Кузьміч О.К. Основи гірничої справи

Подождите немного. Документ загружается.

З урахуванням умов роботи кріплення очисних виробок повинна задовольня-

ти технічним, виробничим і економічним вимогам. Технічні вимоги: міцність, стійкість і

твердість кріплення. Виробничі вимоги: мінімальна маса кріплення, забезпечення

можливості виконання в привибійному просторі усіх виробничих процесів, пропуск

необхідної кількості повітря при мінімальному опорі руху його, механізація установки

й пересувки кріплення. Економічні

вимоги: мінімальна вартість кріплення й найменші

витрати на її зведення, видалення, перенесення або пересувку й ремонт, надійність і

довговічність кріплення.

Кріплення очисних виробок класифікують по різних ознаках. За конструкці-

єю кріплення поділяють на індивідуальне, секційне, комплектне й агрегатне.

Індивідуальне кріплення складається з окремих, не зв'язаних між собою

конструктивно елементів (рам, стояків, верхняків), що переставляються слідом за по-

суванням вибою без застосування засобів механізації. За призначенням індивідуаль-

не кріплення поділяють на привибійне й посадкове (спеціальне). Привибійне кріплен-

ня зводять у привибійному просторі лави для підтримки покрівлі. Посадкове кріплен-

ня установлюють на межі з виробленим простором, що погашається. Воне служить

для управління

покрівлею обваленням або плавним опусканням. Іноді спеціальне

кріплення застосовують для посилення привибійного кріплення при збільшенні гірсь-

кого тиску.

Секційне кріплення складається з окремих секцій, що не мають силових і кі-

нематичних зв'язків між собою або іншим устаткуванням у лаві. Елементи секції (вер-

хняк, стояки, основу) мають між собою силовий

та кінематичний зв'язок.

Комплектне кріплення складається з окремих комплектів, що не мають по-

стійних зв'язків між собою й іншим устаткуванням у лаві. Кожен комплект складається

з двох і більше секцій, рухливо зв'язаних між собою.

Агрегатне кріплення складається з окремих секцій, що мають постійний си-

ловий і кінематичний зв

'язок між собою через загальну базу (найчастіше через конве-

єрний став або спеціальну балку).

Секційне, комплектне й агрегатне кріплення пересувають слідом за посуван-

ням вибою лави за допомогою спеціальних пересувачів (домкратів).

Дерев'яне привибійне й спеціальне кріплення застосовують самостійно в тих

випадках, коли за якимись причинами застосувати металеве кріплення не

представ-

ляється можливим або вона за своїми параметрами не підходить. Елементи дерев'я-

ного кріплення (верхняки, контрольні стояки) можна застосовувати разом з метале-

вим кріпленням.

Привибійне кріплення. Основною конструкцією дерев'яного кріплення є

комплект (рамка), що складається з верхняка (рис. 7.1, а) і однієї, двох або трьох

стояків 2, підбитих під нього. При міцних, стійких породах покрівлі кріплять без верх-

няків. У цих випадках стояки підбивають під покрівлю або застосовують подлапок з

обаполу довжиною 0,3—0,5 м. При кріпленні на крутопохилих і крутих пластах, коли

можливе обвалення (сповзання) підошви, комплект складається з верхняка, лежня 4 і

трьох або чотирьох стійок, підбитих між ними (рис. 7.1, 6). Верхняки (лежні) мають

довжину 0,5—2 м, ширину 10—15 см, товщину 2—5 см. Їх виготовляють з обаполів

або розпилів, а іноді з круглого лісу. Довжина стояку залежить від потужності пласта.

У залежності від розташування комплекту кріплення стосовно лінії вибою

розрізняють кріплення перпендикулярне й паралельне.

Перпендикулярне кріплення (рис. 7.1, а) застосовують в основному на поло-

гих і похилих пластах. Відстань від вибою до першого ряду стояків залежить від ши-

рини виїмальних машин і складає 1—1,2 м. Відстань між стояками в комплекті зале-

жить від ширини смуги вугілля, що виймається, (захоплення комбайна) й ширини

залізобетоном, не потребуючого істотного ремонту протягом усього терміну служби.

Рис. 4.1. Схема кру-

гового пристволового двору: 1

— скіповий ствол; 2 — клітьо-

вий ствол; 3, 4 — вугільна й

породна розвантажувальні

ями; 5 — камера чекання; 6 —

медпункт; 7 — ЦПП; 8 — ка-

мера головного водовідливу;

9 — водотрубний хідник; 10 —

водозбірник; 11 — камера

освітлюючих резервуарів; 12

— камера установки, що

збезводнює; 13 - депо проти-

пожежного потяга; 14 - гараж-

зарядна

; 15 - ремонтна майс-

терня; 1б - камера випрямної

підстанції; 17 - склад ВМ; 18 -

колія для стоянки пасажирсь-

кого потяга; 19 - санвузол

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

гільні пласти. Виробки пристволового двору відносяться до капітальних. Термін їх-

ньої служби обчислюється десятками років, тому них кріплять бетоном, металом, за-

лізобетоном, не потребуючого істотного ремонту протягом усього терміну служби.

Протяжні виробки з'єднують зі стволами й використовують для транспорту-

вання вугілля, породи, матеріалів, а також для пропуску повітря й пересування лю-

дей. Для установки електричного й механічного устаткування, ремонту електровозів,

а також для обслуговування робітників споруджують камери, що із протяжними ви-

робками з'єднують хідниками. Таким чином, пристволовий двір є свого роду станцією,

на яку надходить вантаж, що

підлягає видачі на поверхню шахти, і з якої відправля-

ються состави порожніх вагонів, матеріали, устаткування до робочих ділянок.

Мається багато типів пристволових дворів. Раціональними з них вважаються

такі, пропускна здатність яких забезпечує видачу проектного видобутку вугілля на

поверхню з резервом у 1,5 рази. Крім того, вони повинні забезпечити умови доціль-

ного компонування

технологічного комплексу шахти.

Рис. 4.2. Схеми пристволових дворів: а – кругового; б – пітльового; 1 – скіповий

ствол; 2 – клітьовий ствол; 3 – опрокідувач; 4 – вугільний склад; 5 – породний скіп; 6 -

розминка

За основний напрямок відкотних виробок пристволового двору приймають

гілку клітьового ствола, що збігається з напрямком осі клітей, а гілка скіпового ствола

й обгінних виробок розташовуються переважно паралельно клітьової гілки. За її роз-

ташуванням щодо транспортної магістральної виробки пристволові двори розрізня-

ють: рівнобіжні, перпендикулярні, пітльові (рис. 4.2), діагональні й ін.

У межах пристволового

двору споруджують камери різного призначення: на-

сосна, водозбірник, електропідстанція, розвантажувальна яма й ін.

Насосна камера (див. рис. 4.1) служить для установки не менше трьох насосних аг-

регатів головного водовідливу шахти. Вона розташовується в безпосередній близь-

кості від клітьового ствола, має два хідники: горизонтальний, з'єднуючий її з клітьо-

вою гілкою пристволового

двору, й похилу, з'єднуючу камеру зі стволом (трубний хід-

ник). Сполучення похилого хідника із шахтним стволом виконується вище пола насо-

сної камери на відстані не менше 7 м, кут нахилу ходка не більше 30°. Підлога насо-

сної камери повинна бути вище на 0,5 м рівня голівки рейок у сполученні по-

рожнякової гілки пристволового двору з головною відкотною виробкою. Хідник слу-

жить для виводу водоводу в ствол. Водозбірник є резервуаром для збору шахтної

води, подачі її через водозабірний колодязь до насосів для наступної відкачки на по-

верхню й виконує також роль відстійника.

