Кузьміч О.К. Основи гірничої справи

Подождите немного. Документ загружается.

При підривці бічних порід шпури бурять або ручними електросвердлами

ЕР14Д2М або колонковими ЕБГП1, установленими на навантажувальних машинах за

допомогою маніпуляторів. Застосовують також електричні бурильні установки типу

БУЕ1М. У породах з f > 8 використовують пневматичні бурильні установки.

Витрати ВР на 1 м

породи в масиві визначають з урахуванням двох відкри-

тих поверхонь вибою й приймають від 0,5 до 1,1 кг. Число шпурів визначають розра-

хунком або приймають за даними практики. Довжина шнурів по породі погоджується

з довжиною шпурів по вугіллю. Підривання зарядів по породі допускається тільки піс-

ля провітрювання й зрошення вибою, навантаження підірваного вугілля, виміру кон-

центрації газу й інших мір безпеки.

Для навантаження гірської маси застосовують ті ж навантажувальні машини,

що й при проведенні виробок по породі.

Кріплять штреки мета-

левим, дерев'яним або зміша-

ним кріпленням. Найчастіше

застосовують металеве аркову

податливе кріплення (рис. 8.3)

зі спецпрофиля СВП: при поту-

жності пласта до 1 м — трилан-

кове (піддатливість до 0,3 м),

при більшій потужності —

п’ятиланкове (піддатливість до

0,7—1,0 м). Щільність кріплен-

ня приймають 1—2 рами на 1

м. Кріплення пластових штреків

повинне мати більшу піддатли-

вість, чим кріплення польових

виробок, тому що воне знахо-

диться в зоні впливу очисних

робіт. Висоту штреків при їх-

ньому проведенні приймають

на

30—40 % більше проектній.

Усі допоміжні процеси

виконують так само, як і при

проведенні виробок по однорі-

дних породах. Для збільшення

швидкості проведення необхід-

но сполучати в часі як окремі

процеси прохідницького циклу,

так і роботи з вугілля й породи.

При проведенні штре-

ків широким вибоєм вугілля ви-

ймають і за межами

поперечно-

го перерізу виробки. При цьому

утвориться вироблений простір

для розміщення породи від під-

ривки, так зване розкосиною

(рис. 8.9).

Розкосина 2 з одного боку обмежена косовиком 3, призначеним для про-

вітрювання вибою, доставки вугілля з розкосини й як запасний вихід для людей.

Відповідно до цієї класифікації, усі породи оцінюються коефіцієнтом її міцності.

Коефіцієнтом міцності

f – величина, приблизно характеризуючи віднос-

ний опір породи руйнуванню при її видобутку й дорівнює однієї десятої частини межі

міцності породи при її одноосному стиску, тобто f = 0,1σ

ст

. Коли межа міцності по-

роди

ст

= 100 МПа, то f = 10.

Межа міцності породи визначається роздавленням зразка, що має форму

куба. У вугільній промисловості для встановлення норми виробки на гірничі роботи

використовують класифікації порід та вугілля за буримістю та відбійністю. Ці класифі-

кації наводяться в збірниках норм виробки на гірничі роботи.

Контрольні питання

Що означає поняття “мінерал”, скільки їх відомо?

Поясніть

мінеральні агрегати.

Охарактеризуйте кристалічні, зернисті та землисті агрегати.

Охарактеризуйте форми заповнення порожнин.

Охарактеризуйте ізометричну, плитоподібну та складну форму залягання корисних

копалин.

Охарактеризуйте поняття “гірська порода”. Види гірських порід.

Охарактеризуйте поняття “корисна копалина”. Її стан у природі.

Охарактеризуйте поняття “родовище корисної копалини”.

Які Ви знаєте вугільні басейни України?

Що таке “пласт

вугілля”? Надайте визначення та ескіз.

Як розрізняють вугільні пласти за будовою?

Які потужності розрізняють при складній будові вугільного пласта?

З яких частин складена покрівля та підошва пласта?

Охарактеризуйте елементи залягання пластів: простягання, падіння та потужність.

Надайте визначення поняттям “лінія простягання”, “лінія падіння”; надайте ескізи.

Надайте визначення поняття “кут падіння пласта” та надайте ескіз.

Охарактеризуйте класифікацію пластів за кутом падіння.

Які порушення вугільних пластів знаєте? Надайте ескізи.

Охарактеризуйте основні фізико-механічні властивості гірських порід.

Охарактеризуйте класифікацію гірських порід за міцністю проф.

М.М.Протодьяконова. Що вона відображає?

ГІРНИЧІ ПІДПРИЄМСТВА

Гірничі роботи й виробки. Класифікація гірничих виробок; форми й розміри

виробок. Гірничі підприємства. Стадії гірничих робіт на вугільних шахтах. Поділ

шахт на категорії за метаном. Запаси й втрати вугілля

Роботи, що виконуються при видобутку корисних копалин, називають гірни-

чими. В результаті у товщі земної кори створюються штучні порожнини – гірничі ви

робки.

Гірничі виробки дуже різноманітні за формою, розмірами, призначенням і по-

ложенням у просторі. Розрізняють виробки відкриті (розташовані в земній поверхні й

мають неза-мкнений контур поперечного перерізу) і підземні (із замкнутим контуром

поперечного перерізу, розташовані на певній глибині від поверхні в масиві гірських по-

рід). Серед підземних виробок розрізняють: протяжні виробки, очисні виробки й

камери. Протяжні виробки мають, за звичай, значну довжину й незначні розміри попе-

речного перерізу.

Рис. 8.8. Схема проведення відкотного штреку

широким вибоєм з нижньою розкосиною: 1 –

штрек; 2 – розкосина; 3 – косовик; 4 – косови-

ковий хідник

В підземних гірничих виробках розрізняють наступні елементи (рис. 2.1).

Поверхню порід, що обмежує виробку знизу, називають підошвою 1, повер-

хню порід, що обмежує виробку з боків, боками 2, поверхню порід, що обмежує ви-

робку зверху, - покрівлею 3. Поверхня порід, що обмежує виробку і переміщується в

результаті ведення прохідницьких робіт, називається прохідницьким вибоєм. Поча-

ток гірничої виробки або місце її виходу на земну поверхню, або місце примикання до

іншої виробки називається устям. У відкритих гірничих виробках (рис.2.1, б і в) роз-

різняють підошву 5, борти 6 і вибій 7.

Усі підземні гірничі виробки розрізняють за класифікаційними ознаками:

• за відношенням до земної поверхні (відкриті та підземні);

• за просторовим положенням (вертикальні, похилі й горизонтальні);

• в залежності від розташування відносно вугільного пласта (польові, плас-

тові й проведені змішаним вибоєм);

• за відношенням до елементів залягання пластів (за простяганням, падін-

ням (підняттям), вхрест простягання, діагонально);

• за призначенням (розвідницькі та експлуатаційні). Експлуатаційні в свою

чергу поділяють

на капітальні, підготовчі (транспортні, конвеєрні, вентиляційні), нарі-

зні, обхідні, вуглеспускні, очисні та ін.

Перелік гірничих виробок за просторовим положенням наданий в табл. 2.1.

