Кузьміч О.К. Основи гірничої справи

Подождите немного. Документ загружается.

обвалення, утримання покрівлі на кострах, плавне опускання покрівлі на підошву.

Повна закладка знаходить застосування при розробці як тонких крутих пластів, так і

пологих пластів, особливо потужних.

Повне обвалення виконують із застосуванням дерев'яного органного кріп-

лення, посадкового кріплення ОКУ, механізованого й щитового кріплення (рис. 7.12).

При застосуванні дерев'яного ор-

ганного кріплення перед обва-

ленням покрівлі паралельно лінії

вибою встановлюють дворядний

органний ряд. Обвалення покрів-

лі виконують шляхом витягу сто-

яків привибійного кріплення й

старого органного ряду за допо-

могою сталевого каната, що при-

водиться в рух спеціальною по-

садковою лебідкою, встановленої

на вентиляційному штреку.

Утримання покрівлі на кострах

полягає в тому, що між рядами

стояків привибійного кріплення

ставлять дерев'яне кострове крі-

плення, що не витягають. У ви-

робленому просторі покрівля по-

ступово опускається, ламає сто-

яки, стискає костер і лягає на підошву.

Управління плавним обваленням відрізняється від способу утримання на ко-

страх тим, що при його застосуванні частина кострів витягається для повторного ви-

користання, а покрівля опускається на підошву, не обвалюючись.

З розглянутих способів найбільше застосування одержало управління покрі-

влею повним обваленням і повною закладкою.

Виїмку вугілля виконують за допомогою буровибухових робіт, механічним

(виконавчими органами комбайнів, стругов, бурошнекових установок, відбійними мо-

лотками), гідравлічним, механо-гідравлічним і іншими способами. Вибір способу ви-

їмки залежить від властивостей вугілля й порід, що вміщають, вимог щодо якості ву-

гілля й витрат на його видобуток. Виїмка містить у собі процеси руйнування пласта й

навантаження вугілля, що виконуються однією або різними машинами, одночасно

або послідовно в залежності від гірничо-геологічних умов і технології очисних робіт.

Виїмку

вугілля буровибуховим методом застосовують при розробці потужних

і середньої потужності крутих пластів. При цьому відбите вугілля доставляється до

відкотного горизонту під дією власної ваги (самопливом).

Широке поширення одержала виїмка вугілля механічним способом. Її здійс-

нюють або в довгих очисних вибоях-лавах, або в коротких вибоях-камерах, заходках.

На практиці найбільше

поширення одержали довгі очисні вибої. У залежності від спо-

собу виїмки очисні вибої можуть мати прямолінійну або уступну форму.

Розрізняють широкозахватну або вузькозахватну виїмку. Широкозахватною

називають виїмку, при якій руйнування вугільного масиву здійснюють смугами шири-

ною більше 1 м. При широкозахватній виїмці виймальну машину, що має захоплення

більше 1 м, розташовують на підошві

пласта. Між машиною й конвеєром установлю-

ють стояки індивідуального кріплення.

Виїмку, при якій руйнування вугілля виконують смугами шириною менше 1 м,

використання, а за кількістю й умовами залягання придатні для добування при сучас-

ному рівні техніки.

Забалансові запаси цим вимогам не відповідають, тому в даний час їхній не

розробляють. Але їх можна розглядати як об'єкт промислового освоєння надалі в зв'я-

зку з розвитком техніки й удосконалюванням технології видобутку, збагачення й вико-

ристання.

До забалансових відносять запаси, що зосереджені в пластах неробочої по-

тужності чи вугілля має високу зольність, понадлімітний вміст сірки чи залягають на

глибині, недоступної для розробки з використанням існуючої технології.

Запаси корисної копалини в залежності від їхньої вивченості поділяються на

чотири категорії: А, В, С

і С

До категорії А відносяться запаси, детально розвідані й вивчені за допомогою

гірничих виробок, маються повні дані про якість корисної копалини.

До категорії В відносяться запаси, розвідані й вивчені в меншій мірі, чим запа-

си категорії А, оконтурені розвідницькими виробками, що дозволяють з'ясувати основні

особливості залягання й якість корисної копалини

без поділу їх на кондиційні й некон-

диційні. Кондиції пластів встановлюються в залежності від їхньої потужності, марки й

зольності вугілля, району розташування родовища, кута падіння пластів та інших фак-

торів.

До категорії С

відносяться запаси, установлені на підставі даних окремих

розвідницьких виробок, геологічних і геофізичних зйомок; умови залягання й якість ко-

рисної копалини вивчені загалом.

До категорії С

відносяться запаси, оцінені тільки за геологічними даними.

При розробці шахтного поля не всі балансові запаси можуть бути видані на

поверхню. Частина їх залишається в надрах і складає втрати. Величина втрат оціню-

ється у відсотках чи виражається у вигляді коефіцієнта втрат, що представляє собою

відношення кількості втраченої корисної копалини до його балансових запасів.

Втрати корисної копалини прийнято поділять на три групи:

1. Втрати в запобіжних та бар’єрних ціликах, що називають загально-

шахтними. Запобіжні цілики запобігають уникнути шкідливий вплив гірничих робіт на

охоронювані штучні й природні об'єкти на поверхні чи на гірничі виробки. Бар'єрні ці-

лики ізолюють шахтні поля, охороняють

діючі гірничі виробки від проривів до них по-

верхневих чи підземних вод, а також газів чи заіловочної пульпи з виробленого прос-

тору або ліквідованих гірничих виробок.

2. Втрати, що зв'язані з геологічними порушеннями пластів і навколишніх по-

рід і гідрогеологічних умов, що не дозволяють вести нормальне відпрацьовування ді-

лянок.

3. Втрати експлуатаційні, вони включають: втрати за площею (частини ціли-

ків, що не виймаються, у підготовчих виробках, в очисному просторі й на межах вий-

мальних ділянок) і за потужністю пласта (пачки вугілля, що залишені в покрівлі, пі-

дошві чи між шарами пласта в очисних і підготовчих виробках); втрати від неправи-

льного ведення гірничих робіт (цілики, що залишаються внаслідок завалів чи затоп-

лення виробок; протипожежні цілики, що ізолюють окремі частини шахтного поля од-

на від одної; опорні цілики, що тимчасово утримують породи покрівлі пласта чи руд-

ного тіла від обвалення у вироблений простір); втрати відбитого вугілля в результаті

неповної видачі його з очисного вибою

, при підривних роботах, при транспортуванні

по виробках.

Кількість корисної копалини, що добувається з родовища, оцінюється кое-

фіцієнтом витягу. Коефіцієнт витягу с показує, яку частину балансових запасів

видають на поверхню. Величина його залежить від гірничо-геологічних умов, особли-

во від потужності й кута падіння чи шару покладу, цінності корисної копалини,

Рис. 7.12. Схема зведення закладного маси-

ву: а – з індивідуальним кріпленням; б – з ме-

ханізованим; 1 – трубопровід; 2 – відсторо-

нюючі коліна; 3 – домкрат пересувки; 4 – са-

лазки; 5 – огородження; 6 – кріплення трубо-

проводу

глибини розробки, технології ведення гірничих робіт, і коливається в широких межах

від 0,8 до 0,9.

Промислові запаси шахтного поля, що має форму правильного прямокутни-

ка, можна орієнтовно розрахувати за формулою

∑

⋅⋅⋅⋅= ,cmHSZ

Добуток потужності пласта на середню щільність вугілля називають проду-

ктивністю пласта, т/м

Контрольні питання

Охарактеризуйте класифікаційні ознаки гірничих виробок.

Охарактеризуйте вертикальні гірничі виробки. Надайте ескізи перерізів.