Водозбірник із клітьовою

гілкою з'єднується через камери

зневоднюючої установки й освіт-

люючих резервуарів, у яких шах-

тна вода звільняється від твер-

дих часток.

Центральна електропід-

станція служить для прийому з

поверхні й розподілу електро-

енергії між підземними спожива-

чами. Вона звичайно примикає

до насосної камери, від якої ві-

докремлюється протипожежними

дверима. З іншого боку камера

з'єднується хідником з клітьовою

гілкою. У горизонтальних хідни-

ках установлюють ґратчасті й ге-

рметичні двері для ізолювання

насосної камери й камери

центральної електропідстанції

від інших виробок у випадку по-

грози їхнього затоплення при ра-

птовому прориві води в шахту.

Розвантажувальні ями,

вугільна й породна,

розташову-

ються на скіповій гілці, де вико-

нують розвантаження вагонеток

з вугіллям і породою. Під розван-

тажувальними ямами знаходять-

ся камери — бункери. Нижче

бункерів, на сполученні зі

скіповим стволом, розташовую-

комбайнами й струговими установками — з індивідуальним або механізованим кріп-

ленням, буровибухову — з індивідуальним і щитовим кріпленням і з застосуванням

гнучкого перекриття, гідромоніторами й бурошнековими без кріплення.

У залежності від кута залягання й потужності розроблювальних пластів тех-

нологічні схеми поділяють на схеми, що застосовуються при розробці пологих і похи-

лих пластів тонких

, середньої потужності й потужних; крутих пластів тонких, серед-

ньої потужності й потужних. Одним з основних напрямків удосконалювання технології

та підвищення ефективності роботи є впровадження типових технічних рішень, що

представляють досить складну задачу в зв'язку з різноманіттям і мінливістю гірничо-

геологічних умов розробки й постійним переміщенням місця роботи з виїмки вугілля

(породи).

Типізацію основних технологічних і технічних рішень здійснюють шляхом

впровадження в практику “Технологічних схем очисних і підготовчих робіт” і “Прогре-

сивних технологічних схем розробки пластів на вугільних шахтах”, розроблених Ін-

ститутом гірничої справи ім. А. А. Скочинського.

Прогресивні технологічні схеми охоплюють широкий діапазон гірничо-

геологічних і гірничотехнічних умов, кожна

ж схема призначена для застосування у

вузькій області значень потужності й кута залягання пласта, опірності вугілля різан-

ню, стійкості й обвалення покрівлі, міцності підошви, газовості пласта, водоносності

порід і глибини розробки.

Прогресивними технологічними схемами передбачене застосування вузько-

захватних комбайнів з механізованим кріпленням, а на крутих з механізованим ком-

плектним або індивідуальним кріпленням; стругів з механізованим комплектним або

індивідуальним кріпленням; бурошнекових установок; гідравлічного і буровибухового

способів виїмки з щитовим кріпленням. Найбільше застосування мають вузькозахва-

тні комбайни й струги з механізованим кріпленням, як правило, з безнишевою виїм-

кою; основний спосіб управління покрівлею— повне обвалення. Кріплення сполучень

лав з виїмковими виробками прийнято механізованим й

індивідуальним кріпленням.

Крім прогресивних технологічних схем з 1984 р. почалося широке впрова-

дження технологічних схем розробки пластів, небезпечних по раптових викидах ву-

гілля й газу, спрямованих на значне підвищення безпеки й ефективності розробки

викидонебезпечних пластів на основі скорочення обсягів застосування трудомістких

способів запобігання раптових викидів і широкого використання нових, більш раціо-

нальних технологічних, технічних і організаційних рішень.

Очисну виїмку вугілля роблять в очисних виробках — лавах довжиною 150—

350 м. У результаті виїмки вугілля вибій лави переміщається. Простір усередині очи-

сної виробки між вибоєм і спеціальним кріпленням, що обгороджує виробку від виро-

бленого простору, служить для розміщення виїмальних машин, доставочних засобів,

кріплення, що працюють у

лаві людей і руху повітря, називають призабійним (робо-

чим) простором. Ширина привибійного простору від 1,5 до 4,5 м, довжина дорівнює

довжині лави, висота— потужності пласта, що виймається.

До проведення виробки гірські породи, розташовані на деякій глибині, за-

знають дію маси вищележачих порід і знаходяться в стані напруженої рівноваги, тоб-

то тиск вищележачих

порід урівноважено силами опору нижчележачих порід. При

проведенні виробки рівновага порушується, у породах навколо виробки відбуваються

перерозподіл і зміна напруг. У результаті концентрації напруг гірські породи навколо

виробки деформуються, особливо на оголених поверхнях (покрівля, підошва, вибій

лави). Якщо напруги не перевищують межі пружності породи, то деформації будуть

пружними, а оголення

стійкими і зведення кріплення не обов’язкове. Коли напруги

перевищують межу пружності породи, то деформації будуть пластичними, а оголен-

ня нестійкими й виробку необхідно кріпити.

Рис. 4.3. Схеми човникового пристволового дво-

ру: 1, 2 – скіповий та клітьовий стволи; 3 – роз-

минка з порожнякового боку; 4 – розминка на ва-

нтажному боці

Рис. 4.4. Схема тупикового пристволового двору:

1, 2 – скіповий та клітьовий стволи; 3 - тупик

Рис. 4.5. Схема кругового пристволового двору:

1, 2 – скіповий та клітьовий стволи; 3, 4 – вугіль-

на і породна розвантажувальні ями; 5 – головна

відкотна виробка

Як здійснюється виїмка вугілля в камерах?

Яким чином здійснюється кріплення камер?

Які шляхи зменшення втрат вугілля при системах розробки короткими очисними ви-

боями?

Виходячи з яких умов визначається ширина камер? Що називається устям камери?

Як можуть розміщуватися камери у площині пласта?

Сутність поділення потужних пластів на шари.

Охарактеризуйте систему розробки похилими

шарами.

Охарактеризуйте систему розробки похилими шарами з закладкою виробленого про-

стору. Охарактеризуйте систему розробки горизонтальними шарами.

Охарактеризуйте систему розробки горизонтальними шарами в низходному порядку

з обваленням покрівлі.

Яким чином здійснюється провітрювання очисного вибою при відпрацьюванні стовпів

вугільними пилками?

Чим визначається ширина стовпів (розмір по простяганню) при їх вийманні за допо-

могою бурошнекової виїмки?

Як провітрюються вибої при бурошнековій виїмці (показати шлях руху струменя (те-

чії) повітря)?

Як здійснюється управління гірським тиском при бурошнековій виїмці?

Як здійснюється підтримка покрівлі крутих пластів при їх виїмці вугільними пилками?

Які переваги та недоліки системи лава-камера? Чи можна їх віднести до систем роз-

робки без постійної присутності людей? Якщо можна, то за яких умов?

Коли очисні вибої, які оснащені механізованими комплексами, можна віднести до си-

стем розробки без постійної присутності людей?

Що можна запропонувати для виїмки пластів потужністю 0,4-0,6 м?

ПРОЦЕСИ ОЧИСНОЇ ВИЇМКИ

Технологічні схеми очисних робіт. Кріплення очисних виробок.

Гірський тиск в очисних виробках. Вимоги до кріплення очисних

виробок і їх класифікація. Кріплення очисних виробок дерев'яним

кріпленням. Кріплення очисних виробок індивідуальним метале-

вим кріпленням. Кріплення очисних виробок механізованим кріп-

ленням. Способи управління гірським тиском. Механізація виїм-

ки вугілля

Вибір технологічних схем очисних

робіт визначають сполученням гірничо-

геологічних факторів, основними з яких є кут залягання, потужність і будова пласта,

стійкість порід покрівлі й підошви, опірність вугілля різанню, наявність геологічних

порушень, газовість пласта й вміщуючої товщі порід, цінність вугілля.