Таблиця 2.1 − Перелік гірничих виробок за ознаками просторового поло-

ження

Протяжні виробки

Вертикальні Похилі Горизонтальні

Очисні

виробки

Ствол Ствол Штольня Лава

Гезенк Бремсберг Квершлаг Камера

Сліпий ствол Уклон Штрек

Шурф Хідник Просік

Скат Орт

Піч

Для спрощення запам’ятовування, визначення гірничої виробки робиться в

наступній послідовності:

1. Називається просторове положення виробки (вертикальна, похила чи

горизонтальна).

2. Відзначається, має чи не має виробка безпосередній вихід на земну по-

верхню;

3. Визначається положення виробки стосовно елементів залягання плас-

та (за простяганням, падінням-підняттям, в хрест простягання або діагонально);

4. Визначається цільове призначення гірничої виробки (транспорт вугілля

чи матеріалів, каналізація повітря чи енергії, переміщення людей та

ін.).

на поверхню, що завантажує підземний транспорт і підйом, негативно впливає на ріст

видобутку вугілля й продуктивність праці. Порода на поверхні займає великі площі, а

її відвали забруднюють продуктами горіння повітря поблизу шахт і населених пунктів.

До виробок, що проводяться у неоднорідних породах, відносяться штреки,

коли потужність пласта істотно менше їхньої висоти. При цьому приходиться виймати

не тільки вугілля, але і робити підривку бічних порід у межах контуру поперечного пе-

рерізу виробки. Підривка може бути нижньою, верхньою й двосторонньою (рис. 8.7).

Штреки можна

проводити вузьким і

широким вибоєм

(рис.8.8). Сутність

проведення штреків

вузьким вибоєм поля-

гає в тім, що вугілля

виймають тільки в ме-

жах прикордонного пе-

ретину виробки, а по-

роду, отриману від

підривки, видають на

поверхню. При цьому

штреки можна прово-

дити

суцільним вибоєм

(валова виїмка вугілля

й породи) і складним

вибоєм (роздільна

виїмка вугілля й поро-

ди). Вибір способу

проведення штреків залежить від потужності пласта, якісних характеристик вугілля.

Техніка, технологія й організація робіт із проведення штреків суцільним ви-

боєм аналогічні проведенню виробок в однорідних породах. Достоїнства цієї схеми:

проста організація

робіт, висока швидкість проведення; недоліки — додаткові втрати

вугілля, особливо при видобутку коксівного вугілля. При проведенні штреків можуть

застосовуватися як буровибуховя роботи, так і комбайнові комплекси.

Прохідницький цикл при проведенні штреків з роздільною виїмкою вугілля й

породи включає наступні основні процеси: виїмку вугілля, підривку бічних порід, кріп-

лення штреку.

Виїмку вугілля роблять

буровибуховим способом або вибурюванням, а при

великий газовості пласта або слабких вміщуючих порід - відбійними молотками. Для

буріння шпурів по м'якому і середній міцності вугіллю застосовують ручні електричні

або пневматичні свердли; по міцному вугіллю — електросвердла з примусовою по-

дачею.

Довжину шпурів визначають розрахунком або приймають 1,5—2,5 м. Витра-

ти ВР на заходку, число шпурів і величину заряду також розраховують або прийма-

ють за даними практики 0,6—1,3 кг на 1 м

підірваного вугілля. У якості ВР застосо-

вують амоніт Т-19, СП-1 і ін. У шахтах III категорії й понадкатегорних за метаном під-

ривні роботи допускаються тільки за спеціальним дозволом.

Застосовують прямі й віялові вруби на шахтах, небезпечних за газом або

пилу, і клинові — на негазових шахтах.

На шахтах, де підривні роботи по

вугіллю заборонені, виїмку вугілля роблять

вибурюванням, використовуючи бурильні установки типу БУЕ1М, що забезпечують

вибурювання свердловин по вугіллю діаметром 300 мм на глибину до 3 м.

Рис. 2.1. Схеми до пояснення

елементів гірничих виробок: а –

підземної; б – відкритої похи-

лої (траншеї); в – відкритої го-

ризонтальної (траншеї)

Рис. 8.7. Схеми розташування підривки породи при про-

веденні штреків: а, б – нижня; в – верхня; г - двобічна

Рис. 8.8. Поперечні перерізи виробок при вузькому та

широкому вибоях

поперечного перерізу. Комбайни бурової (безперервної) дії застосовують рідше.

На комбайнах передба-

чається установка навісного

устаткування для буріння шпурів

під анкерне кріплення. Комбайн

відокремлює вугілля безпосере-

дньо від масиву без попередньо-

го його ослаблення іншими засо-

бами. Його продуктивність, а от-

же, й швидкість проведення ви-

робки залежать від схеми пере-

міщення

робочого органа по ви-

бою, що вибирають з урахуван-

ням розташування пласта, міц-

ності вугілля й вміщуючих порід,

площі перетину виробки. Виїмку

вугілля роблять горизонтальни-

ми й вертикальними смугами

(рис. 8.6). Цифрами на рисунку

показаний напрямок руху

виконавчого органа комбай-

на. Ефективна робота ком-

байна залежить також від

продуктивності транспорт-

них

засобів і їхньої безпе-

рервної роботи. Тому в яко-

сті привибійних засобів

транспорту використовують

стрічкові перевантажувачі, з

яких вугілля надходить у ва-

гонетки або на стрічковий

конвеєр.

Кріплення штреків роблять з урахуванням стійкості порід покрівлі. При хит-

ливій покрівлі постійне кріплення зводять слідом за посуванням вибою, при стійкої —

по мірі посування вибою, однак із кроком, удвічі більшим, ніж відстань між рамами.

І тільки з відставанням від вибою на 70—80 м, тобто поза зоною роботи ком-

байна, установлюють проміжні рами. Це дозволяє скоротити технологічні перерви,

зв'язані зі зведенням кріплення. Процес зведення кріплення не механізований, частка

ручних робіт у загальних витратах праці

на 1 м виробки складає 20—45 %, при цьому

знижується продуктивність комбайна.

Допоміжні процеси при проведенні виробки комбайном виконуються аналогі-

чно вищеописаному.

Основний напрямок удосконалювання технології проведення пластових

штреків — створення комплексів устаткування на базі прохідницького комбайна з

установкою на ньому запобіжного пересувного кріплення, засобів по зведенню по-

стійного кріплення, магазинува-ння й доставки до

місця установки секцій кріплення.

На шахтах більш 90 % штреків проводять вузьким вибоєм комбайнами або

буровибуховим способом. Переваги цього способу наступні: висока швидкість прове-

дення, краща стійкість виробки й менші витрати на підтримку в порівнянні, напри-

клад, із проведенням штреку широким вибоєм. Основний недолік — видача породи

Вертикальні виробки.

Ствол 1, 2 (від нім. Schacht) – вертикальна гірнича виробка, що має без-

посередній вихід на земну поверхню й призначена для обслуговування підземних

гірничих робіт (рис. 2.2). По стволах здійснюють підняття вугілля та гірських порід,

спуск і підняття людей, матеріалів, устаткування, прокладають комунікації (кабелі,

трубопроводи), провітрювання шахти, а також влаштовують

драбинні відділення.

Один ствол звичайно, виконує декілька функцій, для чого поділяють на відділення:

драбинне, підйомне, трубне. Стволи поділяють на головні (скіпові - призначені для

підйому на поверхню корисної копалини) і допоміжні (клітьові або вентиляційні -

призначені для вентиляції, транспортування людей, породи, обладнання, матеріа-

лів).

