –10 м, після про-

водять виїзну похилу траншею 3 на наступний робочий горизонт –25 м і розрізну тра-

ншею у прямому 4 і зворотному 5 напрямку для підготовки фронту робіт на цьому го-

ризонті. При

проведенні розрізної траншеї 5 один із бортів траншеї 3 зрізається, і во-

на перетворюється в напівтраншею (з’їзд) 6. Після завершення будівництва й осво-

єння проектної потужності починається період нормальної експлуатації. На кар’єрі

ведуть розкривні й видобувні роботи.

3. Розкривні роботи, що складаються із систематичного видалення роз-

кривних порід із

метою забезпечення доступу до корисної копалини й створенні по-

трібної довжини фронту робіт.

4. Виймальні роботи – планомірний видобуток корисної копалини.

5. Рекультивація (відбудовні роботи) – виконання робіт щодо відновлення

порушених гірничими роботами земель.

Для характеристики відносного обсягу розкривних порід у межах кар'єрного

поля користаються спеціальним показником – коефіцієнтом k розкриву. Він

ви-

значається відношенням об'ємної чи вагової кількості розкриву до кількості видобутої

корисної копалини. Коефіцієнт розкриву показує, скільки одиниць розкриву потрібно

перемістити в межах кар'єру чи видалити за його межі, щоб добути одиницю корисної

копалини.

В залежності від розмірності коефіцієнт розкриву називається ваговим (роз-

крив і корисна копалина, виражена у вагових одиницях, т/т); об'ємним (розкрив і ко-

рисна копалина, виражена в об'ємних одиницях, м

/м

) і змішаним (розкрив вираже-

ний в об'ємних одиницях, а корисна копалина – у вагових, м

/т).

Розрізняють середній, поточний, контурний, граничний та плановий

коефіцієнти розкриву.

Середній коефіцієнт k

сер

розкриву визначається відношенням обсягу Vр

до обсягу V

к.к

корисної копалини в кінцевих контурах кар'єру. Якщо запаси корисної

копалини визначені за даними геологічної розвідки, то в даному випадку коефіцієнт

розкриву називається середньо геологічним. Якщо при визначенні коефіцієнта

105

Рис.9.2. Схема

розвитку робіт при

будівництві

кар’єру

й нижньою площадками, і кут укосу

між площинами нижньої площадки й укосу. Ви-

соту уступу вибирають у залежності від потужності пластів корисної копалини й роз-

кривних порід, що бажано розробляти роздільно, і від робочих параметрів виймаль-

них машин. Кут укосу уступу повинний забезпечувати його стійкість, виключивши зсу-

ви й обвалення порід. На практиці висота уступів на кар'єрах коливається від кілька

метрів до 40...50,а кути укосу – від 30…40

до 80

За кутом падіння розрізняють горизонтальні, пологі (з кутом падіння до 10

похилі (10…30

) і круті (понад 30

) родовища.

Потужність пласта виміряється при горизонтальному й пологому падінні —

по вертикалі, а похилому й крутому — по горизонталі. Тому родовища за потужністю

пласта класифікуються таким способом.

Пласти Горизонтальні й пологі Похилі й круті

потужність, м: досить мала

< 3…5

15…25

мала 6…20 25…75

середня 20…40 75…100

велика

> 40 > 100

Багатоводність кар'єрів характеризується коефіцієнтом багатоводності, що

визначається кількістю води, що приходиться на 1 т добутого вугілля, і змінюється від

0,1 до 10…15 м

/т.

При відкритій розробці родовище розділяють на горизонтальні пласти, них

виймають у спадному порядку з випередженням верхнього шару стосовно нижнього.

Тому в процесі розробки кар'єр здобуває уступну форму, а в земній корі утвориться

вироблений простір.

Період експлуатації родовища відкритим способом можна поділити на декі-

лька етапів: підготовчий, гірничо-будівельний, розкривний, видобувний та ре-

культиваційний. Охарактеризуємо етапи розробки родовища відкритим способом.

1. Підготовка поверхні кар'єрного поля – відвід русел річок і струмків за

його межі, спуск води з озер, знос будинків і споруд, перенос шосейних доріг і заліз-

ниць, ліній електропередачі, вирубка лісу й корчування пнів тощо; осушення родови-

ща – дренаж

гравітаційних підземних вод із гірських порід, що підлягають виїмці, і

зниження рівня цих вод. Попереднє осушення проводиться до початку гірничих робіт,

а поточне під час їхнього ведення. Від надходження поверхневих вод кар'єр обгоро-

джують спорудженням нагірних канав на косогорах і рівнинних ділянках, що прими-

кають до меж майбутнього кар'єру, а в балках і ярах – водозатримуючих гребель.

2. Гірничо-будівельні роботи – будівництво кар’єру починають із прове-

дення похилої траншеї 1 (рис. 9.2), що відкриває доступ із поверхні (відмітка ±0) на

горизонт –10 м для розробки наносів, що покривають поклад. Первісний фронт робіт

по наносах на гор. –10 м створюють проведенням горизонтальної розрізної

траншеї

104

умовами вугленакопичення.

Поверхні прилягання пластів до породи ма-

ють назву поверхні напластування. Шари гірських

порід, які знаходяться безпосередньо над вугільним

пластом, називають покрівлею, а породи що лежать

під пластом – підошвою. Покрівля й підошва пласта

у більшості випадків генетично зв’язані з вугіллям і

визначаються умовами вугленакопичення.

Породи, серед яких розташований пласт ву-

гілля, називають боковими або вміщуючими.

Розрізняють пласти простої та складної

будови. Пласт простої будови є однорідним і склада-

ється тільки з корисної копалини ( рис. 1.8, а). У пла-

сті складної будови вугілля розділяється на окремі

шари (пачки) прошарками породи (рис. 1.8, б).Вони

мають повну й корисну потужність. Потужність пла-

ста, що включає прошарки породи, називають по-

вною.