Охарактеризуйте похилі гірничі виробки. Надайте ескізи перерізів.

Охарактеризуйте горизонтиальні виробки. Надайте ескізи перерізів.

Які форми шахтних полів Ви знаєте? Охарактеризуйте розкриття шахтного поля.

Охарактеризуйте розміри шахтних полі по простяганню та падінню.

Які гірничі підприємства функціонують? Перелічить стадії розробки родовища.

Визначте поняття “виробнича потужність гірничого підприємства” та “проектна потуж-

ність підприємства”. Що таке “термін службі шахти”?

Охарактеризуйте запаси й втрати корисної копалини в шахтному полі.

РОЗКРИТТЯ ШАХТНИХ ПОЛІВ

Поняття про розкриття шахтних полів. Розкриття

вертикальними стволами. Розкриття вертикальними ство-

лами без додаткових розкривних виробок. Розкриття вертика-

льними стволами й погоризонтными квершлагами. Розкриття

вертикальними стволами й поверховими квершлагами. Роз-

криття похилими стволами. Розкриття родовищ штольнями

Комбіновані способи розкриття

Спосіб розкриття — якісна характеристика шахти, що відбиває особливості

виду й взаємного

розташування головних і допоміжних виробок, проведених у період

будівництва й експлуатації гірничого підприємства для створення доступу з поверхні

землі до шахтного поля або до його частини.

Шахтні поля розкривають різними способами в залежності від геологічних,

гірничотехнічних і економічних факторів: форми й розмірів шахтного поля, потужності

й кута падіння пластів, числа пластів

і відстані між ними, глибини залягання пластів

від поверхні та її рельєфу, порушеності родовища й газовості пластів, потужності ша-

хти й терміну її служби й ін. Врахування впливу перерахованих факторів повинно бу-

ти комплексним. Необхідно прагнути до того, щоб обраний спосіб розкриття забезпе-

чував максимальну продуктивність праці при мінімальній собівартості 1 т вугілля.

Способи розкриття розрізняють за типом головних розкривних виробок, що

мають безпосередній вихід на поверхню (похилі й вертикальні стволи, штольні та їхні

комбінації); розташування головної розкривної виробки щодо пласта й елементів йо-

го залягання; числу підйомних горизонтів (одногоризонтні й багатогоризонтні); наяв-

ності й типу допоміжних розкривних виробок що не мають

виходу на земну поверхню

(квершлаги, гезенки, сліпі стволи).

Відстань від однієї лінії обвалення до іншої називають кроком обвалення.

При застосуванні міцного металевого кріплення крок обвалення 1,6…2 м. Обвалення

покрівлі виконують у ремонтно-підготовчу зміну під керівництвом особи технічного

нагляду.

Під час обвалення покрівлі виконання інших робіт дозволяється тіль ки на

відстані не менше 30 м від місця обвалення. Обвалення виконують, починаючи

з ни-

жньої частини лави.

На пластах з кутом падіння менше 15

можна вести обвалення в напрямку

зверху вниз.

Управління покрівлею

частковою закладкою (рис. 7.10)

полягає в заповненні вироблено-

го простору бутовими смугами

для підтримки покрівлі, слідом за

посуванням вибою з відставан-

ням на 3...4 м. Відстань між бу-

товими смугами по падінню змі-

нюється від 3 до 12 м і береться

з умови, що між

бутовими смуга-

ми покрівля не обвалювалась.

Породу для бутових смуг добу-

вають зі штреків при підриванні

покрівлі або підошви пласта. Для

запобігання об-валення покрівлі

під час запов-нення виробленого

простору бутовими смугами час-

тина кріплен-

ня не витягають, залишаючи в закладці. Управління покрівлею плавним опусканням

полягає в тому, що покрівля, прогинаючись, стискає спеціальне кріплення й опус-

кається на підошву.

Розглянуті вище способи управ-

ління покрівлею рекомендується засто-

совувати при розробці пологих пластів.

При розробці крутих пластів звичайно за-

стосовують повну закладку, обвалення,

утримання покрівлі на кострах, плавне

опускання покрівлі на підошву.

Повна закладка знаходить за-

стосування при розробці як тонких

крутих

пластів, так і пологих пластів, особливо

потужних. Управління покрівлею плавним

опусканням полягає в тому, що покрівля,

прогинаючись, стискає спеціальне кріп-

лення й опускається на підошву (рис.

7.11).

Розглянуті вище способи

управління покрівлею рекомендується

застосовувати при розробці пологих

пластів. При розробці крутих пластів зви-

чайно застосовують повну закладку,

Рис. 7.10. Спосіб управління покрівлею част-

ковим закладанням

Рис. 7.11. Спосіб управління покрів-

лею плавним опусканням

Продовження табл. 7.1

1 2 3 4

1ДТ; 2ДТ 1,1-1,8; 1,45-2,5

< 35

2-стоякова

2КД90Т; 3КД90Т; КД90ТА 1,1-1,5; 1,35-2,0

< 35

4-стоякова

ДМ 0,8-1,5

< 35

2-стоякова

1КД80; 2КД80 0,85-1,2; 1,1-1,5

< 35

4-стоякова

1КД90; 2КД90; 3КД90 0,9-1,4; 1,1-1,5; 1,35-2,0

< 30

4-стоякова

ДТМ 2,1-3,5

< 35

2-стоякова

1М144Б 2,0-3,0

< 35

2-стоякова

М171 2,0-3,5 Пологі 2-стоякова

1М174 1,6-2,8 Пологі 2-стоякова

2М174 2,2-3,8 Пологі 2-стоякова

2М144Б 2,7-4,3

< 35

2-стоякова

М138/2(2й т.р.) 1,3-1,7 Пологі 2-стоякова

М138/2(3й т.р.) 1,5-2,5 Пологі 2-стоякова

МТ 1,1-1,5; 1,35-2,0

< 20

4-стоякова

1МТ-1,5; 2МТ-1,5 1,1-1,5; 1,35-2,0

< 35

4-стоякова

1МК-98Д; 2МК-98Д 0,8-1,1; 0,95-1,3

< 20

2-стоякова

МК200 0,9-1,5 Пологі 2-стоякова

1М87Л; 2М87Л 1,0-1,6; 1,35-2,0

< 20

2-стоякова

М87УМП 1,05-1,3; 1,3-1,95

< 20 і 15

2-стоякова

М87УМН 1,05-1,3; 1,3-1,95

< 30

2-стоякова

М88 1,0-1,3

< 15

2-стоякова

1АНЩ; 2АНЩ 0,7-1,3; 1,1-2,2 35-90 2-стоякова

АНЩМК 0,7-2,2 35-90 2-стоякова

1КГУМ;2КГУМ; 3КГУМ 0,6-0,96; 0,75-1,25;

0,96-1,5

> 35

2-стоякова

1МК103М 0,71-0,95

< 30

4-стоякова

КМП06/15 0,85-1,4; 1,3-1,6

< 30

2-стоякова

Управління покрівлею — су-

купність заходів щодо регулювання

обвалень або деформацій покрівлі у

виробленому просторі з метою за-

безпечення безпеки й необхідних

виробничих умов в очисній виробці.

Управління покрівлею повним

обваленням (рис. 7.9) полягає в пе-

ріодичному по мірі посування очис-

ного вибою обваленні покрівлі.

Зазначених ознак досить для повної характеристики того або іншого способу

розкриття.

При виборі способу розкриття шахтного поля варто враховувати наступні

вимоги: забезпечення не менш двох надійних виходів на земну поверхню; наявність

зручної площадки для розміщення поверхневого комплексу й під'їзних залізничних

колій і автомобільної дороги; можливість своєчасної підготовки нового горизонту;

охорони надр і навколишнього середовища й ін.