Зумпф 3 (від нім. Sumpf) - частина ствола, що розташована нижче приство-

лового двору й призначена для збору води, розташування загальношахтного зазем-

лення й розташування підйомних посудин в період розвантажувально-

навантажувальних операцій (рис.2.2).

Шурф 4 (від нім. Schürfloch, Schurf, Schürfschacht) вертикальна не гли-

бока (до 50…60 м) виробка, що має безпосередній

вихід на земну поверхню, звичай-

но, прямокутної форми перерізу й призначена для розвідки корисних копалин або

для обслуговування підземних гірничих робіт. Експлуатаційний шурф обладнається

легким допоміжним підйомом, використовується, головним чином для провітрювання

і є додатковим виходом із шахти. Не глибокі шурфи круглого перерізу називають ду-

дками (рис. 2.2).

Сліпий ствол 5 (від нім. Blindschacht, Gesenk) – вертикальна виробка,

яка не має безпосереднього виходу на земну поверхню й призначена для обслугову-

вання підземних гірничих робіт. Сліпі стволи проводить при розкритті частини родо-

вища корисної копалини, що

розташована нижче горизонту, що раніше був розкритий виробками, що проведені з

поверхні й призначені для підйому вугілля, спуску

й підйому людей і різних вантажів,

провітрювання, водовідливу (рис. 2.2).

Гезéнк 6 (від нім. Blindschacht, Gesenk) – вертикальна чи круто-похила

гірнича виробка, яка не має безпосереднього виходу на земну поверхню й призначе-

на для спуску вугілля з верхнього горизонту на нижній під дією власної ваги, для пе-

реміщення людей

, прокладання трубопроводів, каналізації повітря, енергії тощо. В

залежності від призначення гезенк проводять по корисної копалині або по пустих по-

родах, обладнають одним -, двома чи трьома відділеннями (для корисної копалини,

породи, драбинних хідників тощо) (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Схема розташування

виробок у шахтному полі

Рис. 8.5. Схема привибіного транспорту при

проведенні комбайнами: 1 – комбайн; 3 – мос-

товий перевантажувач; 3 – причепний пере-

вантажувач; 4 – стрічковий конвеєр

Рис. 8.6. Схема руху виконавчого органа комбайна:

а – при роздільній виїмці вугілля й породи; б, в –

при сумісній виїмці горизонтальними й вертикаль-

ним смугами

Бремсберг 7 (від нім.

Bremsberg, від Bremse – гальма й

Berg – гора) – похила гірнича виробка,

яка не має безпосереднього виходу на

земну поверхню, проводиться, за зви-

чай, за падінням пласта, призначена

для спуску корисної копалини за

допомогою механічних улаштувань

(рис. 2.3, 2.4).

Поперечний переріз бремс-

бергу надано на рис. 2.3; в плані -

рис. 2.4. У залежності

від призна-

чення й розташування розрізня-

ють: головні (основні), панельні,

проміжні (дільничні) й допоміжні.

Уклон 8 – похила гірнича

виробка, що не має безпосеред-

нього виходу на земну поверхню,

проводиться за падінням пласта й

призначена для підйому корисної

копалини або інших вантажів із

нижніх горизонтів на верхній.

Хідник 9 (нім

. Fahrort) – похила (або горизонтальна) гірнича виробка, що не

має безпосереднього виходу на земну поверхню, проводиться паралельно бремсбе-

ргу чи уклону (на відстані 20…30 м) і призначена для каналізації повітря, переміщен-

ня людей і вантажів (порід, матеріалів, обладнання). У зв’язку з цим їх поділяють на

людські (обладнаються драбинами чи трапами) та вантажні. Хідник може бути про-

ведений для з’єднання службової камери з протяжною виробкою.

Скат (від нім. Rolloch)

10 (рис. 2.5) – похила гірнича ви-

робка, що не має безпосере-

днього виходу на земну поверх-

ню, проведена за падінням плас-

та чи порід і призначена для спу-

ску корисної копалини під дією

власної ваги і провітрювання

очисних вибоїв. Розрізняють вуг-

леспускні й вентиляційні, які слу-

жать для відводу з лави відпра-

цьованого повітря, а також для подачі закладки, матеріалів і ін. допоміжних цілей.

Скати проводить на пластах, щоб кут падіння забезпечував рух корисної копалини

самопливом. Скат поділяють на 2…3 відділення: одне обладнується для

переміщен-

ня людей, інші – для спуску вугілля або породи.

Піч 11 (рис. 2.4, 2.11) (від нім. Überhauer, Rolle) – допоміжна похила гірни-

ча виробка, що не має безпосереднього виходу на поверхню, проводиться, за зви-

чай, по пласту й призначена для нарізки лав, провітрювання, переміщення людей,

доставки кріпильних матеріалів, транспортування гірської маси тощо. У залежності

від призначення розрізняють: обхідні, вуглеспускні, пульпоспускні, ходові, вентиля-

ційні, розрізні. Піч, звичайно, проводять без підривання бокових порід. Частіше піч

з’єднує відкотний штрек із просіком. Піч, що проводять по пласту між відкотним

штреком та вентиляційним для підготовки очисного вибою (лави), називають розріз-

ною.

Водовідвідні канавки служать для відводу води у водозбірник пристволь-

ного двору. Для утворення канавки в підошві виробки з одного боку бурять і підрива-

ють більш глибокі шпури; обробляють і кріплять деревом, монолітним бетоном. Для

забезпечення самопливу води канавці додають ухил 0,005 убік приствольного двору

(рис. 8.4).

Для забезпечення вибоїв повіт-

рям, водою, енергією застосовують труби

й кабелі, що підвішують до кріплення так,

щоб вони не. заважали пересуванню лю-

дей по виробці й не могли бути ушкодже-

ні рухомим составом.

Освітлення вибою й виробки за-

безпечує безпеку й підвищує продуктив-

ність праці прохідників. Для цього, крім

переносного й місцевого освітлення, за-

стосовують стаціонарні електричні

світи-

льники, підвішуючи них через 4—8 м уз-

довж виробки.

Контроль за проведенням гірни-

чих виробок здійснюється маркшейдерською службою шахти. Особлива увага звер-

тається на точність напрямку, ухилу колій відповідності поперечного перерізу,

радіусів закруглення проведеної виробки.

Контроль за станом рудникової (шахтної) атмосфери й дотриманням правил

безпеки здійснюють прохідники й технічний нагляд ділянки.

Комплексна механізація проведення виробок може бути вирішена на базі

широкого застосування прохідницьких комплексів (КРТ).

Комплекс прохідницького устаткування являє собою технологічно ув'язану

систему машин і механізмів, що забезпечує комплексну механізацію всіх основних

процесів циклу: відділення гірської породи від масиву, збирання й навантаження її у

вагонетки або на конвеєр, а також кріплення виробки. При роботі здійснюється авто-

матизоване управління комплексом.

До виробок, що проводяться у м'яких однорідних породах в основному по ву-

гіллю потужних і середньої потужності пластів, відносять штреки. Їх в основному про-

водять комбайновим, рідше буровибуховим способом або за допомогою гідромехані-

зації. При оконтурюванні виробок, оформленні водовідвідних канавок

і інших робіт

використовують відбійні молотки.