У залежності від способу виїмки вугілля технологічні схеми очисних робіт

поділяють на схеми з виїмкою

вугілля відбійними молотками, буровибуховими робо-

тами, широкозахватними й вузькозахватними комбайнами, струговими й скреперост-

руговими установками, конвеєроструговими агрегатами, гідромоніторами, бурошне-

ковими установками. Крім того, технологічні схеми в залежності від застосовуваного

кріплення поділяють на схеми з індивідуальним, механізованим, щитовим кріпленням

і з застосуванням гнучкого перекриття.

Виїмку відбійними молотками, широкозахватними комбайнами й скреперост-

ругами

застосовують тільки з індивідуальним кріпленням. Вузькозахватними

ться камери з автоматичним заванта-

жувальним пристроєм, за допомогою

якого виконується дозування необхідно-

го обсягу вугілля (або породи) для за-

повнення скіпа й наступної видачі

шахтною підйомною установкою на по-

верхню.

Депо акумуляторних електро-

возів складається з трьох зблокованих

між собою камер: зарядної, випрямної

підстанції та ремонтної майстерні. Для

відокремленого провітрювання

, необ-

хідного через виділення шкідливих газів

при зарядці акумуляторних батарей,

проходиться збійка, що з'єднує зарядну

камеру зі скіповим стволом.

Камера чекання служить для

розміщення робітників, що очікують виї-

зду із шахти.

Камера медичного пункту слу-

жить місцем надання першої медичної

допомоги підземним робітникам.

Депо протипожежного потяга

призначено для розміщення протипо-

жежного потяга й складу для збережен-

ня інструмента, інвентарю й матеріалів

для гасіння підземної пожежі.

Камера для чищення зумпфа служить для установки устаткування для пері-

одичного видалення скіпового підйому, що просипаються в зумпф при роботі, дрібно-

го вугілля й породи.

Крім перерахованих, в пристволовому дворі маються: камера диспетчера;

підземна комора; склад для збереження вибухових матеріалів тощо.

Обсяг пристволових дворів може бути орієнтовно підрахований з наступних

емпіричних формул:

при застосуванні контактних електровозів V = 13,5 + (4,6 +0,9(ω) А;

при застосуванні акумуляторних електровозів V = 12,5 + (4,9 + 0,9(ω) А,

де V — обсяг пристволових виробок і камер у світлі, тис. м

; А — проектна

річна потужність шахти, млн т; ω — коефіцієнт водоприпливу, м

/т.

Технологічний комплекс поверхні шахти — будинки, споруди й устаткування,

призначене для підйому, прийому, переробки й відправлення споживачам корисної

копалини, прийому й складування породи, подачі повітря в шахту (а при необхідності

і його кондиціонування) для провітрювання підземних виробок, забезпечення гірни-

чих робіт електро- і пневмо-енергією, побутового обслуговування трудящих і для

очищення шахтних вод.

Одне з основних вимог до технологічного комплексу — компактність, тобто

максимальна щільність забудови будинками й спорудами.

Технологічний комплекс поверхні шахти складається з трьох основних бло-

ків: головного (скіпового) ствола, допоміжного (клітьового) ствола й адміністративно-

побутового комбінату (АБК) і окремо стоячих будинків і споруд, що по своїх

Рис. 4.6. Схема кругового пристволового

двору з перпедикулярними гілками до го-

ловної відкотної виробки: 1, 2 – скіповий

та клітьовий стволи; 3 – головна відкотна

ви

обка

Рис. 4.7. Схема пітльового пристволового

двору: 1, 2 – скіповий та клітьовий стволи;

3 – головна відкотна виробка

технологічних і спеціальних вимогах не можуть бути зблоковані. До них відносяться:

вентиляторна установка, відкрита електропідстанція, резервуар для води, естакада,

градирня й ін. (рис. 4.8).

Рис. 4.8. Генеральний план промислового майданчику шахти “Ждановська-

Капітальна” виробничого об’єднання “Шахтерськантрацит” (виробнича потужність 3,6

млн. на рік): 1 – блок головного й допоміжного стволів; 2 – збагачувальна установка;

3 – котельня; 4 – адміністративно-побутовий комбінат; 5 – склад кріпильних матеріа-

лів; 6 – електропідстанція; 7 – вентиляторна установка; 8 – вугільний склад; 9 – вуг-

ленавантажувальний пункт

Блок головного ствола складається із шахтної піднімальної установки, при-

міщення технологічного комплексу з прийому вугілля й породи, пункту безбункерного

навантаження вугілля в залізничні вагони, станції навантаження породи, котельні й

приміщення підйомних установок.

Шахтна підйомна установка складається з підйомної машини, копра з напра-

вляючими шківами, підйомних судин (кліті, скіпи), завантажувальних і розвантажува-

льних пристроїв і підйомних канатів. Піднімальні установки бувають клітьові й скіпові.

Клітьовими установками вугілля або породу піднімають у вагонетках, що в

приство-

ловому дворі закочують у кліть, а на поверхні викочують з неї і направляють до пере-

кидача для розвантаження. Скіповими установками вугілля або породу піднімають у

скіпах, що завантажують в пристволовому дворі й розвантажують у бункер на повер-

хні за допомогою спеціальних пристроїв. Людей, матеріали, устаткування піднімають

і опускають клітьовими

підйомними установками.

Блок допоміжного ствола обслуговує спуск і підйом людей, спуск кріпильних і

інших матеріалів і устаткування, відкочування й обмін вагонів у клітях на поверхні. До

складу блоку включається копер, комплекс з обміну вагонів, приміщення ремонтних

майстерень, матеріальні склади, калориферна й компресорна, якщо на шахті викори-

стовується енергія стиснутого повітря.

Блок адміністративно-побутового комбінату (АБК) являє собою комплекс

примі щень допоміжного призначення й складається з трьох основних частин: адмі-

ністративно-конторської, залу зборів і лазневої частини, гардеробні, лампову, стан-

цію питної води, і пральні. АБК розташовується окремо від блоку допоміжного ствола

й з'єднується з ним утепленим переходом (галереєю або тунелем).

Будинок вентиляторної установки споруджують біля скіпового ствола й з'єд-

нують з останнім за допомогою спеціальних підземних каналів.

Будинок калориферної установки, призначеної для підігріву повітря, що

надходить у шахту, у зимку, розташовують біля повітряподаючих стволів шахти. Для

почнеться масове розшарування порід. У цей час лаву ставлять на самопосадку.

Щоб не допустити передчасного перепуску завалених порід з вищележачих

підповерхів, необхідно надійно утримувати бортові цілики від сповзання. Для цього за-

стосовують бортове анкерне кріплення.

Розрізка лав виконується після кожної самопосадки цілика вугілля, що зали-

шається між розрізною піччю й обваленими

породами має ширину, приблизно рівну

потужності пласта.

Досягнуто наступні техніко-економічні показники: продуктивність праці робітни-

ка по ділянці до 20 т/вихід, витрати лісу на 1000 т до 12 м

, експлуатаційні втрати ву-

гілля знаходяться на рівні 30%.

Розглянуті вище способи виїмки вугілля без постійної присутності людей у ви-

бої використовуються тепер украй рідко.

Контрольні питання

Охарактеризуйте елементи суцільної системи розробки з поділом поверху на підпо-

верхи.

Способи охорони виробок, які прилягають до очисного вибою.

Зобразити й дати характеристику засобів охорони

відкотних штреків.

Дати характеристику умов проведення та охорони проміжних штреків.

Для чого потрібні дільничні бремсберги в суцільних системах розробки?