Основою класифікації є принцип розподілу усіх варіантів систем розкриття за

двома ознаками: виду основної та додаткової розкривної виробки.

Класи систем розкриття: вертикальними стволами; похилими стволами;

штольнями; комбіновані (системи розкриття за допомогою комбінації основних роз-

кривних виробок).

Групи систем розкриття: без додаткових розкривних виробок; з горизонталь-

ними розкривними виробками; з вертикальними розкривними виробками.

Види систем розкриття визначаються з функціонального призначення додат-

кових розкривних виробок, що, як відомо, можуть бути капітальними, погоризонтни-

ми, поверховими, проміжними тощо.

При розкритті вертикальними стволами з поверхні до горизонту, наміченого

до розкриття, проводять два вертикальних стволи - головний та допоміжний, який

розташований поруч

(але не ближче 30 м один від одного). На горизонті, що розкри-

вається, вони збиваються вентиляційною збійкою чи іншими виробками для ство-

рення вентиляційної мережі (рис. 3.1).

Потім приводяться основні виробки й камери пристволового двору, які підго-

товляють усе необхідне для подальшої роботи. Після цього з пристволового двору

проводять

додаткові розкривні виробки.

Вертикальний ствол, що єднає в собі функції головного і допоміжного ствола, прой-

дений з поверхні прямо на пласти. Розкриття зроблене одним стволом без додатко-

вих розкривних виробок.

Біля ствола споруджується пристволовий двір і від нього в обидва боки про-

водяться до меж шахтного поля пластові штреки.

При розкритті

двома вертикальними стволами двох пологих пластів, що да-

леко віддалені один від одного, передбачене їхнє одночасне відпрацьовування.

Переваги: відносно невисока вартість і скорочення термінів будівництва

шахти.

Недоліки: труднощі проведення й підтримання виробок і камер пристволо-

вого двору по пласті чи в безпосередній близькості від нього, що не може виключити

ймовірність

виникнення ендогенної пожежі в пристволовому дворі навіть на пластах,

що схильні до самозаймання.

Рис. 3.1. Розкриття пласта вертикальними стволами: а – з розташуванням при-

стволового двору в площині пласта; б – в пустих породах

Рис. 7.9. Управління покрівлею по-

вним обваленням на пологому плас-

ті:

а – схема лави; б – обвалення на од-

норядну органку; в – обвалення на стоя-

ки ОКУ

Спосіб є одним з основних. Він застосовується майже при будь-яких кутах

падіння. Тільки при дуже пологих пластах (до 8

), коли горизонтальні квершлаги ви-

ходять занадто довгими, вони можуть бути замінені похилими квершлагами, гезенка-

ми, скатами.

Відмінною рисою цієї схеми є те, що безпосереднє розкриття пласта (свити

пластів) здійснюється головним квершлагом, який проводиться з пристволового дво-

ру, а не стволом. На рис. 3.2 показаний один з найбільш простих варіантів цієї систе-

ми. Гірничі роботи на кожному з розкритих пластів ведуться відокремлено.

Для запобігання можливості підробки верхніх пластів нижніми необхідно за-

безпечити постійне випередження очисних робіт у верхніх пластах.

Можливі різновиди розкриття вертикальними стволами й капітальними квершлагами.

Так, наприклад, останнім часом при закладці великих шахт на родовищах з великою

кількістю близько розташованих робочих пластів застосовуються схеми розкриття з

поділом шахтного поля на блоки. При цих схемах розкриття в число розкривних ви-

робок крім вертикальних стволів, капітального квершлагу входять магістральні

польові штреки й блокові квершлаги.

Сутність системи полягає в тому, що шахтне поле поділяється за простяган-

ням на блоки. Кожен блок має індивідуальне провітрювання, але підйом вугілля здій-

снюється по загальному для всієї шахти скіповому стволу. Одночасно відпрацьову-

ються кілька блоків, число яких визначається потужністю шахти.

Переваги: значно збільшення терміну службі горизонту, який дорівнює тер-

міну функціонування шахти; простота; відсутність потреби в поглибленні стволів в

період експлуатації шахти.

Недоліки: наявність уклонних полів; потреба підтримувати у виробленому

просторі вентиляційних виробок великої довжини; наявність дільничних водовідливів

в уклонній частині шахтного поля; значні втрати повітря між уклонами та хідниками.

Сутністю цього виду розкриття є розподіл шахтного поля по лінії падіння на частини

шляхом послідовного поглиблення стволів і проведення на кожному горизонті гори-

зонтальних квершлагів,

так званих погоризонтних (рис.3.3).

Спочатку стволи проходять тільки до відмітки першого горизонту, а пласти

розкривають погоризонтними квершлагами. Відпрацьовування запасів можна робити

як бремсберговими, так і уклонними полями.

Провітрювання бремс-

бергової частини нижнього гори-

зонту можна здійснювати безпо-

середньо через вентиляційний

ствол, для чого необхідно прове-

сти вентиляційний квершлаг на

межі

між полями верхнього й ни-

жнього горизонтів.

Комплексна механізація очисних робіт припускає механізацію кріплення й

управління гірським тиском за допомогою механізованого кріплення, застосування

якого зменшує трудомісткість робіт, підвищує продуктивність праці, вносить якісні

зміни в технологію очисних робіт, підвищується безпека праці й знижується виробни-

чий травматизм у порівнянні з застосуванням індивідуального кріплення.

За способом взаємодії з бічними породами й

захисту робочого простору

очисного вибою механізоване кріплення піділяється на наступні типи: огороджува-

льне (рис. 7.8, а), конструкція яких не має елементів, що підтримують покрівлю, а

лише обгороджує привибійний простір від обвалених порід покрівлі; підтримуюче

(рис. 7.8, 6), що охороняють породи покрівлі від обвалення безпосередньо над при-

вибійним простором; захисно-підтримуюче (рис. 7.8, в

), що мають у своїй констру-

кції підтримуючий елемент, у той час як основна частина кріплення є огороджуваль-

ною; підтримуюче-огороджувальне, що складається в основному з підтримуючих

частин, але має огороджувальний елемент (рис. 7.8, г).

Огороджувальне кріплення застосовуються в умовах слабких порід покрівлі

при невисоких навантаженнях

і малій глибині робіт (наприклад, в умовах Підмосков-

ного басейну). Вони використовуються також при шаровій виїмці потужних пластів.

При розробці тонких пластів через малий перетин очисного простору засто-

совують винятково кріплення підтримуючого типу. Комбіновані типи (захисно-

підтримуюче й підтримуюче-огороджувальне) розширюють область застосування

механізованого кріплення, при цьому вибір того або іншого

типу визначається гірни-

чо-геологічними умовами, засобами виїмки й транспортування вугілля по лаві.

Комплектне механізоване кріплення - це кріплення, комплекти якого не ма-

ють кінематичних зв'язків один з одним уздовж лави й переміщаються незалежно

один від одного.

Агрегатне механізоване кріплення - це кріплення, секції якого мають загаль-

ний груповий зв'язок

по довжині лави, що фіксує їхнє розташування й забезпечує кі-

нематичну взаємодію секцій.

Механізоване підтримуюче кріплення виконує роль привибійного й посадко-

вого кріплення. Якщо кріплення обгороджує очисну виробку від обвалених порід, то

таке кріплення називається захисно-підтримуючим. Механізоване кріплення лави мі-

стить у собі окремі секції, кожна секція складається з основи

, гідравлічних стояків,

верхняка й гідравлічного домкрата для пересування. Домкрат для пересування зв'я-

заний з рамою конвеєра або із сусідньою секцією. Технічна характеристика механізо-

ваного кріплення надана табл. 7.1.