Сумарна потужність пачок вугілля у пласті

визначає його корисну потужність. Частка повної потужності, яка фактично вийма-

ється при розробці, називають потужністю пласта що виймається.

Тонкі пласти корисної копалини, розробка яких є нерентабельною, звуться

пропластками. Частина пласта, яка виходить безпосередньо на земну поверхню

або під

наноси, зветься виходом пласта або хвостом його. Це зона вивітрювання й

не придатна для видобутку.

Декілька пластів вугілля, що залягають у певній товщі впорядкованих порід,

складають свиту пластів. У Донецькому басейні відомо 15 вугільних свит (за класи-

фікацією Л.І.Лутугіна, табл. 1.4), Дніпровському (рис. 1.9) – 3, Львівсько-Волинському

(рис. 1.10) – 4.

Лутугінська схема розчленування донецького карбону була розроблена напри-

кінці 19 століття. Незважаючи на багаторазові критичні висловлювання, вона витри-

мала іспит часом і нині є загальноприйнятою; деякі зміни до неї були внесені в 1937

р. до XVII Міжнародного геологічного конгресу 1958 р.

Лутугінська методика була в першу чергу методикою детального мапування

басейну. У її основі лежало простежування горизонту по простяганню. Геологи Луту-

гінської школи тонко вловлювали неповторні риси окремих горизонтів. Найбільш яск-

рава індивідуалізація характерна вапнякам.

Шари вапняків розчленовують вугленосну товщу на дробові стратиграфічні,

зберігають при цьому характерний для кожного з них комплекс

органічних залишків і

літологічні особливості, що відбивають специфіку накопичення залишків кожного го-

ризонту.

Вивчення стратиграфії Донецького басейну продовжується вже більш 100 ро-

ків, однак дотепер залишається ще чимало невирішених питань. Різні автори ство-

рили стратиграфічні схеми, що іноді істотно відрізняються одна від одної вмістом об-

сягу й меж ярусів, підярусів і зон. Залишається не вирішеним питання про положення

межі між нижнім і середнім карбоном, середнім і верхнім карбоном; діаметрально

протилежні погляди існують з питання про обсяг і доцільність виділення намюрського

ярусу. Суперечність положення багатьох біостратиграфічних меж підвищує значення

схеми Геологічного комітету, на базі якої можуть розвиватися сучасні детальні біост-

ратиграфічні й інші

роботи.

Рис. 1.8. Будова пласта: а

– простого;

б - складного

Таблиця 1.4 – Схема розчленування кам’яновугільних відкладень Донецького

басейну на свити

Прийнята в монографії “Геологія родовищ вугілля й пальних

сланців…”1958 р.

Сучасне біо-

стра-тиграфічне

розчленування

Гранич-

ні вап-

няки

Індекси й назви свит, наявність вугільних пластів

Від-

діл

Ярус

− Араукаритова

− Авіловська (на Заході є робочі пласти, на Сході –ні)

− Ісаєвська (на Заході 2 пласти: n

; n

)

Верхній кар-

бон

− Горлівська (на Заході 6-12; Сході –18-21 пластів)

− Алмазна (на Заході 10-11; Сході 1-3 пласти)

− Каменська (47 пластів до Заходу 20-25)

Московсь-

кий

− Білокалитвенська (на Заході майже ні; Сході - 2

пласти

)

− Смолянинівська, Максимівська (до 17 робочих плас-

ті

в)

− Моспинська (10-14 пластів; із них 4 робочих)

− Мандрикінська (до 10 пластів із них 2-3 робочих)

Середній карбон

Башкирсь-

кий

− (на Півдні до 13 прошарків вугілля, 2 – місцями ро-

бочої потужності)

− Безвугільна

Намюр-

ський

− Самарська (зближених пластів 60-70; робочих – 26)

− (до 12 прошарків вугілля, робочих до 2)

Візєй-

ський

− Безвугільна

Нижній карбон

Туней-

ський

Пласт має три виміри: довжину, ширину та товщину, які називають відповід-

но його простяганням, падінням і потужністю. Крім того, розрізняють лінію простяган-

ня, лінію падіння й кут падіння.

Лінія простягання – лінія, що утворюється при перерізі поверхні пласта

горизонтальною поверхнею (рис. 1.11). Лінія падіння – лінія, яка перпендикулярна

лінії простягання та лежить у площині

пласта.

кількості підприємств високої продуктивності, наприклад, сама велика вугільна шахта

“Распадская” в Кузбасі дає 7,5 млн. т на рік, найбільший розріз “Богатырь” на Экиба-

стузському родовищі – 50 млн. т на рік.

До недоліків відкритого способу відносять:

• більш шкідливий вплив гірничих робіт на навколишнє середовище: забруд-

нення повітряного простору пилом, газами, шумами; зміни

рівня ґрунтових вод на

прилягаючих до кар'єру територіях;

• необхідність відводу значних земельних ділянок не тільки під кар'єр, а й

під відвали пустих порід;

• велика залежність від кліматичних і метрологічних умов.

Слід зазначити, що в більшості випадків маються технічні можливості різко зменшити

ці недоліки відкритих робіт при збереженні економічних переваг перед підземним

способом.

Межі раціонального застосування відкритого способу встановлюють за ре-

зультатами техніко-економічного аналізу.

Кар'єром називають гірниче підприємство, що веде видобуток

корисної ко-

палини відкрифтим способом. У вугільній галузі кар'єр частіше називають розрізом.

Для розробки родовища корисної копалини гірничому підприємству виділя-

ють усе родовище чи його частину, що називають гірським відводом чи кар'єр-

ним полем. Розміри кар'єрного поля в плані (довжина, ширина) змінюється від со-

тень метрів до

5...10 км, а за глибиною – від декількох метрів до 700...800 м. Запаси

корисної копалини в межах кар'єрного поля можуть досягати біля міліардів тон.

При відкритій розробці виймання порід, що покривають, і корисної копалини

ведуть горизонтальними шарами. Верхні шари в процесі відробки випереджають ни-

жні й бічні поверхні кар'єру - його борти мають ступінчату форму.