В чому полягають переваги суцільної системи розробки?

Дайте характеристику умов проведення бремсберга у виробленому просторі.

Указати елементи системи розробки довгими стовпами за простяганням.

Дайте характеристику способів охорони горизонтальних виїмкових виробок, які при-

лягають до очисного вибою; особливості сполучень.

Зобразити й дати характеристику способам охорони похилих гірничих виробок за різ-

ними варіантами стовпових систем розробки.

Як здійснюється транспортування вугілля з очисних вибоїв за системою розробки до-

вгими стовпами за простяганням?

Як вирішуються (розв'язуються) питання концентрації гірничих робіт у просторі за

стовпових систем

розробки?

Як здійснюється доставка людей і матеріалів в очисні вибої?

Як визначити кількість виїмкових полів у поверсі шахтного поля?

Які раціональні розміри виїмкових полів за падінням і простяганням пласта в залеж-

ності від розмірів шахтного поля?

Яка відстань між лавами за простяганням стовпових систем розробки з поділом по-

верху на підповерхи? Чим вона визначається?

При довгих стовпах за простяганням і поділі поверху на підповерхи в якому підповер-

сі повинен розміщатися випереджаючий вибій і чому?

Яким чином забезпечується відокремлене провітрювання підповерху?

Що називається виїмковим полем? Які його розміри?

Назвіть принципові відмінності стовпових систем розробки на крутих пластах (лава-

поверх).

Охарактеризувати способи охорони

похилих гірничих виробок, які примикають до

очисного вибою.

Охарактеризуйте умови проведення та охорони дільничних бремсбергів (уклонів).

Як здійснюється транспортування вугілля з очисних вибоїв за системою розробки

довгими стовпами за підняттям (падінням)?

Як вирішуються питання концентрації гірничих робіт по похилих хідниках?

Як здійснюється доставка людей і матеріалів до очисних вибоїв?

Що

називається камерою, які її основні параметри?

Виїмку вугілля канатними пилками застосовують при розробці крутих пла-

стів потужністю 0,3—5 м зі стійкими вміщуючими породами. Бажано, щоб пласт мав

пачки м'якого або перем'ятого вугілля й чітко виражені кливажні тріщини, по яких ву-

гілля легко розвалювалося б на транспортабельні шматки. Смуги шириною 6—15 м

по простяганню оконтурюються свердловинами діаметром 100—120 мм або печами,

для поділу яких на двох частин зводять однорядний органний ряд із залишенням між

ними ціликів вугілля шириною близько 2 м (рис. 6.33). Канатна пилка встановлюється

на вентиляційному штреку.

Загальним недоліком канатних пилок є високі втрати вугілля, що сягають 40-

50%, за рахунок залишаємих ціликів між стовпами й неповноти виїмки підрубленого

вугілля. Слід відзначити, що при відносній простоті обладнання вугільних пилок цей

спосіб виїмки в силу ряду суттєвих недоліків поки не вийшов зі стадії експеримента-

льних робіт.

Комплекс устаткування КМД-72 (рис. 6.34) застосовується на крутих пластах

потужністю 0,8—1,3 м з вміщуючими породами, не нижче середньої стійкості з виїм-

кою вугілля по підняттю вузькими камерами (1,2 м). Між камерами залишаються ці-

лики шириною 4,2 м. Камери заповнюються твердіючою закладкою. Коли закладний

масив здобуває необхідну міцність, другим комплексом виймають міжкамерні цілики.

Буровибуховий спо-

сіб виїмки вугілля з викорис-

танням довгих свердловин за-

стосовують при розробці крутих

пластів потужністю до 5 м з до-

сить стійкими вміщуючими по-

родами, і витриманими елеме-

нтами залягання. Міцність ву-

гілля може бути будь-яка. Ви-

користовується система розро-

бки стовпами по простяганню з

поділом поверху на підповерхи

похилою висотою

20—30 м.

Вентиляційні і конвеєрні

штреки у виїмковому полі про-

водять без підривки бічних порід. Між штреками залишають цілики розміром по па-

дінню 3—4 м або зводять кущове кріплення. Підповерхи відпрацьовують у спадному

порядку з випередженням верхніми лавами нижніх на величину кроку обвалення по-

рід, установлюваного практичним шляхом (20—25 м). Відбійку вугілля роблять підри-

ванням зарядів ВР типу ПЖВ-20 у довгих свердловинах, пробурених із проміжних

штреків паралельно очисному вибоєві на вищележачий штрек. Свердловини бурять

діаметром 43 або 100 мм. Відстань між свердловинами по простяганню пласта при-

ймається 1—1,8 м у залежності від потужності пласта, міцності вугілля й величини

заряду. Свердловини діаметром 100 мм підривають з гідрозабойкою, що

підвищує

ефективність і безпеку підривних робіт, тому що метан зі свердловин і прилягаючих

тріщин витісняється водою.

За одне підривання відбивається вугілля на ширину стрічки й на усю висоту

підповерху. Відбите вугілля самопливом через вуглеспускні печі, проведені через 6

м, надходить на конвеєр.

Управління покрівлею у лаві здійснюється шляхом природного обвалення

порід, причому

заповнення виробленого простору відбувається також за рахунок пе-

репуску порід з вищележачого горизонту. Звичайно лава працює доти, поки не

штучного охолодження повітря, що надходить у шахту, передбачається окремий буди-

нок для його кондиціонування.

Передбачають бункери й аварійні склади для тимчасового збереження й на-

ступного навантаження вугілля у вагони для відправлення споживачам.

На шахтах повинний бути передбачений комплекс з охорони навколишнього середо-

вища: очищенню забрудненого повітря, що викидається із шахти; очищенню

, опріснен-

ню й нейтралізації шахтних вод і ін.

Контрольні питання

Дайти визначення пристволового двору.

Чи є прямолінійність виробок перевагою човникових пристволових дворів? У чому

складаються недоліки кругових і пітльових пристволових дворів?

У чому складаються недоліки човникових пристволових дворів?

Яка технологічна схема пристволового двору є найбільш зручною для виконання ма-

неврів

У чому полягають переваги пристволових дворів з конвеєрною доставкою вугілля?

Який тип пристволового двору застосовують при розкритті одиночного пологого пла-

ста?

Назвати основні гілки пристволового двору.

Чому в пристволових дворах з новою технологією обробки складів скіпові гілки є за-

гальними для вугілля й породи?

Дати класифікацію пристволових дворів за характером

руху вагонеток.

Яким чином камера головного водовідливу з'єднується з клітьовим стволом?

Назвати основні камери пристволового двору.

Дати класифікацію пристволових дворів з орієнтування гілок.

Чи можуть пристволові двори з конвеєрною доставкою вугілля застосовуватися на

шахтах з великими розмірами шахтних полів?

ПІДГОТОВКА ШАХТНИХ ПОЛІВ

Способи підготовки шахтних полів. Порядок відробки частин шахтного поля.

Черговість і число пластів у свиті, що одночасно відпрацьовуються.

Способи підготовки пластів

Для забезпечення раціональної та економічної відробки запасів шахтне поле

поділяють на більш дрібні частини. Розрізняють шахтні поля без поділення (рис. 5.1, а)

і з поділенням (рис. 5.1, б) на блоки. Блоком

називається частина шахтного поля, що

має мережу вентиляційних виробок, які забезпечують незалежне провітрювання (пові-

тряподаючим 4 і повітрявідводячим 3 стволами, рис. 5.1, б).