Застосування прохідницьких комбайнів — основний напрямок технічного

прогресу в механізації проведення гірничих виробок. Для цього створений комплект

прохідницького устаткування (набір машин і механізмів), що дозволяє механізувати

основні процеси циклу.

Залишаються немеханізованими роботи з кріплення виробок і допоміжні ро-

боти. Машини, що входять у комплект, не

мають кінематичного зв'язку, але взаємно

ув'язані технологічно. Це дозволяє їх ефективно використовувати для підвищення

швидкості проведення виробок і поліпшення техніко-економічних показників роботи.

Комплект устаткування складається з прохідницького комбайна, стрічкового

перевантажувача й маневрового візка, що служить для обміну вагонеток і перемі-

щення перевантажувача (рис. 8.5). З їхньою допомогою проводять вироблення

пло-

щею перетину від 4 до 25 м

. Переважне поширення одержали комбайни виборчої дії

типу ГПКС, 4ПП5 і ін.

У них гарна маневреність, вони здатні проводити виробки різної форми й

Рис. 2.3. Поперечний переріз бремс-

бергу, уклону, хідників і похилого ство-

ла

Рис. 2.4. Вигляд виробок у плані

Рис. 2.5. Розкриття двох пластів вертикальни-

ми стволами та капітальним скатом

Рис. 8.4. Варіант водовідливній кана-

вки

підйому, ківш піднімається над корпусом машини, а порода висипається у вагонетку.

Потім ківш під дією власної ваги опускається в первісне положення, і цикл наванта-

ження повторюється.

При проведенні одне- або двоколійних виробок площею перетину більше 7,5

у світлі застосовують машини типу 1ППН55 конвейєрно-ковшового типу (рис. 8.2,

б). Розвантаження ковша виконується на перевантажувальний конвеєр машини, а

потім порода надходить у вагонетку або на конвеєр. Крім зазначених вище, застосо-

вують машини типу 1ПНБ2 при проведенні виробок площею більше 4,5 м

у світлі по

породах з коефіцієнтом міцності менше 6. Ця машина безперервної дії з захоплен-

ням парними нагортуючими лапами, що забезпечує велику продуктивність, чим ков-

шові машини. Наявність гусеничного ходу дозволяє мати будь-який фронт наванта-

ження (рис. 8.2, в).

При застосуванні рейкового транспорту для зменшення тривалості маневро-

вих робіт з обміну вагонеток, виключення ручної праці, збільшення продуктивності

навантажувальних машин і коефіцієнта їхнього використання застосовують переван-

тажувачі типу УПЛ2М з подовженою стрілою, що дозволяють робити заміну наванта-

жених складів на порожні як у двох-, так і в одноколійних виробках.

Зведення постійного кріплення зв'язано з витратами до 35 % часу від зага-

льної тривалості

прохідницького циклу, тому що виконується вручну. Основною при-

чиною, що не дозволяє механізувати процес зведення кріплення, є складність конс-

трукції, що представляє собою багатоелементну систему (рис. 8.3) — до 34 елемента

на 1 м виробки. Постійне кріплення зводять з дерева, металу, бетону, залізобетону в

залежності від терміну служби виробки й величини гірського тиску.

Допоміжні проце-

си прохідницького циклу

включають: настилання

рейкової колії або наро-

щування конвеєра, влаш-

тування водовідвідної ка-

навки, прокладку труб і кабелів, висвітлення вибою й виробки, маркшейдерське об-

слуговування, контроль за станом шахтної атмосфери. На їхнє виконання затрача-

ється до 15—30% загальної тривалості прохідницького циклу.

Застосовують тимчасові й постійні рейкові колії. Тимчасові

колії служать

при роботі бурильних установок і навантажувальних машин. Їх настилають слідом за

посуванням вибою ланками у вигляді відрізків рейок довжиною 1—2 м, приварених

до металевих шпал. По мірі посування вибою тимчасові колії заміняють постійними з

довжиною рейок 6—8 м. Постійні колії служать для забезпечення роботи шахтного

транспорту в період експлуатації виробки.

Верхня будова рейкової колії складається:

з баластового шару — щебеню або гравію; шпал — залізобетонних або дерев'яних;

рейок типу Р24 або Р33, а також скріплень — підкладки, милиці, накладки, болти.

Похилий ствол 12

(від нім. Schacht) – похила гір-

нича виробка, що має безпосе-

редній вихід на земну поверхню

й призначена для обслугову-

вання підземних гірничих робіт

(рис. 2.6).

Квéршлаг 13 (рис. 2.2,

2.6, 2.10) (від нім. Querschlag) – горизонтальна гірнича виробка, що не має безпосе-

реднього виходу на земну поверхню, проводиться вхрест простягання

пласта й при-

значений для розкриття вугільних пластів, транспортування вантажів, переміщення

людей, вентиляції і ін. У залежності від призначення й розташування розрізняють:

блокові, головні, горизонтні, панельні, проміжні, флангові, дільничні, поверхові.

Штрек 14, 14' (від нім. Schtreke, буквально – відстань) – горизонтальна

гірнича виробка, що не має безпосереднього виходу на земну поверхню й

прово-

диться за простяганням пласта (при горизонтальному заляганні пласта у будь-якому

напрямку). За призначенням штреки розрізняють: головний – виробка, по якої здійс-

нюється основний потік вантажів. Корінний – головний панельний чи поверховий,

проводиться на рівні головного відкотного чи вентиляційного горизонтів шахти. Вен-

тиляційний – розташовується вище ярусу чи поверху, що обслуговується, призна-

чений для відводу з лави відпрацьованого повітря. Виїмковий – обмежує підповерх,

ярус і виїмковий стовп. Панельний – призначений для обслуговування однієї панелі.

Польовий – проведений по пустих породах, що вміщують пласт. Пластовий – про-

ведений по пласту, або змішаним вибоєм. Проміжний – використовується для підго-

товки до відробки вище - чи нижче лежачого ярусу (підповерху). Поверховий – про-

водиться на усю довжину шахтного поля до його меж і призначений для обслугову-

вання робіт у вище –чи нижчележачому поверсі. Ярусний – проводиться в панелі й

призначений для обслугову-вання робіт у вище - чи нижче лежачому ярусі. Транспо-

ртний – розташовується нижче ярусу чи підповерху, обладнається стрічковим кон-

веєром і рейковою колією (

монорейковою колією) для доставки матеріалів. Бутовий

– проводиться за простяганням у виробленому просторі лави шляхом підривання

бокових порід (переважно покрівлі) для отримання закладного матеріалу.

Штреки проводяться вузьким або широким вибоєм із верхньою (рис. 2.7, а ),

двобічною (рис. 2.7, б) чи нижньою розкосиною (рис. 2.7, в).

Берма - при підземній розробці родовищ – сму-

га (завширшки біля 1 м), що прилягає до контуру виро-

бки (штреку чи іншої виробки) й призначена для охо-

рони підготовчої виробки або розташування облад-

нання (конвеєра).