Таблиця 7.1 – Технічна характеристика механізованого кріплення

Механізоване кріплення Потужність пласта, що

виймається, м

Кут падіння

пласта, град

Тип секції

1 2 3 4

1КДД; 2КДД 0,9-2,4 Пологі 2-стоякова

Рис. 3.2. Розкриття пластів

вертикальними стволами й

капітальним квершлагом: 1,

2 – головний і допоміжний

стволи; 3 – квершлаг; 4 –

шурф

Рис. 3.3. Розкриття свити пластів вертикальними стволами й погоризонтними квер-

шлагами

Рис. 7.8. Основні типи механізованого кріплення

потрібну висоту. На голівку гвинта надіта кругла опорна плита 4 з утримуючою її від

звалювання канатиком 3. У верхній частині станини розташований замок з гальмовою

колодкою 6 і клином 7. Установлюють стояки клином до вибою. При установці стояка

ОКУ вигвинчують ломиком, вставленим в отвір на визначену висоту, гвинтовий стри-

жень 2 і молотком забивають горизонтальний клин. Потім повертають ломиком гвинт

і створюють попередній розпір стояка. Під дією гірського тиску висувна частина стоя-

ка опускається. При цьому колодка зі зростаючим зусиллям притискається до галь-

мового витка стрижня й стояк набирає робочий опір.

По мірі посування очисного вибою стояки ОКУ пересувають ближче до нього

на

величину кроку управління покрівлею (обвалення). Пересувку можна робити як

вручну, так і за допомогою лебідок і інших пристосувань. Перед початком роботи

оглядають і приводять у безпечний стан робоче місце, зачищають ґрунт на місці

установки й пересувки стояків, оглядають стояки й покрівлю над ними. Знаходячись

під захистом кріплення, робітник ударом обушка з довгою ручкою вибиває горизон-

тальний клин замка, розвантажуючи стояк. Потім опускає розпірний гвинт і пересуває

стояк на нове місце. Роботу виконують 1—2 робітників. Іноді стояки ОКУ застосову-

ють на похилих і крутопохилих пластах. У цих випадках на стояках привибійного кріп-

лення нижче кожної посадкового стояка встановлюють полиці, а між собою посадкові

стояки з'єднують індивідуальними канатами, роз’єднуючими при їхній пересувці. Пе-

ресувку стояків ОКУ роблять за допомогою лебідки, встановленою на вентиляційно-

му або проміжному штреку. Перед розвантаженням і пересувкою стояки влаштову-

ють настил з дошок, стояків або металевих листів. Потім стояк приєднують до каната

лебідки, розвантажують і по настилі пересувають

на нове місце, де й встановлюють.

Після установки стояків запобіжний канат приєднують.

Для механізації про-

цесів управління покрівлею

повним обваленням при за-

стосуванні індивідуального

привибійного кріплення й пе-

ресувки забійного конвеєра

на пластах потужністю 0,6—

1,8 м при безпосередній по-

крівлі не нижче середньої

стійкості одержала поширен-

ня гідравлічне посадкове крі-

плення “

Супутник” (2СПТ).

Кріплення виготовляють чо-

тирьох типорозмірів для

пластів з кутами залягання до 15

Кріплення “Супутник” (рпис. 7.7, б) складається з однотипних секцій, насос-

ної станції СНУ-6, напірної і зливальної магістралей. Секція складається з гідравліч-

ного посадкового стояка 1, гідродомкрата пересування 2 і пульта управління 3. Што-

ком гідродомкрат з'єднаний з основою стояка, а з рештаком конвеєра 4. Стояки в лаві

розташовують з перемінним

кроком 0,9 і 1,8 м. Рабочий опір стояків 800—1000 кН.

Зроблено модернізацію гідравлічного посадкового кріплення, і діапазон

застосування його розширений на пласти з кутами залягання до 35

. У кріплення

“Спутник-Н” застосоване навісне устаткування, що підвищує стійкість стояків кріп-

лення при їхній пересувці, і пристрій для утримання конвеєра від сповзання.

При застосуванні в лаві індивідуального металевого кріплення необхідно

мати на ділянці запас цього кріплення не менше 5 %.

Для провітрювання уклонної частини зберігаються бремсберги відпрацьова-

ного бремсбергового поля, по яких вихідна струмінь повітря надходить на вентиля-

ційний квершлаг чи на рівні відкотного квершлагу другого горизонту проводять дода-

тковий вентиляційний квершлаг.

Область використання – при кутах падіння пластів до 8-25

і розмірах

шахтного поля за падінням від 2,5 до 4 км.

Переваги: простота схеми провітрювання; менші витрати на проведення й

підтримання підготовчих виробок; більш високе навантаження на очисні вибої та ви-

їмкові поля.

Недоліки: часті поглиблення стволів; менший термін служби горизонту (в

порівнянні з розкриттям капітальними квершлагами); значні витрати на проведення й

підтримання квершлагів і штреків головного напрямку.

Сутність розкриття вертикальним стволами й поверховими квершлагами

полягає в тому, що розкриття запасів здійснюється кожні 100-120 м по вертикалі, по-

чинаючи з поверхні зверху вниз. Зазначена вертикальна висота поверху вважається

в даний час оптимальною.

Поверхи відпрацьовуються в низхідному порядку. По мірі відпрацьовування

заздалегідь поглиблюють стволи

й підготовляють новий відкотний горизонт. Свіжий

струмінь з допоміжного ствола надходить на квершлаг відкотного горизонту, а з ньо-

го по штреках підводиться до очисних вибоїв, пройшовши які по відповідних вироб-

ках вентиляційного горизонту повертається до головного ствола, по якому підніма-

ється на поверхню.

При розробці великого числа пластів розкривають двома стволами

(рис.

3.4). Головний ствол обладнають скіповими підйомами. По цьому ж стволі відводить-

ся на поверхню відпрацьований струмінь повітря. Другий ствол обладнається

клітьовими підйомами.

Область використання: при кутах падіння пластів більше 25

в умовах

родовищ з великим вугленасиченням і невеликим розміром між пластами в свиті;

розміри шахтного поля за падінням до 3 км.

Переваги: відсутність капітальних бремсбергів і уклонів; безступінчастість

транспорту по гірничих виробках від експлуатаційної ділянки до ствола; менші капі-

тальні витрати в початковий період і менший термін будівництва шахти; більш проста

схема провітрювання шахти.

Недоліки: часте поглиблення стволів; велика довжина поверхових квершла-

гів, особливо на перших і останніх поверхах; необхідність проведення й обладнання

пристволових дворів на кожному виїмковому горизонті; необхідність періодичної за-

міни підйомного обладнання у зв'язку з поглибленням стволів; великі капітальні ви-

трати на весь період існування шахти; необхідність у

якийсь період одночасної робо-

ти на двох-трьох горизонтах; невеликий термін служби горизонту. Застосування да-

ної системи розкриття обмежується наступними умовами: пласти з кутами падіння не

менше 10

; велике число пластів вугілля; підвищена виробнича потужність шахт;

Рис. 3.4. Розкриття свити

пластів вертикальним ство-

лами й поверховими квер-

шлагами: 1 – поверхові

квершлаги; 2 – поверхові

штреки

Рис. 7.7. Посадкове металеве кріплення

великий розмір шахтних полів (за падінням 2-4 км, за простяганням - 5-10 км); вели-

кий термін існування шахти (60 років і більше), а також поверху (не менше 10 років).