Рис. 5.1. Розподілення шахтного поля

Рис. 5.2. Поділення шахтного поля на крила й го-

ризонти: 1 – ствол; 2 – штрек; 3 – шурф; I і II –

відповідно бремсберговий та уклонний горизонти

Рис. 6.34. Схема виїмки вугілля комплексом

КМД-72

Поєднує блоки загальний для всього горизонту головний відкотний штрек, по

якому здійснюється транспортування вугілля до головних стволів. Підйом корисної

копалини й породи здійснюється по головних стволах 1 і 2, що обслуговують всі бло-

ки й з'єднаним між собою магістральним відкаточним штреком. Блок, у межах якого

розташовуються головні стволи, називається центральним.

При розробці негоризонтальних пластів шахтне поле по падінню поділяють

на горизонти, а по простяганню — на крила. У залежності від розмірів у шахтному

полі розташовується два, три й більше горизонти, розмір яких 1000…1500 м. Гори-

зонт (ступінь) — частина шахтного поля, однієї з меж якого по падінню є головний

транспортний штрек, а іншої — верхня чи нижня межа шахтного поля. Бічними межа-

ми служать бічні межі шахтного поля (рис. 5.2).

Частина шахтного поля, що розташована вище головного відкотного штреку,

називається полем за підняттям, а нижче — полем за падінням. Поля за підняттям і

падінням обслуговуються відповідно бремсбергами й уклонами. Тому їх також нази-

вають бремсберговими й уклонними

полями.

Крило — частина шахтного поля (чи горизонту), що розташована по один бік

від вертикальної площини, що проводять вхрест простягання пласта, і вона прохо-

дить через розкривну (вертикальний чи похилий ствол, капітальний бремсберг чи

уклон) виробку.

Кожний з горизонтів додатково поділяють на поверхи, панелі чи стовпи по

падінню (підняттю) пласта.

Підготовкою називають

проведення підготовчих виробок, які поділяють шах-

тне поле на частини, котрі забезпечують умови для відроблення виїмкових полів.

На вибір способу підготовки впливають гірничо-геологічні (кут падіння, пору-

шеність, газоносність і водоприплив пластів) і гірничотехнічні (розміри шахтного поля

за простяганням, спосіб провітрювання, швидкість проведення підготовчих виробок і

заданий обсяг видобутку) фактори

Сутністю поверхової підготовки є поділення шахтного поля на поверхи, вер-

тикальна висота котрих однакова на всьому простяганні пласта в шахтному полі.

В середині шахтного поля за підняттям пласта проводять капітальний брем-

сберг із хідниками (рис. 5.3, а). Від капітального бремсберга в обидва боки проводять

поверхові відкотні та вентиляційні штреки.

Поверховий спосіб підготовки є універсальним. Застосовується на похилих,

круто-похилих і крутих пластах, а на пологих пластах з кутами падіння до 18

він ре-

комендується при наявності наступних умов: розкритті шахтних полів похилими ство-

лами, які проходять за падінням пласта або порід лежачого боку; розкритті вертика-

льними стволами, коли потужність шахти може бути забезпечена роботою обмеже-

ною кількістю лав (4...6); на шахтних полях з обмеженими розмірами за простяганням

(до 4 км); при розробці дуже

газоносних пластів, особливо пластів, небезпечних за

несподіваних викидах вугілля й газу або суфлярному виділенню метану.

Якщо пласт в межах шахтного поля або горизонту поділяють за падінням на

ділянки, що витягнені за простяганням, то такі ділянки називають поверхами, а засіб

підготовки шахтного поля поверхом (рис. 5.4).

Поверх - це частина пласта в шахтному

полі, межами якого за падінням є

штреки, а за простяганням - межі шахтного поля. Штреки, що обмежують поверх, на-

зивають поверховими. Усі поверхи в межах горизонту обслуговуються одним бремс-

бергом або уклоном, які називаються капітальними. На круто-похилих і крутих пла-

стах на відміну від пологих, кожний поверх обслуговуються своїми квершлагами.

Відстань

по лінії падіння пласта міх верхньою й нижньою межами поверху

називають похилою висотою поверху. Для пологих і похилих пластів висоту

розміром по простяганню 80—100 м, між якими залишаються проміжні цілики шири-

ною 4 м. У межах кожного блоку відпрацьовування пласта здійсється камерами ши-

риною 20—25 м із залишенням технологічних ціликів між ними шириною 1—2 м; дов-

жина камери — 100-20 м. Виїмка вугілля в камері виконується скреперостругами

УС

2У (рис. 6.32).

Технологічна схема потребує проведення великого обсягу нарізних робіт –

до 5 м на кожен метр посування вибою. Тому при малих темпах нарізних робіт ство-

рюється розрив в часі з підготовки камер і очисної виїмки в них, що стримує широке

впровадження вказаної технології.

Рис. 6.32. Схема виїмки вугілля скрепе-

ростругами: 1 – привід стугової уста-

новки; 2 – конвеєр; 3 – скрепероструг; 4

– робоча камера; 5 – міжкамерний цілик;

–

обвідний блок

;

–

на

ізний ко

бай

Рис. 6.33. Схема виїмки вугілля канат-

ними пилками: 1 – лебідка; 2 – привід

канатної пилки; 3 – тяговий канат; 4

– відсторонюючі блоки; 5 – ріжучий

ган

;

све

овин

Рис. 6.30. Бурошнекова установка БУГ-

3: 1 – бурошнекова машина; 2 – шнеко-

вий секційний став; 3 – бурові коронки;

4 – монорейка для нарощування шнеко-

вого став

Рис. 6.31. Технологічна схема бурошне-

кової виїмки

Виїмкове поле розкривають дільничним квершлагом, проведеним від польо-

вого штреку. Для вентиляції проходять вентиляційний штрек, що через польовий скат

з'єднують з відкаточним штреком. Від орта проводять пластові штреки. Скат призна-

чений для пересування людей, спуску закладних матеріалів, кріпильного лісу, виводу

відпрацьованого струменя повітря. У покрівлі пласта (висячий бік) проводять центра-

льний скат з відділеннями для спуска вугілля, вентиляції та пересування людей. У

нижній частині скату споруджують бункер на 30— 40 т вугілля. На вентиляційному

горизонті проводять дільничний квершлаг, від нього орт, від орта до меж виїмкового

поля шарові штреки для транспортування закладного матеріалу, кріпильного лісу, ву-

гілля, вентиляції. Штреки нижчерозташованих шарів з'

єднують зі скатом шаровими

квершлагами, кожний з яких обслуговують два-три шари. Відпрацьовування шару

ведуть у напрямку до центрального скату від розрізного орта, пройденого на границі

виїмкового поля.

Відбійку вугілля виконують вибуховим способом шпурами глибиною 1—1,2

м. Відбите вугілля подають конвеєром, встановленим у шаровому штреку, до вугле-

спускного скату.

Кріплення очисного

вибою здійснюють дерев'яними стояками діаметром

16—20 см, установлюваними під дерев'яні верхняки. Відстань між стояками й рядами

стояків 1— 1,2 м. Після посування вибою на крок закладки (6—8 м) на підошву шару

укладають лежні, а на них дошки або два шари металевої сітки.

Закладку роблять пневматичним, механічним або гідравлічним способом.

Перевагамии системи є:

універсальність; незначні втрати вугілля (12—

15%); зниження небезпеки підземних пожеж.

Недоліки: невелика продуктивність очисного вибою й незначний обсяг ви-

добутку з виїмкового поля (3000—6000 т/міс); великі обсяги підготовчих виробок і ви-

трати кріпильних матеріалів (до 70 м

на 1000 т видобутку).

Виїмка вугілля без присутності робітників у вибої (безлюдна виїмка) —

узагальнене визначення способів виїмки, при яких робітники у вибої відсутні. Роботи

при цьому можуть вестися з кріпленням виробленого простору й без зведення кріп-

лення. До першого відноситься агрегатна виїмка, машини управляються дистанційно

з прилягаючих підготовчих виробок і працюють

в автоматичному режимі.