Орт 15 (рис 2.2, 2.8) (від нім. Ort, буквально –

місце) – горизонтальна гірнича виробка, що не має

безпосереднього виходу на

земну поверхню,

Рис. 2.6. Вертикальний переріз похилого ствола

Рис. 8.3. Аркове підда-

тливе триланкове кріп-

лення: 1 – верхняк; 2 –

стояки; 3 – скоба; 4 –

планка; 5 – гайка; 6 –

стяжки; 7 – прокладки;

8 – дерев’яні розпірки;

9 - клин

Рис. 2.7. Схеми розміщення розкосини відносно штреку: а – з верхньою; б – з двобіч-

ною; в – з нижньою розкосиною; 18 – косовик; 19 - бутова смуга

проведена в товщі пласта вхрест простягання, за

звичай, в межах його потужності. Орти проводяться

при розробці потужних покладів для з’єднання штре-

ків, що проведені в покрівлі й підошві.

Просік 16 (рис. 2.9, 2.11) (від нім. Durchhieb,

Rösche) – горизонтальна гірнича виробка, що не має

безпосереднього виходу на земну поверхню, прово-

диться паралельно штреку,

за звичай, без підривання

бокових порід і призначений для провітрювання

штреків при їх проведенні чи з’єднання очисного ви-

бою з виробками, що примикають до нього, для

транспортування вантажів, переміщення людей.

Штольня 17 (від нім. Stollen) – горизон-

тальна гірнича виробка, що має безпосередній вихід

на земну поверхню, проводиться по порожніх

поро-

дах вхрест простягання (рис. 2.10).

Розрізняють: розвідницькі та експлу-

атаційні, відкотні, вентиляційні й во-

довідливні.

Лава 20 (від нім. Streb) – тради-

ційна російська назва протяжної очисної

виробки. Термін виник на початку 19 ст.

(рис. 2.11).

Поздовжні виробки, що з’явилися

на Лисичанському “казенному” руднику у

1839 р., отримали місцеву назву “лавка”,

тобто лавка, можливо, тому що забійникам

приходилося працювати у них сидячи.

Тому термін “лавка” трансформу-

вався в лаву. Подібний термін Sitzort – “си-

дяче місце” з’явився в Германії наприкінці

18 ст.

Очисна камера 21 (рис. 2.12) (від

нім. Untertagekammer) – підземна гірнича

виробка, що має у порівнянні з

великими

поперечними розмірами невелику довжину.

Широко застосовують і спірально-крокуючий вруб, що складається з чоти-

рьох-восьми груп шпурів різної довжини (від 0,5

l до l), розташованих по спіралі в

площині вибою.

Конструкція зарядів. Заряди — визначена кількість ВРпідготовлене до ви-

буху. Конструкція зарядів звичайно колонкова, що представляє суцільну масу ВР у

шпурі або складається з декількох примикаючих один до одного патронів. У якості

забойки застосовують пижі з глини, грубозернистий пісок тощо. Підривання зарядів у

шпурах, небезпечних

за газом і пилу, дозволяється тільки електричне.

Після підривання зарядів ВР привибійна частина виробки заповнюється га-

зоподібними продуктами вибуху. Для створення нормальних санітарних і безпечних

умов праці виробки провітрюють для забезпечення змісту в повітрі кисню не менше

20 % за обсягом, вуглекислого газу не більше 0,5%; температура повітря не повинна

перевищувати 26°С при

відносній вологості до 90%. Розрідження продуктів вибуху й

видалення їх з вибою повинні відбуватися не більше ніж за 30 хв після підривання

зарядів ВР. В основному застосовують осьові вентилятори місцевого провітрювання

типу ВМ з електричним двигуном і ВМП — із пневматичним. Рідше використовують

відцентрові вентилятори для провітрювання виробок довжиною понад 1,5—2 км при

високому газовиділенні

. Переважно застосовують нагнітальну схему провітрювання,

що проста, економічна й безпечна. Вентилятор установлюють на ґрунті або підвішу-

ють до кріплення на свіжому струмені на відстані не менше 10 м від місця виходу

продуктів вибуху. Свіже повітря по трубах, підвішеним до кріплення, подається у ви-

бій, а забруднений — віддаляється по всьому перетині. Відставання вентиляційних

труб від вибою не повинне перевищувати 8 м у газових шахтах і 12 м у негазових.

Усмоктувальні й комбінована схеми провітрювання допускаються на негазових шах-

тах.

Після провітрювання виробки прохідники оглядають вибій, при необхідності

обвалюють навіси відшарованих шматків породи, що утворилися, виправляють по-

рушене постійне кріплення.

Перед навантаженням породи у вибої виробки

необхідно встановити тимча-

сову огороджуюче висувне або штиреве кріплення. Навантаження породи є трива-

лим і трудомістким процесом, на який затрачається до 30—40% загальної тривалості

прохідницького циклу. Процес навантаження механізований і здійснюється наванта-

жувальними машинами, які класифікуються за видом виконавчого органа (ковшового

й з нагортуючими лапами), конструкції ходової частини (колісно-рейкові й

гусеничні) і

по роді застосовуваної енергії (електричні й пневматичні).

При проведенні одноколійних виробок площею перетину 5,3—8 м

у світлі й

висотою не менше 2,25 м застосовують навантажувальні машини ППН2. Принцип її

роботи (рис. 8.2, а) полягає в наступному. . Машина з опущеним ковшем і причепле-

ної до неї вагонеткою по рейках наїжджає на підірвану породу. Ківш за рахунок напі-

рного зусилля впроваджується в неї. Після заповнення ковша включають механізм

Рис. 2.9. Поперечний пе-

реріз просіка та штреку

Рис. 2.10. Схема розкриття родовища

Рис. 2.11. Схема лави з виробками

Рис. 2.12. Схема розта-

шування очисних камер

Рис. 8.2. Схеми навантаження гірської маси навантажувальними машинами: а –

ковшева прямим навантаженням; б – ковшева ступенчастим навантаженням; в

–

з наг

ібаючими ла

ам

Рис. 2.8. Взаємне розта-

шування орта та штреків

Сукупність основних і допоміжних прохідницьких процесів, при однократному

виконанні яких за певний час вибій виробка переміститься на встановлену довжину,

називають прохідницьким циклом.

Основні процеси виконують послідовно (один за іншим) або з частковим сполучен-

ням (одночасно). Допоміжні процеси необхідно виконувати паралельно з основними

для того, щоб виключити їхній вплив на тривалість циклу

До виробок, що проводяться в міцних і середньої міцності однорідних поро-

дах, відносяться квершлаги й польові штреки. Їх проводять в основному буровибухо-

вим способом.

Прохідницький цикл складається з наступних основних процесів: буріння

шпурів, заряджання шпурів і підривання зарядів вибухової речовини (ВР), провітрю-

вання й приведення вибою в безпечний стан, навантаження

й транспортування по-

роди, зведення постійного кріплення тощо.

Буріння шпурів — один з найбільш тривалих і трудомістких процесів, на

який затрачається до 30—50 % загальної тривалості прохідницького циклу. Для бу-

ріння шпурів у виробках із площею поперечного перерізу 6 м

застосовують бурильні

установки типу БУЕ1М, СБУ2М, БКГ2 і ін., призначені для буріння шпурів у породах з

f <16. При цьому для порід з f <8 застосовують установки з бурильною голівкою обе-

ртальної дії, а для порід з f <16 — з універсальною бурильною голівкою, що може

працювати в обертальному і в обертально-ударному режимах.

Діаметр шпурів приймають 41—43 мм для патронів ВР діаметром 36 мм.