Область використання схем розкриття вертикальними стволами: при ку-

тах падіння пластів більше 8

. При менших кутах падіння довжина квершлагу значно

зростає й замість них проводять гезенки (рис. 3.5), скати чи похилі квершлаги.

Рис.3.5. Розкриття пластів вертикальними стволами й гезенками: а – капітальним ге-

зенком; б – поверховими гезенками; 1, 2 – головний та допоміжний стволи; 3 – ка-

пітальний гезенк; 4 – поверхові гезенки

При невеликій відстані між пластами крім капітального квершлагу чи гезенка

проводять ще поверхові квершлаги чи гезенки.

Даний спосіб є одним з основних. При цих схемах менше обмежуючий вплив

роблять такі фактори, як число пластів, відстань між пластами, виробнича потужність

шахти.

Розкриття з проведенням квершлагів має великі експлуатаційні переваги й

тому частіше застосовується, чим розкриття з проведенням гезенків; у ланцюзі гори-

зонтальних виробок квершлаг не є додатковою ступінню в транспорті, тому що плас-

тові штреки й квершлаг складають одну ланку в електровозному транспорті; квер-

шлаг більш зручний для перевезення людей, обладнання й матеріалів; вентиляції.

При розкритті одного пологого пласта по ньому проходять, звичайно, один

головний похилий ствол

і один чи два допоміжних стволи. Допоміжні стволи прохо-

дять паралельно головному стволу на відстані не менше 30 м від нього; вони необ-

хідні для вентиляції та виконання допоміжних операцій.

Головний ствол обладнають або канатним підйомом для транспортування

вугілля в вагонетках чи скіпах, або конвеєрами. На шахтах невеликої виробничої по-

тужності

підйомний ствол для скорочення його довжини можна обладнати рейковим

транспортом. Вугілля, породу, матеріали й обладнання транспортують по стволі у ва-

гонетках. Відкочування у вагонетках застосовується при кутах падіння до 35

Головні стволи більш великих шахт обладнають конвеєрами для транспор-

тування вугілля при кутах падіння пластів до 17-18

, при великих кутах нахилу - скі-

повим підйомом. При канатному підйомі одноступінчастий транспорт здійснюється на

довжину в середньому до 100 м. При конвеєрному транспорті похилий ствол може

мати практично будь-яку довжину (рис. 3.6).

призначений для пластів потужністю

1,1—2,1 м. Відмінною рисою висувних

верхняков є наявність підтримуючої

опори, що монтирується на кінці верх-

няка першого ряду кріплення й по-

довжує виступаючу убік вибою кон-

соль верхняка на 400 мм. Опора є й

пристосуванням для полегшення на-

вішення нового верхняка. Після пере-

сувки

конвеєра й установки стояків

під на-

вішені верхняки опори знімають і пе-

реносять на кінці знову навішених

верхняків.

При потужності пластів до 0,8

м застосування зазначених типів верхняків зменшує висоту робочого простору, що

утрудняє роботу в лаві. Тому з металевими стояками застосовують дерев'яні верхняки.

Це збільшує витрати на кріплення й знижує безпеку очисних робіт. Для

серійних стояків

зі спеціальною верхньою опорою були розроблені верхняки з ресорної сталі. Верхняк

складається зі сталевої смуги товщиною 10 мм із вушком і вилкою по кінцях висотою 34

мм, а також сполучного клина. Верхня опора стояка складається з пакета сталевих

смуг, закріплених на стійці заклепкою, і обмежуючих шипів. Застосування цих верхняків

показало

їхню задовільну працездатність і ефективність. Крім того, розроблені ресорні

верхняки зі склопластику РBCB.

Спеціальне кріплення. До спеціального посадкового металевого кріплення

відносяться органне, кущове, кострове й посадкові стояки (тумби) (рис. 7.6). Органне

металеве кріплення, як і дерев'яне, складається з одного або двох рядів металевих

стояків, установлюваних паралельно вибою по лінії обвалення породи

при управлінні

покрівлею обваленням. Стояки органного металевого кріплення встановлюють так са-

мо, як і при дерев'яному.

Металеве кущове кріплення аналогічне дерев'яному. Металеве кострове кріп-

лення застосовують рідко і то на пластах пологого залягання. На пластах потужністю

0,42—2 м з кутами залягання до 25° найбільше поширення одержали спеціальні сто-

яки ОКУ, що встановлюють на границі привибійного простору по лінії обвалення по-

роди, утворюючи посадковий ряд при управлінні покрівлею обваленням.

Стояки ОКУ (рис. 7.7, а) складається зі станини 1, усередині циліндричної

частини якої маються три завзятих витки; гвинтового стрижня 2, на зовнішній повер-

хні якого розташоване шість гвинтових витків

, три з них (опорні) спираються на витки

станини, інші три витки гальмові. Усередині гвинтового стрижня мається різьблення,

куди угвинчується настроечний гвинт 5 з голівкою у вигляді півсфери із шістьма

отворами для ломика, яким роблять на строювання стояка (вигвинчування) на

Рис. 3.6. Розкриття свити плас-

тів головним похилим, допоміж-

ним вертикальним стволами і

капітальним квершлагом: 1 –

похилий ствол; 2 – капіталь-

ний квершлаг; 3 – допоміжний

ве

тикальний ство

Рис. 7.5. Шарнірний верхняк В20Б

Рис. 7.6. Спеціаль-

не дерев’яне кріп-

лення: а, б, в – ор-

ганне одно-, дво- і

трирядне кріплен-

ня; г, д – кострове;

щове

Первісний розпір стійки між покрівлею й підошвою роблять забиванням на-

становних клинів в отворах корпуса під висувну частину або гвинтовий домкрат. Піс-

ля розпору стояка забивають горизонтальний клин, а настановні клини виймають.

Розвантажують стояк при витягу ударами по тонкому кінці горизонтального клина.

При цьому пружина піднімає нагору звільнившийся вкладиш (повзун) і висувна час-

тина стояка опускається в корпус. Різні типи стояків тертя з влаштування незначно

відрізняються один від одного.

Стояки типу ТУ призначені для пластів потужністю 0,51—1,33 м з кутами за-

лягання до 35

; стояки Т25 для пластів потужністю 1,2—1,9 м; стояки типу Т—для

пластів потужністю 0,88—2,48 м.

Гідравлічні стояки СУГ30 і 2ГСК виготовляють із замкнутою гідросистемою, а

стояки 2ГВТ, 2ГВС, ГВД—с зовнішнім живленням.

Гідравлічний стояк 2ГСК (рис 7.4, в) являє собою своєрідний гідравлічний

домкрат. Він складається з корпуса, ручного насоса, штока (висувної частини), змін-

ної насадки, накидної втулки, запобіжного розвантажувального клапана, нижньої

опори, приводного механізму насоса, серги розвантажувального пристрою. Розсу-

нення й первісний розпір стояка при установці роблять за допомогою двоступінчасто-

го насоса, повертаючи рукоятку поперемінно в один та інший бік. Робоча рідина при

цьому перекачується з корпуса в циліндр під поршень штока й розсовує стояк на не-

обхідну величину, розпираючи його між ґрунтом і покрівлею з зусиллям 70—100 кН.

При роботі стояка навантаження на нього зростає до величини робочого опору,

спрацьовує запобіжний клапан, часть рідини випливає в резервуар корпуса й стояк

знову набирає навантаження. Розвантаження стояка при витягу роблять шляхом від-

криття розвантажувального клапана, для

чого сергу розвантажувального пристрою

необхідно підняти нагору. При цьому робоча рідина випливає з-під висувної частини

в резервуар, а висувна частина опускається в циліндр стояка.