Виїмка без зведення кріплення у виробленому просторі базується на вико-

ристанні устаткування, монтаж, ремонт і регулювання якого виконуються в прилягаю-

чих підготовчих виробках. До них відносяться бурошнекові установки, скреперостру-

ги, канатні пилки, гідромонітори, ВР тощо.

Виїмка вугілля без присутності робітників у вибої вирішує не тільки технічну,

але й

соціальну задачу, звільняючи трудящих від важкої фізичної праці й необхіднос-

ті перебування в найбільш небезпечних, стиснутих у фізіологічному відношенні зонах

очисного вибою.

Бурошнековий спосіб виїмки полягає в послідовному бурінні свердловин

діаметром, трохи менше потужності пласта, відділених одна від інший ціликами ши-

риною 0,3 м без кріплення виробленого простору. Виїмка вугілля виконується

дво-

шпиндельними установками БУГ-3 з робочим буровим виконавчим органом (рис.

6.30). Вона призначена для виїмки вугілля із пластів потужністю 0,6—0,85 м, що заля-

гають під кутом до 15

, що мають хитливі вміщуючі породи, де неефективне застосу-

вання інших засобів комплексної механізації очисних робіт. Одна з можливих техно-

логічних схем розробки пласта при панельній підготовці шахтного поля, при зворот-

ному провітрюванні і послідовній роботі двох установок БУГ-3 на один штрек пред-

ставлена рис. 6.31.

Виїмка вугілля скрепероструговими установками пластів потужністю

0,45—0,65 м полягає в розподілі виїмкового стовпа довжиною 600—800 м на блоки

Рис. 5.3. Способи поділення шахтного поля на поверхи (а), виїмкові стовпи (б), па-

нелі (в) і комбінована підготовка (г): 1 – головний ствол; 2- допоміжний ствол; 3 -

головний відкотний штрек; 4 – бремсберг; 5 – уклон; 6 – виїмкове поле; 7 – виїмко-

вий стовп; I-IV – послідовність відробки поверхів та панелей

розраховують і при розробці крутих пластів приймають з умов безпечного ведення гір-

ничих робіт.

Крило горизонту має розмір за простяганням порядку 2...2,5 км, а крила по-

верху за простяганням можна додатково ділити на більш дрібні частини - виїмкові

поля. До поділення запобігають тоді, коли похила висота поверху в 2...3 рази пере-

вищує довжину лави

Виїмкове поле - частина пласта в межах поверху, розробка якого здійсню-

ється із застосуванням ділянкових (проміжних) бремсбергів, скатів і квершлагів. Роз-

мір виїмкового поля за простяганням на пологих пластах знаходиться в межах

750...1500 м, а на крутих - 350 ...600 м.

Виїмковий стовп - частина пласта в межах виїмкового поля, що обмежена

за падінням конвеєрним і вентиляційним штреками, а за простяганням - межами ви-

їмкового поля.

Рис. 5.4. Поверхова підготовка шахт-

ного поля: 1 – капітальний квер-

шлаг; 2 – вентиляційний шурф; 3 –

відкотний штрек; 4 – капітальний

бремсберг; 5 – людський хідник; 6 –

вантажний хідник; 7 – просік; 8 – по-

верховий відкотний штрек; 9 – по-

верховий вентиляційний штрек; 10

– пристволовий двір; 11 – виробки,

які погашаються

Сутність панельної схеми підготовки полягає в тому, що на рівні пристволо-

вого двору проводиться головний відкотний штрек, а після в межах кожної панелі

проводять панельні бремсберги (уклони) із хідниками. Кожна панель відробляється

частинами за простяганням, які називають ярусами (рис. 5.5).

Застосовується при розробці горизонтальних і

пологих пластів з кутами па-

діння до 18

, а в окремих випадках до 25

Панеллю називається частина шахтного поля, яка обмежена за підняттям і

падінням головними штреками, а за простяганням - межами сусідніх панелей межею

сусідніх панелей з однієї сторони і межею шахтного поля з іншої.

Панель по падінню поділяють на більш дрібні ділянки, витягнуті по простя-

ганню — яруси. Ярус — частина шару в межах панелі,

обмежена виїмковими, ярус-

ними штреками (конвеєрним і вентиляційним).

Розмір панелі за простяганням 2500…3000 м, за падінням до 1200…1500 м

(рис. 5.3, в). При розробці свити газоносних пластів і великих розмірів шахтного поля

за простяганням (більше 8…10 км) шахтне поле поділяється на блоки

Сутність погоризонтної підготовки полягає в тому, що шахтне поле за падінням

поділяється виїмковими виробками на стовпи, які відробляються лавами за падінням

(підняттям) (рис. 5.3, б, 5.6).

Підготовка починається з проведення магістральних (головних) штреків на

основних горизонтах. Термін служби цих штреків дорівнює часу відробки шахтного

поля, а довжина – розміру шахтного поля за простяганням. Погоризонтна схема за-

стосовується при розробці тонких і середньої потужності пластів із

кутами падіння до

10-12

, а в деяких випадках і до 15

Комбінований спосіб підготовки. Якщо пласт у межах окремих гори-

зонтів шахтного поля (чи одного горизонту) поділяють на частини різними способами,

то такий спосіб підготовки називають комбінованим (рис. 5.3, г). Його застосовують

при мінливих геологічних умовах залягання пластів (перемінний кут залягання по лінії

падіння, збільшення газовості, виявлення великих геологічних порушень тощо), а

та-

кож при необхідності збільшення видобутку шахти (особливо при її реконструкції).

Відпрацьовування поверхів у шахтному полі (чи ярусів у панелі) можлива як

зверху вниз, так і знизу нагору, тобто в спадному чи висхідному порядку. Основним є

спадний порядок відпрацьовування поверхів. На шахтах III категорії і понад катего-

рних за метаном відпрацьовування повинне

виконуватися тільки в спадному порядку.

На шахтах I і II категорії поверхи, що розташовані в бремсберговій частини шахтного

поля, можуть відпрацьовуватися у висхідному порядку.

Панелі в бремсберговому полі рекомендується відпрацьовувати послідовно

в напрямку від центра шахтного поля до його меж, тобто прямим ходом, а в

виїмкові ділянки, розроблювальні по черзі від межі поля до квершлагу.

Підготовка виїмкових ді-

лянок полягає в проходці шарових

штреків від скатів до далекої гра-

ниці поля. У залежності від потуж-

ності пласта в кожному шарі про-

ходять один або два шарових

штреки. При потужності пласта

4,5—8 м проходять один шаровий

штрек,

при більшій потужності —

два. В останньому випадку парні

скати можуть бути пройдені в біч-

них порід один проти іншого.

Очисні роботи у виїмковій

ділянці ведуть від меж поля до

скатів. Початку робіт передує про-

ходка в далекої границі поля (ді-

лянки) орта, від якого починають

очисний вибій, обладнаний конве-

єром і засобами для виконання

бурових робіт.

Одночасно в кожній виїмковій ділянці або полі розробляють не більш двох

шарів з обов'язковим випередженням верхнього шару на 2—3 кроки обвалення. Очи-

сну виїмку роблять, як правило, буровибуховим способом. Після відпрацьовування

виїмкової ділянки її ізолюють, а при розробці пластів, небезпечних з самозаймання,

піддають профілактичному заілуванню.

При системах розробки горизонтальними шарами з закладкою (рис. 6.29)

найбільш розповсюджений спадний порядок розробки, висхідний порядок можливий

лише при застосуванні гідравлічної закладки. Система має два варіанти: з розташу-

ванням очисного вибою вхрест простягання або по простяганню пласта. В обох

варіантах поверх на підповерхи не поділяють.