Уступом називають частина товщі розкривних порід чи корисної копалини

у вигляді ступіні, розроблювальну самостійними засобами відбійки, навантаження й

транспорту.

Елементами уступу (рис. 9.1)

є його нижня 1 і верхня 5

площадки (покрівля, підошва

уступу), укіс 3 - похила пло-

щина, що обмежує уступ із

боку виробленого простору

лінія перетинання укосу усту-

пу з його покрівлею – верхня

брівка уступу 4 і з підошвою

– нижня брівка уступу 2. Міс-

це безпосередньої виїмки гір-

ської маси називають вибо-

єм. При виїмці одноківшови-

ми екскаваторами найчастіше

вибоєм є торець уступу 6,

при посуванні, який за на-

прямком стрілки 7 гірську

масу витягають смугами, рів-

нобіжними укосу уступу, що називають західками. Західки по довжині іноді поділя-

ють на окремі блоки, які розробляються самостійними засобами виїмки.

Параметрами уступу є його висота Н – відстань по вертикалі між верхньою

103

Рис. 9.1. Елементи

уступу

Контрольні питання

Охарактеризуйте способи проведення гірничих виробок.

Охарактеризуйте технологію проведення виробок в міцних неоднорідних породах.

Охарактеризуйте буровибуховий спосіб проведення виробок.

Область використання прохідницьких комбайнів.

Охарактеризуйте технологію проведення бремсбергів, уклонів та скатів.

ТЕХНОЛОГІЯ ВІДКРИТИХ ГІРНИЧИХ РОБІТ

Особливості відкритого способу розробки родовищ. Основні по-

нятяя і елементи відкритих робіт. Етапи відкритих гірничих

робіт. Коефіцієнт розкриву. Розкриття родовища. Розкривні й

видобувні роботи. Засоби механізації

Сучасна гірнича галузь базується у своєму розвитку на досягненнях гірничої

науки й практики. Великий внесок у науку відкритої розробки родовищ корисних ко-

палин зробили академіки Н.В.Мельников, В.В.Ржевский, проф. Е.Ф.Шешко,

П.І.Городецький, Б.П.Боголюбов, Г.А.Нурок, М.Г.Новожилов, А.І.Арсентьев,

Ю.П.Астафьев, Б.Н.Тартаковський, В.С.Хохряков і ін.

Відкритий спосіб розробки в порівнянні з підземним характеризується на-

ступними принциповими особливостями:

• необхідністю видалення з кар'єру (чи переміщення в його контурах) знач-

них обсягів розкривних порід, на розробку яких витрати на вугільних, а також рудних

кар'єрах складають основну частину загальних витрат на видобуток корисної копали-

ни;

• необхідністю дотримання певної послідовності відпрацьовування шарів;

виїмку нижніх шарів можна починати тільки після

виїмки значного обсягу шарів, що

залягають вище;

• необмеженою можливістю використання високопродуктивного великогаба-

ритного спеціального гірничого устаткування, що забезпечує комплексну механізацію

й автоматизацію виробничих процесів.

До переваг відкритого способу відносять:

• умови роботи на розрізах більш гігієнічні і безпечні, чим на шахтах (кіль-

кість нещасних випадків на 1000 працюючих менше

в 5...6 разів, а на 1 млн. т видо-

бутку – у 13...17 разів). Однак через застосування великої кількості машин, підривних

робіт, заходи щодо боротьби з травматизмом у розрізах так само обов'язкові, як і на

шахтах;

• питомі капітальні витрати на будівництво кар'єрів у 2...3 рази нижче, ніж на

будівництво шахт, і термін

будівництва кар'єрів значно менший при однієї потужнос-

ті;

• кращі умови для найбільш повної виїмки корисної копалини з розподілом

його по технологічних типах і сортах; менші втрати й засмічення корисної копалини;

• великі можливості використання потужних і високопродуктивних машин і

механізмів, відсутність трудомістких робіт із кріплення і, як наслідок

, велика (у 5...8

разів) продуктивність роботи й менша (в 2...4 рази) собівартість продукції;

• витрати кріпильного лісу не перевищують 0,5 м

на 1000 т видобутку вугіл-

ля проти 20…25 м

при підземному способі.

• великі можливості інтенсифікації гірничих робіт і збільшення виробничої

потужності підприємства, що дозволяє сконцентрувати видобуток на відносно меншій

102

Рис. 1.11. Елементи залягання пласта: А-Б – лінія простя-

гання; В-Г – лінія падіння

;

- кут падіння

Простягання пласта – напрям лінії простягання.

Простягання пласта визначається азимутом напрямку лінії

простягання.

Азимут – кут між площиною магнітного меридіа-

на (П-П, рис. 1.10) у заданій точці (О), що лежить у межах родовища, й вертикальній

площині, що проходить через дану точку й лінію простягання.

Азимут відраховується від магнітного меридіана за годинниковою стрілкою. В

залежності від напрямку падіння пласта змінюються величина азимута та його простя-

гання. Так, коли падіння пласта на південний схід (рис. 1.12,

а), то простягання буде пі-

внічно–східним (А-Б), а азимут рівним, припустимо, А

. Коли ж падіння пласта на півні-

чний захід

(рис. 1.12, б), то простягання пласта – південне східне (Б – А), а азимут рів-

ним 180

+ А

Падіння пласта, чи його похил до горизонтальної поверхні, вимірюється кутом

падіння

, що утворюється лінією падіння і її проекцією на горизонтальну поверхню.

Рис. 1.9. Зведена літолого-

стратиграфічна колонка по

Дніпровському басейну.

1- суглинки; 2- глини;

3 - піски глинясті; 4 - піски

(а - мелкозернисті, б – кру-

пно-зернисті); 5 - піски вуг-

лісті; 6-глини вуглисті; 7-

вугілля; 8-мергелі; 9 - вап-

няки; 10 - кора вивітрюван-

ня; 11- кристалічні породи

Рис. 1.10. Нормальний лі-

тологостратиграфічний

розріз кам’яновугільної то-

вщі Львівсько-Волинського

басейн

Потужністю пласта називають від-

стань між покрівлею та підошвою пласта за

нормаллю.