Довжина шпурів — основний технічний параметр, визначає обсяг робіт ос-

новних процесів на цикл і швидкість проведення виробки. Довжина шпурів залежить

від властивостей порід, площі вибою й типу бурового устаткування й коливається від

1,5 до 3 м, найбільш розповсюджена 1,5—2,5 м

Число шпурів у вибої впливає на ефективність підривних робіт і попере-

дньо встановлюється розрахунком, а остаточно приймається за результатами дослі-

дних вибухів.

Тип ВР приймають у залежності від міцності порід, зводнення вибою, не-

безпеки шахти за метаном або вугільним пилом. Основними з них є амоніти. Витрати

ВР за цикл і середню величину заряду на шпур визначають розрахунком. У якості за-

собів підривання застосовують

запобіжні електродетонатори

миттєвого і короткоуповільне-

ної дії, що дозволяють в певній

послідовності підривати шпу-

рові заряди.

Розташування шпу-

рів вибирають у залежності від

міцності й структури порід,

площі перетину виробки, типу

бурового устаткування. При

одній поверхні оголення широ-

ко застосовують клинові вруби,

що складаються з двох верти-

кальних і рідше горизонтальних

рядів шпурів, що утворюють пі-

сля підривання ВР відповідно

вертикальний або горизонта-

льний клин (рис. 8.1).

Розрізнюють: експлуатаційні й службові. Експлуатаційна розташовується за па-

дінням чи простяганням пласта між транспортною й вентиляційною виробками. Ши-

рина камери (довжина вибою) 5…10 м, а довжина – 100…200 м. Використовуються

при камерно-стовповій системі розробки.

Збійка – горизонтальна (або похила) гірнича виробка, яка проводиться у про-

цесі розкриття шахтного поля або блоку між двома

стволами чи штольнями; між

бремсбергами (уклонами) і хідниками при проведенні для поліпшення провітрювання

виробок.

Пристволовий двір – комплекс виробок (службові камери, ділянки квер-

шлагів або штреків, а також інші протяжні виробки), що розташовані біля шахтних

стволів і призначені для обслуговування підземних гірничих робіт.

Форма поперечного перерізу виробок залежить від фізико-механічних

влас-

тивостей порід, що пересікаються, строком служби, призначенням, матеріалу й конс-

трукції кріплення, а також від способу її проведення.

Фактори, що визначають форму поперечного перерізу виробки: фізико-

механічні властивості гірських порід, призначення і термін службі виробки, матеріал

кріплення, положення виробки в просторі, розміри її поперечного перерізу, величина

та напрямок гірського тиску тощо.

В залежності від вказаних факторів гірничі виробки мають різні форми попе-

речного перерізу: аркову (рис. 2.13, а), трапецієподібну (рис. 2.13, б), прямокутну

(рис. 2.13, в), круглу (рис. 2.13, г), еліптичну (рис. 2.13, д), полігональну (рис. 2.13, е),

несиметричну (рис. 2.13, ж, з).

Розміри поперечного перерізу виробки визначаються габаритами підйомних

судин чи транспортного устаткування (клітей, скіпів, вагонеток, електровозів, конвеє-

рів), необхідними зазорами між кріпленням і зазначеним устаткуванням, а також кіль-

кістю повітря, що повинно проходити по виробці з певною швидкістю. В стволах, при-

значених для спуску й підйому вантажів, швидкість повітря не більше 12 м/с; у ство-

лах, що використовуються для підйому людей

, квершлагах, головних відкотних і вен-

тиляційних штреках, капітальних і панельних бремсбергах і уклонах — 8 м/с, у всіх

інших виробках — 6 м/с.

У вертикальних стволах додатково враховуються розташування, кількість

підйомних судин і наявність іншого устаткування (сходове відділення, трубопроводи,

кабелі й ін.), а в горизонтальних і похилих виробках — число рейкових колій.

Площа виробки, що визначається по внутрішнім утворюючим кріплення, на-

зивають перетином у світлі, а по контурі порід — перетином у проходці. Площа попе-

речного перерізу круглих стволів у світлі характеризується діаметром ствола, що

приймається від 4 до 8,5 м з інтервалом через 0,5 м (площа від 12,6 до 56,7 м

). Мі-

німально припустима площа перетину головних відкотних і вентиляційних виробок, а

також людських хідників призначених для механізованого перевезення людей - 6,0 м

при висоті не менше 1,9 м від підошви до кріплення; для дільничних вентиляційних,

проміжних, конвеєрних та акумулюючих штреків, дільничних бремсбергів і уклонів

Рис. 2.13. Форми поперечного перерізу гірничих виробок

Рис. 8.1. Схе-

ма розміщення

шпурів

6 м

при висоті не менше 1,8 м від підошви до кріплення; для вентиляційних просіків,

печей, косовиків та інших виробок 1,5 м

Експлуатацію чи розвідку родовищ корисних копалин ведуть гірничі підпри-

ємства. До гірничих підприємств відносяться шахти, кар'єри, рудники.

Кожне гірниче підприємство наділяється певною ділянкою родовища корис-

ної копалини, що призначена до розробки.

Шахтою називають гірниче підприємство, що здійснює видобуток корисних

копалин підземним способом. Шахта складається з будинків і споруд на поверхні й

системи підземних гірничих виробок.

Основними характеристиками, що визначають тип шахти, є виробнича поту-

жність і термін служби шахти.

Виробничою потужністю шахти

А називається кількість корисної копалини в

тоннах (чи кубічних метрах), що добувається за одиницю часу (доба, рік).

Термін функціонування (служби) шахти

Т дорівнює періоду, протягом якого

відпрацьовуються промислові запаси корисної копалини Z

пром

у межах шахтного по-

ля.

Між цими величинами є наступна залежність:

пром

= А

⋅

Т, т.

Сучасні вугільні шахти – це великі високомеханізовані промислові гірничі

підприємства, з річною потужністю 2...3 млн. т вугілля. Терміни служби шахт колива-

ються від 10 до 50 років і більше. Чим крупніше шахти й чим більше величина запасів

корисної копалини, тим більше й термін служби шахти.

Гірничі підприємства, що розробляють рудні родовища, називають рудними

шахтами.

Гірниче підприємство, що здійснює експлуатацію родовищ корисних копалин

відкритим способом, називають кар'єрами.

Родовища, що мають поширення на великій площі доцільно розділяти на де-

кілька частин для розробки окремими гірничими підприємствами. Шахтним полем

називається родовище або його частина, що відводиться для розробки одній шахті.

Шахтні поля мають технічні границі. При негоризонтальному

заляганні пласта розріз-

няють верхню границю шахтного поля чи за підняттям, нижню границю, чи границю

шахтного поля за падінням, границі шахтного поля за простяганням.

Форма шахтного

поля залежить від характе-

ру залягання родовища.

При правильному заляганні

вугільного пласта шахтне

поле має форму прямокут-

ника, що витягнутий за про-

стяганням (рис. 2.14, а).

При правильному

заляганні вугільного пласта

шахтне поле приймає фор-

му, що відповідає формі

родовища чи його частини (рис. 2.14, б). Розміри шахтних полів вугільних шахт за

простяганням коливаються від 3 до 10 км, а на великих шахтах - до 20 км, за падін-

ням - до 4-5 км.