Стояки 2ГСК призначені для пластів потужністю 1,74— 3,4 м. Стояки СУГ30

застосовують на пластах потужністю 0,65— 2 м з кутами залягання до 35°.

У гідравлічних стояків із зовнішнім живленням 2ГВТ, 2ГВС

, ГВД водомасля-

на емульсія для розсунення й розпору стояків надходить під тиском по трубопроводу,

прокладеному в лаві від насосної станції. Трубопровід має гнучкі відводи з установ-

леними на їхніх кінцях пістолетами, за допомогою яких водомасляна емульсія пода-

сться в стоякі через розвантажувальний пристрій. Розвантаження стояків при витягу

роблять через розвантажувальний

клапан. При цьому робоча рідина випливає назо-

вні.

Металеві верхняки. При кріпленні очисних виробок на пластах пологого й

похилого падіння потужністю більше 0,8 м у комплекті з металевими стояками засто-

совують металеві шарнірні верхняки. Застосування їх дозволяє мати у вибою без-

стоякову машинну дорогу, закріплену консолями верхняків, і робити механізовану

пересувку забійного конвеєра. Тепер одержали поширення верхняки В20Б, М71С,

СВ3, а також висувні верхняки ВВ2 і ВВ30.

Верхняк В20Б (рис. 7.5) являє собою зварену балку коробчатого перетину 5

з вилкою 8 на одному кінці і з вушком 2 і сергою на іншому. До вилки шайбою 6 при-

кріплений штир шарніра 7, а до балки - скоба 4, на яку за допомогою ланцюжка під-

вішений переносний клин 9. Для попередження сковзання верхньої опори стояка до

балки верхняка приварені накладки 3. При установці верхняка отвір вушка з’єднують

з отвором вилки раніше встановленого верхняка й вставляють штир шарніра. Потім

піднімають верхняк під покрівлю, забивають в отвір серги переносний клин і встанов-

люють під верхняк стояк. Після установки стояка клин вибивають.

Верхняк М71С конструктивно трохи відрізняється від верхняка В20Б и

При одночасній розробці декілька пластів застосовують спосіб розкриття

похилими стволами й капітальним квершлагами (рис. 3.7). Горизонтальні квершла-

ги вигідні при застосуванні одного виду транспорту при обслуговуванні декілька пла-

стів, а також при незначній відстані між пластами (до 50 м).

Похилі стволи доцільно проводити по нижньому пласті зі стійкими боковими

породами. Коли бокові породи нижнього пласта слабкі й схильні до здимання, тоді

стволи можуть бути проведені по одному з верхніх пластів.

При розкритті похилими стволами з додатковими розкривними виробками ті

ж варіанти, що й для вертикальних стволів.

Основний обмежуючий фактор − довжина допоміжного ствола. При значній

глибині залягання його роблять східчастим, що знижує ефективність його експлуата-

ції. Допоміжний ствол може бути пройдений набагато крутіше головного. Тому нерід-

ко головний й допоміжний похилі стволи закладаються в різних місцях шахтного поля

й мають відокремлені промислові майданчики.

Проходка стволів на пластах корисної копалини застосовується на невели-

ких шахтах з невеликим терміном служби стволів,

із пластами тонкими й середньою

потужністю, не схильними до самозаймання.

На рис. 3.8 показана схема розкриття похилими стволами та поверховими

квершлагами.

Замість поверхових квершлагів можна провести поверхові скати. Їх прово-

дять у тому випадку, коли відстань між пластами невелика.

Матеріали й устаткування на верхні пласти доставляються з відкотного

штреку по вугільних скатах з вентиляційного штреку по вентиляційних шурфах за

допомогою лебідок.

Застосування конвеєрного чи самопливного транспорту по розкривних виро-

бках, особливо доцільно, коли на розкритому пласті також застосовується конвеєр-

ний транспорт.

Для доставки матеріалів і устаткування скат повинний мати відповідні відді-

лення. Іноді для цих цілей проходиться спеціальний квершлаг, що обладнається

рейковим транспортом.

При невеликій глибині від поверхні до пласта й куті залягання пластів до 8

чи горизонтальних застосовують розкриття похилими стволами, які проводяться по

породах вхрест простягання (рис. 3.9).

Похилі стволи проводять за звичай під кутом 15-18

. Один ствол обладна-

ють конвеєром, другий – канатною відкаткою. По допоміжному стволу надходить сві-

жий струмінь повітря; для відпрацьованого струменя проводять вентиляційні шурфи

на флангах шахтного поля.

Рис. 3.7. Розкриття похилими

стволами й капітальним квер-

шлагом: 1, 2 – головний і до-

поміжний стволи, 3 – флан-

говий похилий ствол

Рис. 3.8. Розкриття пластів по-

хилими стволами і поверховими

квершлагами: 1 – похилий

ствол; 2 - флангові шурфи; 3 –

поверхові квершлаги

Область застосування: немає особливих підстав для жорсткого обме-

ження розглянутого класу схем розкриття ні кутом падіння пластів, ні їхнім числом у

полі, а також і іншими факторами геологічного чи організаційно-технічного характеру,

крім глибини горизонту розкриття (600-800 м по вертикалі), у чому вони уступають

системам з вертикальними стволами.

Переваги: можливість повної

конвеєризації доставки вугілля від вибою до

місць навантаження його споживачам; велика продуктивність ствола, що обладнаний

конвеєром для видачі вугілля; скорочення терміну будівництва шахти й менші, в по-

рівнянні з розкриттям вертикальними стволами, капітальні витрати.

Недоліки: більша, ніж у вертикальних, довжина похилих стволів при роз-

критті того ж горизонту; невелика пропускна здатність

стволів при канатному відкочу-

ванні; більша, ніж у вертикальних стволів, вартість підтримання й обслуговування.

Штольнями розкривають шари, що залягають у районах із сильно пересіче-

ною гористою місцевістю, коли використання вертикальних або похилих стволів тех-

нічно неможливо або економічно недоцільно.

При виборі місця розташування штольні необхідно враховувати сукупність

наступних факторів: біля

устя штольні повинна бути площадка, захищена від селів і

достатня для розміщення технічних будинків і споруд; забезпечена можливість під-

ведення залізничної колії, шосейної або канатної підвісної дороги; устя штольні необ-

хідно розташовувати вище рівня максимального підйому води в найближчій водоймі

за останні 40—50 років. З іншого боку, штольню варто проводити на такій висотній

відмітці, щоб велика частина запасів родовища знаходилася над горизонтом штольні

і, отже, могла б бути відпрацьована без підйому вугілля й механічного водовідливу.

На рис. 3.10, а показаний спосіб розкриття пологих пластів двома штольня-

ми: головної та вентиляційної 2. У місцях із суворим кліматом проводять спеціальну

водовідливну штольню.

Від, місця перетинання пластів штольнею проводять відкотні штреки. Пода-

льшу підготовку пласстів до очисної виїмки виконують одним з розглянутих способів:

поверховим, панельним, погоризонтним. Для провітрювання проводять вентиляційні

штольні, шурфи або стволи на

відмітках більш високих, чим від-

котний горизонт.

На рис. 3.10, б показаний

можливий спосіб розкриття што-

льнями крутого пласта. Запаси,

розташовані нижче штольневого

горизонту, розкриті сліпими

стволами й поверховими квер-

шлагами. Спосіб розкриття родо-

вища штольнями — один із са-

мих економічних і простих.

стояків у залежності від ширини смуги вугілля, що виймається, приймають рівним

0,63—1,26 м (частіше 0,8 м).

Відстань між комплектами кріплення,

уздовж вибою (

залежить від величини гірсько-

го тиску й стійкості порід. На практиці воно дорі-

внює 0,8—1,2 м.