З технологічних міркувань пласти з

потужності поділяють на чотири групи: дуже

тонкі потужністю до 0,70 м., тонкі – 0,71…1,20

м., середньої потужності – 1,21…3,50 м., поту-

жні – більше 3,50 м.

Кут падіння. Кутом падіння пласта

називається кут, що утворений лінією падіння

та її проекцією на

горизонтальну площину.

У залежності від кута падіння пласти

поділяють на чотири групи: пологі до 18°; по-

хилі від 19°до 35°; круто похилі від 36°до 55°;

круті від 56°до 90°.

В залежності від розташування окремих шарів боко-

вих порід у відношенні до вугільного пласта й здатності їх до

обвалення й зрушення розрізняють несправжню, безпосеред-

ню

та основну покрівлю й такі ж підошви (рис. 1.13).

Несправжньою покрівлю називають шар вуглистих

чи слабких глинястих сланців незначної потужності (до

0,5…0,6 м), що залягає безпосередньо над пластом вугілля

та легко обвалюється. За звичай, несправжня покрівля обва-

люється при виїмці вугілля або через недовгий проміжок ча-

су.

Безпосередньою покрівлею називають товщу піща-

но-глинястих чи глинястих сланців над вугільним пластом, яка

легко обвалюється при незначних відшаруваннях на якійсь

відстані від вибою при витяганні й перенесенні посадкового

кріплення. Потужність безпосередньої покрівлі визначається

потужністю порід, що систематично обвалюються у виробле-

ному просторі після посування посадкового кріплення.

Основною покрівлею називають товщу міцних вап-

няків або піщаників

, рідше міцних глинястих сланців, що заля-

гають над безпосередньою покрівлею. Породи основної по-

крівлі можуть зберігати стійкість при відшаруванні їх на значній площі. Обвалюються

вони з відставанням від безпосередньої покрівлі.

Несправжньою підошвою називають слабкі породи потужністю до 0,3…0,4

м, що легко руйнуються і залягають безпосередньо під пластом.

Безпосередньою підошвою називають товщу порід, що залягають під вугі-

льним пластом. З властивостями безпосередньої підошви пов’язані явища здимання,

сповзання її на крутих пластах, а також вдавлювання в неї кріплення.

Основною підошвою називають товщу порід, що залягає нижче безпосе-

редньої підошви.

Частина пласта, що виходить на земну поверхню чи знаходиться не глибо-

ко від неї під наносами, називають виходом пласта чи його хвостом. Пласт на

виходах на більшу чи меншу глибину, звичайно, є некондиційним завдяки погір-

шенню якості вугілля із-за його окислення.

Контакт пласта з боковими породами характеризується ступенем зчеплен-

ня вугілля з породами. Якщо контакт пласта з боковими породами нечіткий, то при

Для проведення скатів площею поперечного переріза 7,6— 13,8 м

з кутом нахилу

40—90

зверху вниз створений комплекс КС-4. Він складається з навантажувальної

машини, прохідницької судини місткістю 0,8 м

, лебідок 1ЛГКН і ЛГК-3, вантажопід-

йомного устаткування й перекидного пристрою. Застосування комплексу цілком лікві-

дує ручну працю з навантаження гірської маси й підвищує швидкість проведення ви-

робок у 2— 2,5 рази.

Технологія проведення печей. По призначенню печі розділяють на розріз-

ні, транспортні й вентиляційні, що служать відповідно для нарізки лав, транспорту-

вання вугілля й вентиляції. Проводять печі звичайно прямокутної форми шириною

2—5 м найчастіше знизу нагору по пласту вугілля без підривки бічних порід. Печі крі-

плять дерев'яними або металевими стояками, що встановлюють під дерев'яні або

металеві верхняки. Відстань між рамками 0,7—1 м. Іноді застосовують анкерне й ра-

мне кріплення. Печі круглої форми поперечного перерізу, проведені по міцному ву-

гіллю, при невеликому терміну служби не кріплять.

Печі проводять буровибуховим способом, нарізними комбайнами, відбійни-

ми молотками, із застосуванням гідромеханізації.

Проведення печей буровибуховим способом знизу нагору на газових шахтах

дозволяється після того, як попередньо пробурена свердловина на всю довжину ви-

робки для провітрювання вибою печі загальношахтним струменем повітря, а при ви-

користанні ВР VI класу без свердловини.

Шпури бурять ручними свердлами на глибину 1,5—2,5 м. Число шпурів при-

ймають з розрахунку 2—2,5 на 1 м

площі вибою. У залежності від потужності пласта

їх розташовують в один, два й більше ряди. Застосовують віяловий або прямий кро-

куючий вруб і електричний спосіб підривання при суворому дотриманні Єдиних пра-

вил безпеки при підривних роботах.

Печі провітрюють вентиляторами місцевого провітрювання, що подають по-

вітря у вибій по вентиляційному трубопроводі.

Підірване вугілля вантажать вручну на скребковий конвеєр, транспортують

на головну виробку. Іноді використовують скреперні установки (при кутах нахилу до

20—25

), нерухомі металеві рештаки (25—35

), під дією ваги (більше 35

) по підошві

виробки.

Технологія проведення печей відбійними молотками аналогічна проведенню

буровибуховим способом. Відмінність полягає лише у відбійці (руйнуванні) вугілля.

Для механізації проведення печей на пластах потужністю 0,7—1,6 м з кутом

залягання до 18

у шахтах, небезпечних за газом або пилу, створений нарізний ком-

плекс КН-78. Комплекс складається з комбайна, перевантажувача й механізму пода-

чі.

Застосування комплексів КН-78 дозволить зменшити обсяг проведення пе-

чей за допомогою буровибухових робіт і відбійних молотків, знизити трудомісткість

робіт, збільшити швидкість проведення виробок, підвищити безпеку праці робітників.