Корисна копалина залягає як поблизу поверхні, так і глибоко

під землею. У

залежності від цього й інших факторів вугілля добувають відкритим чи підземним

способами. При відкритому способі видобуток виконується з поверхні, у розрізах,

Охарактеризуйте комплектне кріплення очисних виробок.

Охарактеризуйте механізоване кріплення очисних виробок. Типи механізованого

кріплення.

Способи управління гірським тиском в лаві.

Коли використовується повне обвалення покрівлі? Типи кріплення.

Коли використовується часткове закладення виробленого простору?

Область використання управління покрівлею повним закладенням виробленого про-

стору.

Охарактеризуйте область використання й сутність плавного опускання покрівлі.

ПРОВЕДЕННЯ ПІДГОТОВЧИХ ГІРНИЧИХ ВИРОБОК

Способи проведення гірничих виробок. Проведення гірничих виробок у міц-

них однорідних породах буровибуховим способом. Проведення горизонтальних ви-

робок прохідницькими комбайнами. Проведення горизонтальних виробок у неодно-

рідних породах. Проведення похилих виробок

Проведенням гірничих виробок називають комплекс робіт з виїмки, наванта-

женню й транспортуванню гірської маси, зведенню кріплення, нарощуванню (подов-

женню) транспортних

пристроїв, що забезпечують утворення виробки при заплано-

ваній швидкості посування вибою.

У залежності від стійкості гірських порід і їх зводнення розрізняють звичайні

й спеціальні способи проведення гірничих виробок. Звичайні способи застосовують

у стійких породах, що допускають оголення вибою й боків виробки, а також при неве-

ликих припливах води або газу. Спеціальні

способи в хитливих, пухких, сипучих по-

родах, що не допускають оголення порід без попереднього їхнього зміцнення, або в

стійких породах, коли їхнє перетинання супроводжується великим припливом води

або виділенням газу.

Розрізняють проведення виробок в однорідних породах, коли площа вибою

виробки вписується тільки в один вид породи, й в неоднорідних породах,

коли площа

поперечного перерізу виробки перетинає два-три пласти різних за властивостями

порід.

Проведення виробок по однорідних міцних породах здійснюють в основному

буровибуховим способом. В однорідних м'яких і неоднорідних пластах поряд з буро-

вибуховим застосовують комбайновий і гідравлічний способи, а також проведення за

допомогою відбійних молотків. Вибір способу відділення вугілля або породи від ма-

сиву залежить від коефіцієнта міцності порід, розмірів поперечного перерізу й дов-

жини виробки.

Спосіб проведення гірничої виробки характеризується технологічною схе-

мою її проведення, тобто розміщенням машин і механізмів з відділення гірської маси

від масиву, навантаження її і транспортування з вибою, зведенню кріплення.

Виробничі процеси, що виконуються при проведенні виробок, поділяються

на основні й допоміжні. Основні процеси зв'язані з проведенням і кріпленням виробки

(виїмка вугілля або породи, навантаження їх у транспортні засоби, зведення постій-

ного кріплення). Допоміжні — забезпечують умови для виконання основних прохід-

ницьких робіт (зведення тимчасового кріплення, навішення вентиляційних труб, на-

стилання тимчасових рейкових колій

або нарощування конвеєрів, влаштування во-

довідвідної канавки, прокладка труб і кабелів і ін.). При проведенні виробок вироб-

ничі процеси повторюються у певній послідовності.

Рис. 2.14. Форми шахтних полів

Продовження табл. 7.2

1 2 3 4

Темп-1М 0,65-1,45 0,56-1,45

> 30

“Кіровець-2К” 0,55-1,2

< 20

“Универсал-90” 0,45-0,90 0,9 40-80

На вузькозахватних комбайнах зі шнековими, корончатими й барабанними

виконавчими органами навантаження вугілля здійснюється виконавчими органами й

спеціальними навантажувальними пристроями у виді лемешів, підпірних і навантажу-

вальних щитків.

Поряд з комбайновою при видобутку вугілля в довгих очисних вибоях одер-

жала поширення стругова виїмка. Стругова установка складається зі струга, верхньо-

го й

нижнього привода, тягового ланцюга, забійного конвеєра, гидро- і електроустат-

кування. Технічна характеристика стругів надана табл. 7.3.

Таблиця 7.3 – Технічна характеристика стругів

Струг

Потужність

пласта, м

Товщина стружки,

мм

Кут падіння

пласта, град

УСТ4 0,55-1,2 40-75 до 25

1СНТ 0,6-1,0 50; 60; 75 до 25

УСТ-2М 0,5-1,0 55, 85 до 25

СО-75М 0,6-1,4 55; 75 до 25

СН-75 0,65-1,2 70 до 25

УСВ3 0,9-!,4 75; 93 до 25

Конвеєроструг 1АЩМ 0,7-2,2 76 35-90

Конвеєроструг КСУ 0,7-2,2 80 35-90

Конвеєроструг КСП 0,65-0,9 60; 75 до 18

Скреперно-струготаранна

установка УС3

0,5-0,9 60; 75 до 6

Стругова виїмка полягає в сколюванні стругом при русі уздовж вибою смужки

вугілля. Стругом виконують фронтальну виїмку вугілля вузькими смугами на глибину

30...150 мм. Навантаження відбитого вугілля на конвеєр здійснюються корпусом

струга. Крім руйнування вугілля та його навантаження на конвеєр до циклу робіт з ви-

їмки входять також кріплення вибою й пересування конвеєра.

На вугільних шахтах для виїмки вугілля використовують механізовані ком-

плекси. Створені й прийняті до серійного виробництва механізовані комплекси для

відпрацьовування пластів зі складними гірничо-геологічними умовами.

Контрольні питання

Які вимоги висувають до кріплення очисних виробок?

Як поділяють кріплення очисних виробок за конструкцією?

Охарактеризуйте індивідуальне металеве й дерев’яне привибійне кріплення очисних

виробок.

Охарактеризуйте верхняки індивідуального привибійного кріплення очисних виробок.

Охарактеризуйте спеціальне кріплення очисних виробок (органне, кущове, кострове,

тумби). Охарактеризуйте секційне кріплення очисних виробок.

при підземному — з гірничих виробок, в шахтах.

Після виконання розвідницьких і проектних робіт, для того, щоб приступити

до видобутку корисної копалини, незалежно від способу його видобутку, необхідно

зробити розкриття і підготовку родовища.

Розкриттям називають забезпечення доступу з поверхні землі до родо-

вища (чи його частини) за допомогою проведення гірничих виробок для

створення

умов підготовки корисної копалини до виїмки.

Головна мета розкриття полягає в створенні транспортних зв'язків між очис-

ними вибоями — місцем основного видобутку корисної копалини й пунктом прийому

його на поверхні, у забезпеченні умов для безпечного переміщення людей, а також

комфортних умов на робочому місці. При цьому під транспортними зв'

язками мають-

ся на увазі не тільки транспортування гірської маси й доставку людей до робочих

місць і назад, але й транспортування допоміжних матеріалів, збір води в шахті й від-

качка її на поверхню, подача свіжого повітря до очисних і підготовчих вибоїв і відвід

вихідного струменя на поверхню й ін.

Розкривні

виробки поділяють на головні й допоміжні. До головних відносять

виробки, що мають безпосередній вихід на земну поверхню (стволи, штольні), допо-

міжні такого виходу не мають (квершлаги, гезенки й сліпі стволи).