Рис. 5.5. Панельна підготовка шахт-

ного поля: 1 – головний панельний

відкотний штрек; 2 – панельний

бремсберг; 3 - вантажний хідник; 4

– людський хідник; 5 – конвеєрний

ярусний штрек; 6 – вентиляційний

ярусний штрек; 7 – вентиляційний

шурф; 8 – панельний уклон; 9 – ва-

нтажний хідник; 10 – людський хід-

ник; 11 –капітальний квершлаг; 12

– пристволовий двір; 13 – головний

ствол; 14 – допоміжний ствол

Рис. 6.28. Система розробки горизонтальни-

ми шарами в низходному порядку з обвален-

ням: 1 – шарові штреки; 2 – очисні вибої; 3, 6

– скати; 4 – парні скати; 5 – вентиляційний

штрек; 7- квершлаг; 8 – паралельний

штрек; 9 – основний штрек

Рис. 6.29. Система розробки горизонтальними шарами із закладкою: 1 – дільничний

квершлаг; 2, 3 – польові штрек і скат; 4, 9 – шарові штреки; 5, 7 - шарові квершла-

ги; 6 – вентиляційний штрек; 8, 12 – орт; 10 – центральний скат; 11, 13 – платові

штреки; 14 – шарові орти

Дренажні печі першої смуги розташовують на відстані 4—5 м по обидва боки

від вуглеспускної печі, що споруджують по мірі виїмки смуги напроти транспортного

квершлагу.

Підготовка виїмкового поля при гідравлічній закладці закінчується спору-

дженням дренажних і водовідливних виробок з попередньою виїмкою першої смуги.

Надалі всі підготовчі виробки оформляються в процесі очисної виїмки й

зберігаються

в закладці, що є однією з характерних рис цієї системи розробки.

Очисні роботи в кожній виїмковій ділянці ведуть від закладних печей до вуг-

леспускної. Виїмку вугілля роблять за допомогою буровибухових робіт або прохідни-

цьких комбайнів. До виїмки чергової смуги приступають після повного відпрацьову-

вання попередньої.

Підготовка до виїмки будь-якого наступного шару полягає в проведенні на

межах виїмкових ділянок закладних печей, що на вентиляційному горизонті збивають

із закладним (вентиляційним) квершлагом. Вуглеспускні печі можуть бути споруджені

в кожному шарі або тільки в першому. В останньому випадку вуглеспускна піч слу-

жить для транспортування вугілля з усіх трьох шарів.

Переваги системи: невеликі втрати

вугілля; малі витрати лісу; зменшена

небезпека самозаймання вугілля. Недоліки: складність організації закладних робіт;

заілування штреків (при гідрозакладці); низькі техніко-економічні показники.

Системи розробки горизонтальними шарами. Дані системи застосову-

ють для розробки похилих і крутих пластів потужністю більше 4,5 м, складної будови

й залягання, будь-якої газовості, міцності вугілля й стійкості бічних

порід.Сутність да-

ної системи полягає в тому, що пласт, що залягає під кутом не менше 30°, розбива-

ють на горизонтальні шари товщиною 3…3,5 м, що виймають у спадному або

висхідному порядку. Застосовується як одночасна, так і послідовна виїмка шарів.

Управління гірським тиском — обваленням або закладкою. При обваленні

очисний вибій розташовують по

простяганню пласта, вхрест простягання або діаго-

нально.

Підготовку пластів до виїмки здійснюють за поверховою схемою. Поділ пове-

рху на підповерхи застосовують при системі з закладкою. Виїмку шарів у підповер-

хах ведуть у будь-якому порядку, а розробку підповерхів - тільки в спадному. Верти-

кальна висота поверху складає 20—100 м, підповерху — 10—30 м.

Виїмкові поля можуть бути одно - й двокрилими. Довжина однокрилого виїм-

кового поля 150—200 м, двокрилого — 300—500 м.

При системі розробки горизонтальними шарами з обваленням підготовку ви-

їмкового поля починають із проведення від проміжного квершлагу основного штреку

й спареного з ним рівнобіжного штреку, вентиляційного штреку і скатів — двох у най-

ближчої межі поля й одного

в далекої (рис. 6.28). Через 50—60 м по простяганню в

лежачого боку пласта проходять парні скати, якими виїмкове поле розділяють на

уклонному полі — у зворотному напрямку. При такому (комбінованому) способі в пе-

ріод будівництва шахти вводять в експлуатацію найближчі до стволів панелі, чим за-

безпечується скорочення термінів будівництва й первісних капітальних витрат. Від-

працьовування ж уклонних панелей можливі зворотним ходом, тому що головний від-

котний штрек буде вже проведений, а пласт дорозвідан до меж шахтного поля.

Поверх у шахтному полі (чи ярус у панелі) може відпрацьовуватися прямим

чи зворотним ходом. Якщо запаси поверху відпрацьовують від капітального бремс-

берга (уклону) у напрямку границь шахтного поля, то такий порядок називають від-

працьовуванням поверху прямим ходом (рис. 5.7, а), а якщо від границь шахтного

поля до

бремсберга (уклону) — відпрацьовуванням поверху зворотним ходом (рис.

5.7, б).

Кожному порядку відпрацьовування поверхів (ярусів) належать свої перева-

ги й недоліки. Так, відпрацьовування поверху прямим ходом дозволяє швидко почати

очисні роботи. Для цього необхідно провести транспортний і вентиляційний штреки

усього лише на кілька десятків метрів від бремсберга (уклону) і з'єднати їх

розрізними

печами. Однак у цьому випадку штреки, проведені по пласту, постійно

знаходяться під дією посиленого тиску обвалених гірських порід, викликаного очис-

ними роботами. Особливо складні умови створюються у вентиляційних штреках, ви-

ще і нижче яких (крім першого) знаходиться вироблений простір. Штреки приходить-

ся постійно ремонтувати, для їхньої охорони залишати цілики вугілля. У результаті

витрачаються значні кошти на ремонт, збільшуються втрати корисної копалини.

Недоліком відпрацьовування прямим ходом є і те, що вибої лави і відкотного

штреку розташовуються порівняно близько один від одного, що зумовлює взаємні

перешкоди в роботі підготовчого вибою й навантажувального пункту лави. При непе-

редбаченій зустрічі геологічного непереходимого порушення проведення штреку

припиняється. За цей час лава, підійшовши до порушення, виходить з числа діючих.

При недоліку чи відсутності резервних лав це приводить до зниження видобутку ву-

гілля на шахті.

При відпрацьовуванні поверху прямим ходом відбуваються витоки повітря

Рис. 5.6. Погоризонтна підготов-

ка шахтного поля: 1 – головний

польовий відкотний штрек; 2 –

пластовий штрек; 3 – проміжний

квершлаг; 4 – вентиляційний хі-

дник; 5, 6 – конвеєрні бремсбер-

ги; 7 – вентиляційний пластовий

штрек; 8 – вентиляційний

польовий штрек; 9 – вентиля-

ційний шурф

Рис. 5.7. Порядок відробки

поверхів (ярусів): а – прямий;

б – зворотний; 1 – конвеєр-

ний бремсберг; 2 – хідники; 3

– поверховий відкотний

штрек; 4 – поверховий вен-

тиляційний штрек

Рис. 6.27. Система роз-

робки похилими шарами

з гідравлічною закладкою

й вийманням смугами по

простяганню (схема від-

робки смуги в шарі): 1 –

закладні пічі; 2 – дренаж-

ні пічі; 3 – вуглеспускні

пічі

через вироблений простір, що погіршує провітрювання, а іноді вимагає й зупинки ла-

ви через придуху.