Для механізації

робіт на викидонебезпечних пластах з кутом залягання 45—

знизу нагору застосовують нарізні машини МРС-2, що підвішують на канаті, про-

пущеному через попередньо пробурену свердловину діаметром не менше 170 мм.

Машина МРС-2 забезпечує перетин 1,19х0,5 м на пластах потужністю 0,55—1,2 м.

Розширення й кріплення печі здійснюють зверху вниз з полку, підвішеного до каната

лебідки, встановленої на вентиляційному штреку. Продуктивність нарізних машин

до

100 м/зміну.

101

Рис. 1.12. До визначення по-

ложення пласта в земній корі

Рис. 1.13. Пласт

складної будови з

боковими порода-

ми

Постійне кріплення зводять з відставанням від вибою не більше ніж на 3 м.

Одночасно площа поперечного перерізу скату поділяють на два-три відділення, з

яких одне-два (вантажні) служать для спуску вугілля й породи й одне (ходове) —для

пересування людей при ремонті скату або пропуску застряглих шматків вугілля (по-

роди).

При трьох

відділеннях ходове влаштовують посередині (рис. 8.13).

Ходове відділення від вуг-

ле- і породоспускного відшивають

дошками, влаштовуючи не більше

ніж через кожні 5 м, оглядові вікна

розміром 20х20 см, що закрива-

ються засувками, для пропуску за-

стряглого вугілля (породи). Для

зменшення тертя при кутах нахилу

скатів 25—30

підошву й боки ван-

тажних відділень обшивають ста-

левими листами або настилають

рештаки. Для регулярного пересу-

вання людей паралельно вантаж-

ним скатам проводять допоміжні.

Скати проводять бурови-

буховим способом, відбійними мо-

лотками, буровими машинами найчастіше знизу нагору, тому що при цьому відпадає

необхідність навантаження вугілля (породи) і водовідливу. Технологія робіт

з відбійки

вугілля (породи) буро-вибуховим способом і відбійними молотками аналогічна про-

веденню печей.

Шпури по вугіллю й породі з f < 4 бурять ручними пневмо- або електросвер-

длами, а при f > 5—переносними або телескопними перфораторами.

Вугілля (порода), відбите за допомогою буровибухових робіт або відбійних

молотків, скачується в люк скату, відкіля його вантажать у вагонетки, що стоять на

відкотному штреку.

Провітрювання скатів (підняттєвих) здійснюють вентиляторами місцевого

провітрювання, встановлюваними в штреку. Вентиляційний трубопровід звичайно не

доходить до відбійного полку приблизно на 1 м, що збільшує час на провітрювання

після підривних робіт.

Кріпильні матеріали у вибій скату доставляють у волокушах (скіпах) по ван-

тажному відділенню за

допомогою лебідки, що розташовувана на штреку.

При проведенні скатів буровибуховим способом робітники знаходяться в зоні

порушеного масиву гірських порід і в умовах стиснутого робочого простору. Прове-

дення підняттєвих виробок дуже трудомістко й дорого. Обсяги ж проведення таких

виробок у вугільній промисловості великі. У зв'язку з цим необхідно буровибуховий

спосіб заміняти

більш прогресивним - бурінням свердловин великого діаметра.

Для проведення польових скатів (гезенків) діаметром 1 м знизу нагору в по-

родах з f < 10 і довжиною до 100 м застосовують бурову машину “Стріла-77”, що ви-

готовляють із пневмо- чи електроприводом. Машину обслуговують два чоловіки.

Продуктивність праці в 3—4 рази вище, ніж при буровибуховому способі.

На викидонебезпечних

пластах з кутом залягання 45—90

схили знизу наго-

ру можна проводити нарізними машинами МРС-2. Отриману виробку до проектних

розмірів скату розширюють зверху вниз або знизу нагору за допомогою відбійних мо-

лотків або буровибухових робіт.

100

вийманні вугілля залишається частина

вугілля у вигляді смуги й має назву: в

покрівлі пласта (рис. 1.14, а) − “при-

суха”; в підошві пласта (рис. 1.14, б) −

“земник”.

Форма та умови залягання

пластів. Пласти вугілля, за звичай,

більше або менше постійні за складом

і потужності у межах родовища.

У зв'язку з

генетичними та те-

ктонічними причинами спостерігається зміна потужності пласта (роздуття, стоншен-

ня, виклинювання та розриви суцільності пласта (рис. 1.15, 1.16, 1.17, 1.18, 1.19).

Властивості порід, що вміщують пласт: ступінь стійкості й тріщинуватість;

здатність порід по мірі посування очисного вибою обвалюватися окремими кусками

або великими масивами; схильність до здимання.

Зі збільшенням глибини змінюються характер та величина гірського тиску,

температура порід, газовість, водоносність вугільних пластів та бокових порід.

Газовість пластів та родовищ. Більшість вугільних пластів, а

у деяких випад-

ках і їх бокові породи, що вміщують пласт, містять метан. Розрізняють такі форми

виділення газу в шахтну атмосферу: спокійне виділення; суфлярне (виділення газо-

вих струмин з тріщин зі звуковим ефектом); раптовий викид, який супроводжується

раптовими викидами вугілля та порід. Метановість шахт збільшується з глибиною

розробки.

Рис. 1.14. Схема очисного вибою у випа-

дку нечіткого контакту пласта з покрівлею

та п

дошвою

Рис. 1.15. Схема “зсуву”

Рис. 1.16. Схема “синклі-

наль” і “антикліналь”

Рис. 1.17. Схеми

до пояснення

понять: а – скид;

б - підкид

Рис. 1.18. Типи розщеплення пласта

Рис. 1.19. Розмив пласта

Рис. 8.13. Поперечний переріз скату з трома

відділеннями

Схильність вугілля до самозаймання. Вугілля усіх марок у різній мірі схильні

до самозаймання. При розробці потужних пластів ендогенні пожежі виникають часті-

ше, ніж при розробці пластів тонких та середньої потужності. Ділянки поблизу текто-

нічних порушень часто заповнені вугільним пилом, який схильний до самозаймання.