Металеві стояки можуть бути твердими

й податливими, а останні з наростаючим або

постійним опором. Податливі стояки коротшу-

ють під дією гірського тиску, не утрачаючи своєї

несучої здатності. Вони менше вдавлюються в

ґрунт і сприяють

більш рівномірному опусканню

покрівлі в привибійному просторі, зменшенню

утворення тріщин у покрівлі й вивалів породи

між кріпленням. Стояки наростаючого опору при

установці їх мають невеликий початковий опір,

що зростає до робочого опору по мірі опускання

покрівлі. Стояки постійного опору мають значно

великі початковий й постійний робочий опір за-

вдяки опусканню висувної

частини стояка при

збільшенні гірського тиску. Піддатливість стояків

повинна бути більше величини опускання покрі-

влі в привибійному просторі, інакше стояк пере-

твориться у твердий. Зараз виготовляють тільки

стояки постійного опору.

Стояки постійного опору поділяють на

стояки тертя й гідравлічні. Стояки тертя засто-

совують наступних типів: ТУ, ТЖ, Т тощо.

Стояки

тертя (рис. 7.4, а) скла-

даються з корпуса 1, висувної частини 2

і деталей замкового пристрою 3, 4. Кор-

пус стійки ТУ складається з жолоба з

двома рядами довгастих отворів, роз-

ташованих у шаховому порядку, прива-

рених до нього замка й нижньої опори.

Висувна частина складається з косинця

(у стійці ТУ), труби або зварених між

собою двох коритоподібних профілів (у

різних типах стояків) із привареної до

торця верхньою опорою під дерев'яний

або металевий верхняк. Замок склада-

ється з корпуса, горизонтального клина,

вкладиша (повзуна), розташованого між

клином і висувною частиною стояка, й

пружини. При забиванні горизонтально-

го клина забезпечується початковий опір

стояка завдяки тертю між поверхнями вису-

вної частини й замка. По мірі збільшення навантаження на стояк висувна частина

опускається вниз, захоплюючи за собою вкладиш, відбувається самозатягування за-

мка й стояк працює з постійним робочим опором.

Рис. 3.9. Розкриття пластів

похилими стволами, які про-

водяться вхрест простягання

пластів: 1 – похилий ствол; 2

– капітальний квершлаг; 3 –

вентиляційні шурфи

Рис. 3.10. Схема розкриття пологих (а) і

крутих (б) пластів штольнями

Рис. 7.4. Металеві стояки: а – стояк ТС;

б – стояк ТУ; в – стояк ГС; г – стояк КСТ

Рис. 7.3. Конструкції металевого

привибійного індивідуального

кріплення: 1 – верхняк; 2 – сто-

як кріплення; 3 – посадкові

стсояки

;

конвеє

Зведення привибійного кріплення виконують відповідно до паспорта кріплення й

управління покрівлею в очисному вибої. До початку робіт із кріплення робоче місце

повинне бути забезпечене кріпильним лісом необхідних розмірів і в достатній кілько-

сті. В очисній виробці повинний бути незнижуваний змінний запас лісу. Перед уста-

новкою кріплення необхідно оглянути й привести в безпечний стан робоче місце,

очистити підошву від вугілля й породи, відібрати стояки й верхняки. Потім нижній кі-

нець стояка встановлюють на підошву або в лунку, зроблену в підошві, і підбивають

верхній кінець стояка під покрівлю, подлапок або верхняк. При застосуванні верхняків

перший стояк підбивають посередині його. При цьому одною рукою утримують верх-

няк у покрівлі, а іншою підводять під нього верхній кінець стояка. Підбивають стояк

так, щоб він був перпендикулярним до покрівлі й підошви. Наступні стояки комплекту

підбивають під раніше встановлений верхняк. При наявності в комплекті кріпи лежня

спочатку його укладають на підошву торцем вдотик лежневі раніше встановленого

комплекту. Потім стійку

встановлюють на лежень, утримуючи верхняк, підводять під

нього верхній кінець стояка й міцно забивають. На похилих, крутопохилих і крутих

пластаах стояки кріплення є опорою для працюючих, обладнання запобіжних полків,

розміщення кріпильних матеріалів і пересування людей. Вони повинні бути підбиті до

дзенькоту при ударі. Слабко підбитий стояк може бути причиною травматизму або

обвалення породи.

До спеціального (посадкового) кріплення відносять органне, кущове й

кострове кріплення. Органне кріплення (органку) застосовують у якості посадкового

(обрізного) кріплення при управлінні покрівлею повним обваленням або для огоро-

дження від виробленого простору окремих ділянок лави й інших виробок.

Органне кріплення 3 (рис. 7.1, а, 7.6) являє собою один або кілька рядів сто-

яків, встановлюваних паралельно вибоєві лави на межі обвалення в останньому ряді

стояків привибійного простору. Стояки встановлюють під обапіл (розпил) або під по-

крівлю при міцній породі. Не більше ніж через 5 м в органке залишають вікна (прохо-

ди) шириною не менше 0,7 м.

Кущове кріплення - різновид посадкового кріплення, що складається з

кущів

- груп стояків з 4—9 шт. і більше з відстанню між стояками 0,1—0,2 м. Відстань між

кущами 2—4 м і більше в залежності від величини гірського тиску. Застосовують ку-

щове кріплення при управлінні покрівлею обваленням.

Кострове кріплення складається з кострів, розташовуваних на відстані 3—6

м один від одного. Застосовують в якості посадкового кріплення при

управлінні по-

крівлею обваленням або плавним опусканням, а також для охорони підготовчих ви-

робок і закладки порожнеч над кріпленням при значних обваленнях порід покрівлі.

Костри - конструкція кріплення у вигляді кліті зі стояків діаметром 10—15 см,

довжиною 1—1,5 м квадратної 7, прямокутної 8, або трикутної форми 9 (рис. 7.1, б,

7.6), що викладається між покрівлею й

підошвою пласта. Костри викладають в один

або два ряди паралельно вибою. Відстань між рядами 1—2 м.

Одержують поширення кустокостри, бутокостри (костри, заповнені усередині

породою), що витримують великі навантаження.

Металеве індивідуальне кріплення застосовують в основному на пологих і

похилих пластах. Поділяють їх на привибійне й спеціальне.

Привибійне кріплення. Конструкцією привибійного кріплення є комплект

(рамка), що складається, як правило, з одного стояка й верхняка (рис. 7.3). Іноді за-

стосовують комплекти з двох, трьох і більше стояків під верхняк. Стояки розташову-

ють рядами паралельно вибою. Перший ряд стояків установлюють на відстані 1—

1,3 м від вибою в залежності від ширини виймальних і транспортних машин (машин-

на

дорога). Комплекти кріплення верхняками розташовують у лінію перпендикулярно

до вибою (перпендикулярне кріплення). Відстань між рядами

Рекомендується до застосування у всіх випадках, коли для цього маються необхідні

гірничо-геологічні передумови.

При комбінованому способі розкриття шахтних полів для виконання різних

технологічних функцій споруджують неоднотипні основні й допоміжні розкривні виро-

бки.