Підготовкою називають проведення підготовчих виробок після розкриття

родовища, що забезпечують умови для ведення очисної виїмки.

Очисна виїмка — комплекс робіт з видобутку

(добуванню) вугілля в очис-

ному вибої. Очисна виїмка складає сутність підземної розробки й включає комплекс

процесів з відділення вугілля від масиву, доставки його до місця навантаження в

транспортні засоби, кріплення й підтримання робочого простору.

Основною особливістю технології видобутку корисних копалин є безперерв-

ність переміщення робочого місця, що забезпечується систематичним відтворенням

фронту очисних вибоїв за допомогою проведення підготовчих і нарізних виробок, пе-

редбачених системою розробки.

Сукупність робіт з розкриття, підготовки й очисної виїмки твердих корисних

копалин називають підземною розробкою родовища.

Видобуток вугілля в очисному вибої неможливий без виконання в шахті ін-

ших робіт: провітрювання, водовідливу, транспортування вугілля й породи, підйому

їх на поверхню й ін.

Шахтна вентиляція. Для забезпечення усіх виробок шахти свіжим повітрям,

що містить кисню не менше 20 % (за обсягом), видалення метану й інших шкідливих

газів, а також пилу шахта безупинно провітрюється. Свіже повітря в шахту подається

за допомогою вентиляторів, що розташовують біля одного зі стволів, по іншому

стволі забруднене повітря

викидається в атмосферу.

Водовідлив. При веденні гірничих робіт із пласта й порід у виробки шахти

надходить вода, що по спеціальних канавках стікає у водозбірник, розташований в

приствольному дворі. Відкачка води із шахти виконується насосами по трубах, насо-

си розташовують у камері центрального водовідливу.

Шахтний транспорт забезпечує доставку вугілля з очисних вибоїв

у відко-

тні виробки, транспортування по виробках вугілля й породи, матеріалів, устаткуван-

ня, перевезення людей. Доставку вугілля з очисних вибоїв на пологих пластах здійс-

нюють скребковими конвеєрами, при кутах падіння більше 40—45° — самопливом по

підошві пласта. По горизонтальних і похилих виробках транспортують вугілля й по-

роду стрічковими конвеєрами чи у вагонетках.

При підземних гірничих роботах з вугілля й вміщуючих порід у гірничі вироб-

ки виділяється метан. Існують три форми його виділення: звичайне, суфлярне й рап-

тове.

При звичайному виділенні метан надходить у рудникову атмосферу безу-

пинно порівняно рівномірними порціями з всієї оголеної площі пласта й порід.

При суфлярному виділенні газ надходить з розламів порід, шпурів і свердло-

вин у пласті, ділянок геологічних порушень. При цьому виділення метану продовжу-

ється тривалий час (годинами, навіть місяцями).

Під раптовим виділенням

варто розуміти таке динамічне явище, при якому

відбувається швидке руйнування частини вугільного пласта з майже миттєвим вики-

дом великої кількості газу, виносом здрібненого вугілля в прилягаючу виробку й утво-

ренням характерної порожнини.

Вугільні шахти в залежності від метановості поділяються на п'ять категорій

(див. § 3.5.2 “Правила безпеки у вугільних шахтах”). Критерієм

для такого розподілу є

відносна метановість, тобто кількість метану в кубічних метрах, що виділяється в до-

бу на 1 т середньодобового видобутку.

Категорія шахти за метаном Відносна метановість шахти, м

/т

I До 5

II Від 5 до 10

III Від 10 до 15

Понад категорні 15 і більше; шахти, небезпечні за суфлярними

виділеннями

Небезпечні з раптових викидів Шахти, що розробляють пласти, небезпечні чи

загрозливі з раптових викидів вугілля й газу; ша-

хти з викидами породи

У межах шахтного поля містяться певні запаси корисної копалини. Розрізня-

ють геологічні, балансові й забалансові запаси (рис. 2.15).

Геологічними називають загальна кількість запасів корисної копалини ро-

довища або його частини.

Балансовими називають такі запаси, розробка яких економічно доцільна: за

якістю корисної копалини вони відповідають вимогам їхнього промислового

називають вузькозахватною. При вузькозахватній виїмці руйнування вугільного маси-

ву виконують виконавчим органом виймальної машини, що має захоплення до 0,8...1

м.

Руйнування вугільного пласта в очисному вибої може здійснюватися одно-

часно по всієї довжині вибою (фронтальна виїмка) або ж в одній точці, що переміща-

ється уздовж очисного вибою (флангова виїмка). Можлива комбінована виїмка

, при

якій самозарубка пласта виконується в напрямку посування вибою, а безпосередня

виїмка — у перпендикулярному напрямку. Велике поширення одержала виїмка вугіл-

ля очисними комбайнами й струговыми установками.

Очисний комбайн (рис. 7.13) — це

машина, що виконує операції з відділення

вугілля від масиву, його руйнування й на-

вантаження на забійний конвеєр. У вітчиз-

няній практиці застосовуються комбайни з

буровими, шнековими й барабанним вико-

навчими органами. Комбайни розрізняють

за конструкцією, габаритами, продуктивно-

сті, розташуванням виконавчих органів

щодо корпуса й принципу роботи. Вони ус-

пішно експлуатуються при виїмці пластів

потужністю від 0,45 до 3,2 м з кутами па-

діння до 90

Конструктивні особливості, параметри комбайнів і схеми роботи визначають

раціональну область їхнього застосування (табл. 7.2).

Таблиця 7.2 – Технічна характеристика очисних комбайнів

Комбайн

Потужність пласта,

що виймається, м

Ширина захоплення

комбайна, м

Кут падіння

пласта, град

КДК-700 2,0-4,3 0,63; 0,8

< 35

КДК-500 1,35-4,3 0,63; 0,8

< 35

УКД-300 0,85-1,3; 1,0-1,5 0,7

< 35

ГШ-500 1,35-2,7 0,63

< 35

1К101УД-04 0,9-1,6; 1,35-2,4 0,7

< 35

1К101У 0,78-1,30 0,63; 0,8

< 35

1К101УД 0,95-1,30 0,8

< 35

К103М 0,7-1,4 0,8

< 35

1ГШ68; 2ГШ68Б 1,25-2,5; 1,4-2,5 0,63

< 35

ГШ-200Б; ГШ200В 0,95-1,5; 1,05-1,45 0,63; 0,8

< 35

РКУ10; РКУ-13 1,1-1,93; 1,35-2,6 0,63; 0,8

< 35

КПВ 0,55-1,0 1,1 35-90

1КШЕ 2,0-4,5 0,5

< 35

КШ3М 1,8-3,3 0,5; 0,63

< 35

КШ1КГУ 1,4-2,92 0,63

< 35

КА80-11; 12; 13 0,80-1,25 0,8

< 35

КА90 0,80-1,25 0,8

< 35

“Поиск”-2Р 0,36-0,75 0,9

> 35

Геологічні запаси

Балансові Забалансові

Промислові Втрати

Експлуатаційні Біля геологічних порушень Загальношахтні

За площею За потужністю

Відбитого

вугілля

Від неправильного ве-

дення гірничих робіт

Рис. 7.13. Очисний комбайн

Рис. 2.15. Класифікація запасів та втрат вугілля