У запобіжних ціликах невеликих розмірів у результаті опорного тиску утворюються

тріщини, які заповнені дрібним вугіллям, що приводить до виникнення ендогенних по-

жеж.

Обводнення родовища. Сильно обводнені породи менш стійкі, допускають

менше оголення, набувають схильність до здимання. На обводнених пластах можли-

ві прориви води до виробок.

Будь-які порушення залягання корисних копалин ускладнюють їхню розроб-

ку.

Рудні родовища відрізняються великою розмаїтістю за складом, будовою й

формою залягання.

За потужністю рудні тіла чи поклади поділяють на:

• тонкі – потужністю менше 0,6 м при крутому і 0,8 м при пологому заляганні;

• малопотужні – потужністю від 0,6-0,8 до 3 м;

• потужні – потужністю від 3 до 15-20 м;

• дуже потужні – потужністю більше 15-20 м.

За кутом падіння рудні поклади

поділяють на: горизонтальні – 0

; пологі – від

0 до 30

; похилі – від 30 до 45

; круті – більше 45

Гірничо-геологічні умови залягання рудних тіл впливають на вибір способу

розробки родовища.

Розрізняють корінні і розсипні родовища руд. Корінними називають родови-

ща, що залягають на місці свого утворення; розсипними – родовища, що утворилися

в результаті руйнування корінних родовищ від фізичного вивітрювання (вплив повіт-

ря, атмосферних опадів, коливань температури) і хімічного впливу різних факторів.

За характером утворення розрізняють розсипу: елювіальні (утворюються на місці

руйнування корінних порід); делювіальні (складаються з матеріалу, переміщеного по

схилі на деяку відстань); алювіальні; берегові (на березі морів і озер); льодовикові;

еолові (утворюються в результаті переносу елювіальних розсипів силою вітру).

Найбільше промислове значення мають алювіальні розсипи, утворені в ре-

зультаті

переміщення зруйнованих порід потоками води по схилі в русло річок і відкладення їх

на дно потоку (більш важкі частки порід відкладалися на дно, а легкі неслися вниз за

течією).

Розсипні родовища мають невелику глибину залягання та представлені пух-

кими й обводненими відкладеннями.

У структурі розсипів виділяють (рис. 1.20):

торфи – верхня частина

розсипу з непро-

мисловим вмістом корисного компонента;

піски, чи пласт – частина розсипу, що є

предметом розробки;

плотик, чи постіль - породи, що підсти-

лають, на яких залягає розсип;

борт – границя покладу, у межах якої ви-

конується розробка.

Руда – корисна копалина в масиві, що міс-

тить метал чи іншу мінеральну речовину

в кількості,

що придатна для розробки. Цінність руди

типу 2ПНБ2 до 18

— 2ПНБ2у. При кутах нахилу більш 8

машини обладнаються

спеціальними пристосуваннями, що забезпечують їхній спуск і підйом. Схема про-

ведення уклонів із застосуванням різних навантажувальних прохідницьких машин по-

казана на рис. 8.12.

Транспортування гірської маси здійснюється тими

ж засобами, що й при проведенні бремсбергів. Але часті-

ше застосовують однокінцевий канатний підйом, при яко-

му обмін вагонеток виконують на

верхній прийомній пло-

щадці уклону або на тупикових розминках, що сприяє ско-

роченню витрат часу на цей процес. Доставку матеріалів

роблять у вагонетках, монорельсовими підвісними або на-

грунтовими канатними дорогами.

Кріплення уклонів виконується так само, як і бре-

мсбергів.

Наявність води у вибої уклону погіршує умови ро-

боти, у результаті чого знижується продуктивність праці й

швидкість проведення. Якщо вода виділяється і стікає по

ґрунті всього уклону, то в ґрунті через кожні 10—15 м

улаштовують поперечні канавки з ухилом убік подовжньої

канавки, по якій вода направляється в перекачну камеру.

При припливі води у вибій до 3 м

/год її відкачу-

ють переносними насосами у вагонетку й видають разом з

гірською масою. При великих припливах або при конвеєр-

ному транспорті воду з вибою відкачують безпосередньо в

канавку штреку або через перекачні проміжні станції. В

останньому випадку вода, відкачувана забійним насосом,

попадає у вагонетку, встановлену в перекачній камері,

шлам

осідає на дно, а прояснена вода з вагонетки пере-

ливається у водозбірник. У перекачних камерах установ-

люють насоси, роботу яких звичайно автоматизують.

Комбайнову технологію проведення уклонів за-

стосовують при кутах нахилу до 10

і міцності порід підри-

вки до f = 4—6, використовуючи комбайни типу ГПКС, при

кутах нахилу до 25

— комбайни ГПКСН.

Технологія проведення похилих стволів в основ-

ному аналогічна проведенню уклонів із застосуванням тих

же машин і механізмів. Відмінність полягає в тім, що їх

проводять з поверхні землі й роботи починають із влаш-

тування устя, тобто верхньої частини ствола. Для

кріплення використовують металеве кріплення, збірний

залізобетон або монолітний бетон.

Технологія проведення скатів. Скати призначені для спуску вугілля й по-

роди самопливом (під дією ваги) з вентиляційних або проміжних штреків на відкотні

при кутах залягання пластів більше 25

. У залежності від потужності пласта й пропу-

скної здатності скатів їх проводять по вугіллю, вугіллю з присічкою породи й породі

(польові скати).

Форму поперечного перерізу скатів приймають прямокутну (без підривки по-

рід), трапецієподібну (з підривкою порід) або круглу (при застосуванні бурових ма-

шин). При куті нахилу 30—45

скати кріплять повними рамами, а при куті нахилу бі-

льше 5

— вінцовим кріпленням зі зведенням через кожні 4—8 м опорних вінців.