По технологічному призначенню виділяють чотири комплекси розкривних

виробок: вугільний, породний, допоміжний та вентиляційний. Кожен комплекс може

виконувати тільки

свої безпосередні функції, наприклад скіповий ствол — видавати

вугілля, вентиляційний — подавати повітря в шахту. Однак для найбільш раціональ-

ного використання розкривна виробка, звичайно виконує кілька технологічних функ-

цій. Наприклад, вертикальний ствол, призначений для спуска, підйому людей, мате-

ріалів і устаткування, служить і для подачі повітря в шахту; по скіповому стволі підні-

мають на поверхню й вугілля, й породу. Ефективність використання однотипних ком-

плексів з різними розкривними виробками різна. При певному сполученні гірничо-

геологічних і гірничотехнічних умов для видачі вугілля із шахти комплекс із похилого

ствола, обладнаного конвеєрним підйомом, і поверхових квершлагів більш раціона-

льний, чим комплекс із вертикальним стволом і капітальним квершлагом, бремсбер-

гами й уклонами. Найбільш раціональним породним, допоміжним і вентиляційним

комплексами є не похилий, а вертикальний ствол з поверховими квершлагами.

Таким чином, комбінований спосіб розкриття — результат синтезу раціона-

льних комплексів виробок з розкриття з різним технологічним призначенням стосовно

конкретних умов залягання пластів.

Тепер побудовано ряд шахт, на яких передбачені для видачі гірської маси на

поверхню похилі стволи з конвеєрним підйомом. Для допоміжних транспортних опе-

рацій, а також для вентиляції споруджують вертикальні стволи й поверхові квершла-

ги (рис. 3.11).

Комбіновані схеми розкриття зустрічаються на старих шахтах у результаті

їхньої реконструкції. В інших випадках ці схеми закладають у проекти нових шахт,

наприклад, при розкритті пластів з різко мінливими кутами падіння, мульд, куполопо-

дібних покладів, порушених родовищ.

Комбінований спосіб розкриття має ряд переваг у порівнянні з розкриттям

вертикальними стволами, обладнаними скіповим підйомом. Забезпечується безпе-

рервність (потоковість) транспортування вугілля від очисного вибою до поверхні ша-

хти; підвищується безпека робіт; зменшується здрібнювання вугілля, що особливо

важливо при видобутку дорогого енергетичного вугілля, особливо антрацитів.

До недоліків комбінованого способу розкриття відноситься велика довжина

похилих стволів у порівнянні з вертикальними, що необхідно особливо враховувати

при застосуванні спеціальних способів спорудження стволів по слабких, обводнених,

тріщинуватих породах (заморожування, тампонаж порід тощо). Експлуатаційні витра-

ти на підтримку стволів, на транспортування 1 т вугілля стрічковими конвеєрами бі-

льше в порівнянні зі скіповим підйомом; збільшується ступінь здрібнювання вугілля

при однаковій вертикальній висоті підйому.

Ефективна область застосування комбінованого способу розкриття: річна

Рис. 3.11. Схема ком-

бінованого розкриття

шахтних полів похилим і

вертикальними стволами

потужність шахти повинна бути більше 1,5—2 млн т вугілля; глибина ведення гірни-

чих робіт до 400 м; переважно пологих пластів із проходкою стволів під кутом до 17

тому що сучасні стрічкові конвеєри надійно працюють при куті нахилу не більше 18

Стволи бажано проходити з кутом нахилу, що відповідає куту падіння пласта, щоб

уникнути перетинання пластів стволами й залишення охоронних ціликів вугілля на

пересічних пластах.

Контрольні питання

Дайте класифікацію систем розкриття по групах.

У чому полягає сутність розкриття вертикальними стволами?

У чому полягає сутність системи розкриття вертикальними стволами без додаткових

розкривних

виробок?

Чому визначається вид системи розкриття?

У чому полягає відмінна риса системи розкриття вертикальними стволами й капіта-

льними квершлагами?

Чи можливо застосувати систему розкриття вертикальними стволами без додаткових

розкривних виробок на невеликих за розмірами шахтних полях?

У чому полягає сутність системи розкриття вертикальними стволами й капітальними

квершлагами?

Як можна здійснити провітрювання бремсбергової частини при розкритті вертикаль-

ними стволами й погоризонтними квершлагами?

У чому полягає сутність системи розкриття вертикальними стволами й поверховими

квершлагами? Назвіть основні недоліки системи розкриття

У чому полягає сутність системи розкриття похилими стволами й поверховими ска-

тами?

Яким чином здійснюється провітрювання при розкритті вертикальними стволами й

поверховими квершлагами?

Як можна здійснити транспортування корисної копалини при розкритті похилими

стволами й поверховими скатами, якщо відкочування концентрується на нижче ле-

жачому пласті?

При яких кутах падіння пластів застосовують конвеєри в похилому стволі?

Вкажіть область застосування й переваги системи розкриття вертикальними ствола-

ми й поверховими квершлагами.

У чому полягають недоліки систем розробки розкриття похилими стволами?

Назвіть переваги систем розкриття шахтних полів похилими стволами.

ПРИСТВОЛОВІ ДВОРИ. ТЕХНОЛОГІЧНИЙ КОМПЛЕКС

ПОВЕРХНІ ШАХТИ

Пристволові двори: призначення та їх склад. Технологічний комплекс

поверхні шахти: призначення та склад блоків та споруд на поверхні шахти

При розкритті родовища стволи споруджують на заздалегідь установлену

глибину до запланованої відмітки транспортного горизонту, де проводять ряд гори-

зонтальних протяжних виробок і камер.

Сукупність протяжних виробок і камер, розташованих біля стволів, призна-

чених для обслуговування підземного господарства шахт, називають пристволовим

двором (рис. 4.1).

Він призначений для зв'язку між стволами й виробками, що розкривають ву-

гільні пласти. Виробки пристволового двору відносяться до капітальних. Термін їхньої

служби обчислюється десятками років, тому них кріплять бетоном, металом,

доставочного механізму (най-

частіше дорівнює 0,8—1,2 м).

Відстань між комплектами кріп-

лення (

, що залежить від стій-

кості покрівлі й величини гірсь-

кого тиску, визначають розра-

хунком.

В основному воно до-

рівнює 0,7-1,0 м. Сусідні (у лінії

кріплення) комплекти встанов-

люють з перехопленням раніше

встановлених на 0,2—0,3 м.

Паралельне кріплення

(рис. 7.1, 6, 7.2) застосовують

на крутопохилих і крутих плас-

тах, але при наявності тріщин у

покрівлі, розташованих перпе-

ндикулярно до вибою або бли-

зько до цього напрямку. Її мож-

на застосовувати також на по-

логих і похилих пластах. Відстань між ря-

дами комплектів кріплення залежить від

ширини смуги вугілля, що виймається, і

звичайно дорівнює 0,8—1 м. Відстань між

стояками в комплекті залежить від величи-

ни гірського тиску,

і приймають його при

довжині комплекту 2 м рівним 0,9 м - при

трьох стояках і 0,6 м - при чотирьох стоя-

ках у комплекті. Комплекти в одній лінії крі-

плення установлюють вдотик один до од-

ного. Відстань між крайніми стояками сусі-

дніх комплектів 0,2—0,3 м.

При хитливих, слабостійких і трі-

щинуватих породах покрівлі в проміжках

між

комплектами можливе випадання шма-

тків породи. Тому кріплення підсилюють

затягуваннями з обаполів, що укладаються

на верхняки сусідніх комплектів. При схи-

льності підошви до обвалення (сповзанню)

застосовують затягування й по підошві.

Відстань між затягуваннями 0,4—0,5 м

(врозбіг), але буває й суцільне затягуван-

ня.

Рис. 7.1. Конструкція дерев’яного кріплення

Рис. 7.2. Конструкції дерев’яного кріплення:

1 – відшивка; 2 – бутова смуга; 3 – полиця;

4 – упорні костри; 5 – напрямні рештаки; 6

– повітряпровід; 7 – рятувальні ніші; 8 –

відбійні молотки; 9 – колпаки; 10 – відшив-

ка в пічі