Зазначені недоліки усуваються при відпрацьовуванні поверху зворотним хо-

дом: поліпшуються умови підтримки штреків, зменшуються витоки повітря. Відсут-

ність робіт із проведення штреків поблизу очисних вибоїв дозволяє більш інтенсивно

й ритмічно вести очисні роботи й збільшити навантаження

на лаву.

Однак і відпрацьовуванню зворотним ходом належать недоліки: збільшують-

ся первісні витрати, терміни будівництва шахти й обсяг проведених підготовчих ви-

робок; виникають труднощі у відновленні відкотних штреків у якості вентиляційних

при відпрацьовуванні розташованого нижче поверху, кріплення яких сильно дефор-

мується за лавою; обмежується навантаження на лаву за газовим фактором.

Застосовувати відпрацьовування поверху зворотним ходом рекомендується

при потужності пласта більше 0,7—0,9 м, розмірах крила шахтного поля (чи панелі)

по простяганню не більше 2 км, а також при помірному виділенні метану. Недоцільно

відпрацьовувати поверх зворотним ходом у наступних випадках: при застосуванні в

шахті прямоточного провітрювання, коли вихідний струмінь повітря надходить у вен-

тиляційний ствол

, розташований у меж шахтного поля; при заляганні пласта в поро-

дах, схильних до здимання; на викиднебезпечних пластах, а також при підготовці

пластів польовими штреками.

Яруси в панелі відпрацьовуються так само, як поверхи в шахтному полі.

Пласти в свиті можуть відпрацьовуватися одночасно чи послідовно. Одно-

часне відпрацьовування великого числа пластів викликає

значну розкиданість гір-

ничих робіт. Послідовне відпрацьовування пластів у свиті по одному забезпечує ви-

соку концентрацію гірничих робіт, однак не завжди є раціональною й бажаною. При

рішенні питання про число одночасно розроблювальних пластів необхідно врахову-

вати їх зближеність, марки, якість вугілля, наявність викидо - і ударонебезпечних

пластів тощо.

При сучасному рівні механізації очисних робіт і навантаженнях на вибій мо-

жна приймати до одночасної розробки 2…3 пологих і до 10…12 крутих вугільних пла-

стів. Ця різниця порозумівається тим, що на пологих пластах маються більш широкі

можливості для розміщення фронту очисних вибоїв, чим на крутих. Істотно вище й

навантаження на лаву через широке застосування засобів комплексної механізації.

При однаковому видобутку число одночасне розроблювальних пологих пла-

стів на антрацитових шахтах менше, ніж на вугільних. Це порозумівається більш

сприятливими умовами розробки антрацитових пластів. Крім того, середня щільність

антрациту на 20 % вище, ніж кам’яного вугілля. У сукупності цих факторів наванта-

ження на лаву на антрацитових пластах на 50—70 % вище, ніж на

вугільних.

При розробці крутих пластів уводять поняття “коефіцієнт одночасності”, тоб-

то число, що показує, яка частина сумарної потужності пластів у свиті використову-

ється одночасно, забезпечуючи проектну потужність шахти. Він не повинний пере-

вищувати 0,75, а при наявності більше 50 % пластів, небезпечних з раптових викидів

вугілля й газу — 0,6. При цьому запасів вугілля в

межах поверху має бути достатнім

для ведення робіт не менше ніж на 8…10 років.

Пласти свити можуть розроблятися в спадному, висхідному чи змішаному

порядку. При спадному порядку виїмка пластів починається з верхнього. При цьому

відбувається надробка нижніх пластів, що виявляється в збільшенні гірського тиску

на кріплення виробок. Вплив надработки поширюється на обмежену

глибину (рис.

5.8).

При висхідному порядку першим виробляється нижній пласт. При цьому від-

бувається підробіток верхнього пласта, що виявляється в різній формі: опусканні

При розробці могутніх шарів з поділом на шари і керуванні гірським тиском

обваленням обов'язкове виконання заходів для протипожежної профілактики.

Тривалість відпрацьовування кожної виїмової ділянки не повинна перевищу-

вати 6—8 міс. При великих термінах на границях виїмкових ділянок необхідно зали-

шати протипожежні цілики на всю потужність пласта й робити повне заілування ізо-

льованої ділянки виїмкового поля.

Системи розробки похилими шарами з закладкою виробленого прос-

тору мають ті ж основні конструктивні елементи, що й при управлінні гірським тис-

ком обваленням. Їх відрізняє те, що виїмка шарів може вироблятися як у висхідному,

так і в спадному порядку, причому в шарах можуть застосовуватися не тільки

довгі

вибої (лави), але й короткі (заходки). Звичайно системи розробки похилими шарами з

закладкою застосовують на пластах потужністю до 10 м з кутами падіння від 40 до

60°. Кут падіння в 40° визначається нижньою можливою межею застосування само-

пливної закладки, а кут у 60° — стійкістю закладного масиву у верхньому шарі.

Найбільш розповсюджений варіант виїмки шарів

у висхідному порядку, при

якому покрівлею шару є товща вугілля.

Виділяють наступні різновиди систем розробки похилими шарами з заклад-

кою: з виїмкою шарів лавами по простяганню без розподілу й з розподілом поверху

на підповерхи; з виїмкою шарів смугами по простяганню.

Виїмка лавами по простяганню припускає послідовну виїмку шарів у висхід-

ному або спадному порядку. Підготовку виїмкового поля роблять пластовими вироб-

ками. Виїмкові поля, як правило, розкривають проміжними квершлагами.

Виїмка смугами по простяганню припускає поділ похилого шару по падінню пласта

на смуги, витягнуті по простяганню. Похилий шар, розділений на смуги, розробляєть-

ся за принципом шар — пласт. Очисні роботи в будь-якому наступному шарі почина-

ють тільки після повного відпрацьовування попереднього шару.

Систему розробки похилими шарами з закладкою застосовують у різних гір-

ничо-геологічних умовах при витриманій потужності пластів і незначній зміні кута па-

діння.

По простяганню поля поділяють на виїмкові ділянки довжиною 100—150 м

кожна, роботи в якіх ведуть незалежно. У межах виїмкової ділянки виїмкове поле по-

діляють на смуги шириною 10—15 м. Виїмку смуг у шарі роблять у висхідному поряд-

ку — від основного штреку до вентиляційного.

Підготовку виїмкового поля починають із проміжного квершлагу, від якого в

лежачого боку шару проходять основний штрек. Від основного штреку до вентиля-

ційного горизонту по межах і

посередині виїмкового поля проходять закладні печі, що

на вентиляційному горизонті з'єднані з квершлагами, пройденими від вентиляційного

штреку. Закладні печі обмежують виїмкові ділянки.

Посередині кожної виїмкової ділянки над основним штреком проходять коро-

ткі транспортні квершлаги. Ці квершлаги в лежачого боку пласта примикають до вуг-

леспускних печей, а на іншому кінці через

скати-бункери з'єднуються з відкотним

штреком. Вентиляційний і відкотний штреки можуть бути польовими або пройдені по

сусідньому шарі.

Ця система розробки одержала велике поширення у варіанті гідравлічною

закладкою (рис. 6.27), перед виробництвом якої в першій смузі в лежачого боку по

обидва боки від виходу квершлагу споруджують дренажні печі, призначені для

стоку

води. Дренажні печі внизу виходять на основний штрек, і в процесі закладних робіт у

кожній наступній смузі їх подовжують на висоту смуги шляхом зведення кріплення.

Дренажні печі першої смуги розташовують на відстані 4—5 м по обидва боки

від вуглеспускної печі, що споруджують по мірі виїмки смуги напроти транспортного

квершлагу.