Рис. 1.20. Схема до пояснення

структури розсипних родовищ:

1 – торфи; 2 – піски (пласт); 3

– плотик (постіль)

Рис. 8.12. Схема про-

ведення уклонів: 1 –

машина 1ПНБ2У; 2 –

канат підвіски маши-

ни; 3 – напрямний

блок; 4 – запобіжна

леб

дка

При буровибуховій технології параметри БВР розраховують так само, як і

при проведенні пластових штреків. Провітрювання вибоїв на шахтах не вище II кате-

горії за метаном здійснюють за допомогою загальшахтної депресії з застосуванням

на ділянках тупикових вибоїв вентиляторів місцевого провітрювання. На шахтах III

категорії і вище кожне виробки провітрюється своїм вентилятором з обов'язковою йо-

го установкою на відкотному штреку.

Для навантаження гірської маси у вагонетки або на конвеєр при кутах нахилу

до 8

застосовують навантажувальні машини (типу 1ПНБ2), а при кутах нахилу до 22

— скреперні установки УСП1М с навантаженням гірської маси на скребковий конве-

єр. Транспортування вугілля й породи в залежності від кута нахилу виробки роблять

скребковими й стрічковими (до 18

) конвеєрами, у вагонетках і скіпах. Конвеєрний

транспорт забезпечує велику продуктивність і безперебійність у роботі в порівнянні з

рейковим транспортом.

Стрічкові конвеєри використовують у сполученні з монорельсовими ванта-

жолюдськими дорогами 2ДМД або нагрунтовними канатними дорогами ДКН. При

рейковому транспорті лебідку встановлюють у камері на відкотному штреку, а блок

— у вибою, закріплюючи його на розпірній стійці. Рейкові колії використовують також

для доставки у вагонетках кріпильних і інших матеріалів і устаткування.

При проведенні бремсберга й хідника самостійними вибоями їх з'єднують

збійками, призначеними для провітрювання й передачі вантажів з однієї виробки в

іншу. Схема проведення бремсбергів і розміщення устаткування у вибої показана на

рис. 8.11.

При кутах падіння пластів до 10

і поро-

дах підривки з міцністю f < 4 застосовують прохід-

ницькі комбайни типу ГПКС, а при f < 6 — комбай-

ни 4ПП2М тощо.

Уклони найчастіше проводять вузьким

вибоєм при однобічній підривці порід — звичайно

порід ґрунту, зверху вниз, тому що вони призна-

чені для підготовки нижчележачих горизонтів, на

яких ще не ведуться гірничі роботи. Проведення

здійснюється буровибуховим способом або з ви-

користанням комбайнів.

При проведенні уклонів із застосуванням

БВР їхні параметри розраховують так само, як і

при проведенні пластових штреків. Виїмку вугілля

й породи ведуть роздільно, а при

кутах нахилу більше 15—20

спільно, то-

му що зростають труднощі у веденні робіт в усту-

пному вибої. Для буріння шпурів застосовують

ручні електро- і пневмосвердли, перфоратори й

бурильні установки типу БУАЗС при нахилі вироб-

ки не більше 8

. Для подачі свіжого повітря у ви-

бій використовують вентилятори місцевого прові-

трювання типу ВМП, що встановлюють на свіжо-

му струмені на відстані не менше 10 м від остан-

ньої збійки.

Для навантаження гірської маси у вагонетки

або на конвеєр застосовують навантажувальні машини різних модифікацій у залеж-

ності від кута нахилу виробки.

Так, при кутах нахилу до 10

застосовують машини.

визначається вмістом у ній корисного компонента. Типи рудних родовищ надано рис.

1.21

Гірські породи володіють різними фізико-механічними властивостями, що

зумовлюються насамперед їх походженням і заляганням.

У залежності від властивостей гірських порід гірські роботи виконують із за-

стосуванням різних інструментів і гірничих машин. Тому важливо знати основні влас-

тивості гірських порід, уміти їх визначати й правильно вибирати способи виконання

гірничих робіт.

Основні фізико-механічні властивості гірських порід наступні.

Твердість – властивість гірської породи чинити опір проникненню в неї

твердого тіла.

В'язкість – властивість гірських порід чинити опір відділенню від масиву

шматків породи. Ступінь в'язкості визначається величиною внутрішніх сил зчеплення.

Чим більше

в'язкість породи, тим сутужніше її добувати. Гірничі виробки, що проведені в грузлих

породах, у більшості випадків можуть протягом досить тривалого періоду часу збері-

гати первісну форму й розміри поперечного переріза. Прикладом таких виробок мо-

жуть бути виробки, що проведені в пластах кам'яної солі.

Крихкість – властивість гірських порід руйнуватися при статичних наванта-

женнях без помітних пластичних деформацій.

Пружність – властивість гірських порід відновлювати свою первісну форму

й обсяг після припинення дії на них зовнішніх сил.

Тріщинуватість – визначається наявністю в гірських породах тріщин. За

ступенем тріщинуватості розрізняють породи тріщинуваті, середньої тріщинуватості

й монолітні.

Зернистість визначається розмірами зерен, з яких складена порода. За

цією ознакою породи бувають грубозернисті, середньозернисті й дрібнозернисті

Шаруватість (сланцюватість) – здатність гірських порід більш-менш

легко відокремлюватися по площині нашарування.

Розпушуваність – властивість гірських порід збільшуватися в обсязі при

виїмці в порівнянні з обсягом у масиві (в цілику). Розпушуваність гірських порід

Рис. 1.21. Типи розрізів рудних тіл

Рис. 8.11. Схема проведення

похилих виробок вузьким вибо-

єм знизу нагору

характеризується коефіцієнтом розпушення, що показує, у скільки разів обсяг роз-

пушеної породи більше обсягу породи в масиві.

Пористість характеризується об’ємом пір (порожнеч) у гірській породі.

Густина гірських порід – це відношення маси твердих часток породи до їх-

нього об’єму. Густина гірської породи виражає ступень заповнення мінеральною ре-

човиною даного

об’єму породи або відношення масі тіла до його об’єму.

Кут природного укосу – найбільший кут, що може бути утворений бічною

поверхнею (вільним укосом) розпушеної гірської породи з горизонтом.

У гірничій справі приходиться зіштовхуватися з великою розмаїтістю гірських

порід, що відрізняються між собою тими чи іншими властивостями. Для практичних і

наукових цілей зручно згрупувати гірські породи за одним чи декількома основними

класифікаційними ознаками.

Однією з найбільш розповсюджених класифікацій є класифікація гірських

порід за міцністю, що створена проф. М.М. Протодъяконовим (табл. 1.5).

Таблиця 1.5 – Класифікація гірських порід за міцністю проф. М.М.Протодьяконова

Категорії

порід

Гірські породи Коефіцієнт

міцності f

Найвищою

мірою міцні

Найбільш міцні, щільні й грузлі кварцити й базальти.

Виняткові за міцністю інші породи

Дуже міцні Дуже міцні гранітові породи, кварцовий порфір, ду-

же міцний граніт, кременистий сланець, менш міцні,

ніж зазначені вище, кварцити. Самі міцні піщаники й

вапняки

Міцні Граніт (щільний) і гранітові породи. Дуже міцні пі-

щаники й вапняки. Кварцові рудні жили. Міцний

конгломерат. Дуже міцні залізні руди. Вапняки міцні.

Міцний мармур. Доломіт. Колчедан

Досить міцні Звичайний піщаник, залізні руди.

Піщані сланці. Сланцеві піщаники

Середні Міцний глинистий сланець. Неміцний піщаник і вап-

няки, м'який конгломерат

Різноманітні сланці (неміцні), щільний мергель

Досить м'які М'який сланець. Дуже м'який вапняк, крейда, кам'яна

сіль, гіпс. Мерзлий ґрунт, антрацит. Звичайний мер-

гель. Зруйнований піщаник, зцементована галька,

кам'янистий ґрунт

Щебенистий ґрунт. Зруйнований сланець, що злежа-

лися галька і щебінь, міцний кам'яне вугілля. Отвер-

діла глина

1,5

М'які Глина (щільна). М'яке кам'яне вугілля. Глинистий

ґрунт

М'яка піщаниста глина, лес, гравій

0,8

Землисті Рослинна земля. Торф. Легкий суглинок, сирий пісок 0,6

Сипучі Пісок, осипи, дрібний гравій, насипна земля, добуте

вугілля

0,5

Пливучі Пливуни, болотистий ґрунт, розріджений лес 0,3

Для з'єднання косовика зі штреком 1 у розкосині періодично залишають не-

закладений породою простір шириною 2 м—косовикові хідники 4.

Проведення штреків широким вибоєм можливо як перед лави, так і слідом за

лавою. У першому випадку забезпечується незалежність робіт у вибоях штреку й ла-

ви, а також розвідка пласта. В другому — вугільні вибої лави, виробки й розкосини

поєднуються в один вибій, виїмку вугілля в якому роблять за допомогою очисного

устаткування. Для механізації робіт із закладки породи в розкосину застосовують

дробильно-закладну установку “Титан”, що працює на пластах потужністю від 0,8 до

1,5 м з кутами падіння від 8 до 25

. Штреки широким вибоєм проходять порівняно рі-

дко на пластах потужністю 0,5—1,5 м при стійких породах покрівлі й терміну служби

виробки до двох років.

Технологія проведення похилих виробок в основному аналогічна проведен-

ню горизонтальних виробок і відрізняється лише ряд особливостей, що зумовлені їх-

нім похилим положенням у просторі. Похилі виробки проводять як

зверху вниз, так

і знизу нагору. У першому випадку основну увагу приділяють водовідливові, а в дру-

гому — провітрюванню, особливо в шахтах, небезпечних за газом.

У шахтах III категорії й вище ПБ забороняють застосовувати підривні роботи

(з використанням ВР IV і V класів) при проведенні виробок знизу нагору без попере-

дньо пробуреної свердловини, по

якій повинен проходити струмінь повітря. На шах-

тах III категорії і понадкатегорних виїмку вугілля роблять відбійними молотками або

буровибуховим способом, але з застосуванням ВР VI класу, а виїмку породи бурови-

буховим способом.

При кутах нахилу виробки більше 6—8

ускладнюється використання бури-

льних установок, навантажувальних машин і прохідницьких комбайнів, використову-

ваних при проведенні горизонтальних виробок. У результаті зростає трудомісткість

робіт з виїмки, навантаженню й транспортуванню гірської маси, знижується швид-

кість проведення виробок.

Для запобігання зсуву рейкової колії вниз у виробках з кутом нахилу до 10°

на довжину однієї рейки кінці двох довгих шпал заводять за стояки кріплення або

зміцнюють одними-двома парами штирів 7 довжиною 0,5—0,7 м, вставленими в про-

бурені в ґрунті шпури (рис. 8.10, а). У виробках з кутом нахилу 10—30

шпали на 2/3

товщини укладають у поперечні канавки на баласт 2 висотою не менш 50 мм (рис.

8.10, б). При кутах більше 30

шпали приєднують до елементів кріплення або кінці їх

заводять у лунки, улаштовані в боках виробки.

Пересування людей у похилих виробках,

обладнаних рейковим транспортом, забороняєть-

ся. Для цього паралельно головної проводять

один або два хідники перетином не менше 3,7 м

висотою — 1,8 м і більше.

Виробки, по яких дозволене пересування

людей, повинні мати прохід шириною не менше

0,7 м і висотою не менше 1,8 м, а також обладна-

ні в залежності від кута нахилу поручні (7—10

трапами з поручнями (11—25

), сходами з поруч-

нями (26—30

) і ін.

При потужності пласта менше 2 м бремс-

берги й хідники проводять з підривкою бічних по-

рід. Підривка покрівлі переважніше при кріпленні

аркової форми й неміцній породі. При міцній по-

роді підривають ґрунт й застосовують кріплення

трапецієподібної форми.

Рис. 8.9. Влаштування рейко-

вих колій в похилих виробках