Выбор технологической схемы и механизации очистных работ

 

Выработки, предназначенные непосредственно для добычи полезного ископаемого, называют очистными.

Очистные работы составляют сущность подземной разработки и включает комплекс процессов по отделению угля от массива, доставки его к месту погрузки в транспортные средства, креплению и поддерживанию рабочего пространства. Технология очистной выемки – это совокупность производственных процессов, выполняемых в определенной последовательности в пространстве и времени и направленные на получение готовой продукции

Выемка угля в лаве складывается из ряда процессов и операций, которые выполняются в определенном порядке во времени и увязаны в пространстве. Когда комплекс процессов будет завершен, их повторяют вновь в той же последовательности.

Совокупность всех процессов и операций, выполняемых в определенном порядке, необходимых для выемки угля по всей длине лаве на установленную паспортом величину подвигания забоя, называют технологическим циклом. В результате завершения цикла очистной забой лавы подвинется по простиранию на определенную величину, измеряемую в метрах. (Обычно это ширина захвата комбайна 0,8; 0.63м).

В зависимости от применяемых систем разработки комплекс работ в очистном забое состоит из следующих технологических процессов:

1. выемка угля (подрубка, отбойка и навалка угля на конвейер);

2. крепление призабойного пространства;

3. доставка крепежных материалов в очистной забой;

4. транспортирование угля вдоль очистного забоя к откаточному штреку;

5. передвижка оборудования ближе к забою по мере подвигания последнего;

6. проведение работ по управлению горным давлением.

Применение проходческих комбайнов при проведении выработки позволяет механизировать основные проходческие процессы – отбойку, погрузку и транспортировку отбитой горной массы из забоя выработки. А применение комплексов, кроме этого, позволяет механизировать и крепление горных выработок. При использовании комбайнов повышается скорость проведения выработок, увеличивается производительность труда, снижается стоимость проведения, повышается безопасность труда проходчиков. Проходческие комбайны подразделяются по способу обработки забоя рабочим органом: комбайны избирательного действия, комбайны с качающимся исполнительным органом и комбайны бурового (непрерывного) действия.

Также комбайны различаются по весу: легкие (весом до 25т), средние (до 50т) и тяжелые (свыше 50т).

Комбайны могут быть на гусеничном ходу, пневмоходу и передвигающиеся при помощи гидравлики.

В настоящее время очистная выемка на пологих и наклонных пластах полностью механизирована и частично автоматизирована. Комплексная механизация – одно из важнейших направлений технического прогресса, которое обеспечило замену ручного труда механизированным. При комплексной механизации достигается повышение производительности труда, создаются условия для автоматизации производственных процессов, а самое главное – повышается безопасность работ.

Современные механизированные комплексы способны отрабатывать пласты мощностью от 0,6м до 7,0м., добывать по 1млн. тонн и более угля в месяц. А комплексы с выпуском межкровельной толщи способны отрабатывать за один проход пласты мощностью до 10-12м.

Полностью автоматизированные струговые установки (без постоянного присутствия людей в забое) на пластах мощностью до 1м. добывают более 1млн.т. угля в год.

В начальной стадии подготовки составляется проект на очистную выработку, паспорт выемочного участка, паспорт и график на монтаж и демонтаж очистного комплекса. Существуют различные типовые технологические схемы монтажа и демонтажа механизированных очистных комплексов в зависимости от условий их применения.

Проводятся выработки, нарезается монтажная камера. Специализированная монтажная организация принимает монтажную камеру комиссионно и приступает к монтажу комплекса.

В зависимости от способов монтажа- с разборкой или без разборки секций, с применением различного монтажного оборудования (станки, лебедки и пр.), от способов доставки – рельсовым транспортом, монорельсовым транспортом, с применением различных доставочных машин, проводятся различные подготовительные работы. Прокладываются рельсовые или монорельсовые дорожки, устанавливаются лебедки, монтажные блоки, станки, полки и другое вспомогательное оборудование. Вначале комплекс частично монтируется на поверхности шахты. Производится прогонка оборудования, обучение персонала.
Затем комплекс разбирается и опускается в шахту для монтажа. Монтаж производится согласно паспорту и графику на монтаж комплекса. После монтажа проверяют правильность сборки оборудования, опробуют секции, комбайн, конвейер и другое оборудование. Принимают очистную выработку в работу комиссионно.

Выработка оборудуется: проходческим комбайнов для разрушения забоя и погрузки горной массы; конвейером, рельсовым транспортом или самоходным вагоном для транспортировки горной массы из забоя и для доставки крепежных материалов, а также – лебедками, напочвенной или монорельсовой дорогой; оборудованием для возведения крепи; вентиляционным ставом для проветривания выработки; противопожарным ставом и трубопроводом для откачки воды из забоя; системой подачи электроэнергии, пусковой и защитной электроаппаратурой; системой связи, сигнализации, системами контроля воздуха и автоматической газовой защитой; системами пылеподавления и локализацией взрывов и пр.

Основной (базовой) частью механизированного комплекса является забойный конвейер, который расположен по всей длине лавы вдоль очистного забоя. Приводная головка выходит на конвейерный штрек, а концевая – на вентиляционный. По забойному конвейеру перемещается очистной комбайн, который производит выемку угля и осуществляет его погрузку на конвейер.
Если для управления кровлей используется механизированная крепь, то секции крепи устанавливаются одна за другой вдоль всего очистного забоя. Обычно длина лавы в современных условиях достигает 300 и более метров. Соответственно при шаге установки крепи в 1,5м, чтобы закрепить весь очистной забой, потребуется 200 секций механизированной крепи. Все секции крепи при помощи домкратов передвижки крепятся к забойному конвейеру. Секции крепи по своему назначению подразделяются на линейные, которые устанавливаются в очистном забое и крепи сопряжения, устанавливаются на конвейерном и вентиляционном штреках.
Выпускаемые механизированные крепи отличаются структурной схемой, числом гидростоек в секции, высотой секции, рабочим сопротивлением, шагом передвижки и установки секций, системами управления.

Для передвижки секций механизированных крепей применяют различные способы: последовательный, шахматный и групповой.

При последовательной передвижке секции передвигают одну за другой вслед за проходом комбайна. Передвижкой очередной секции управляют с соседней распертой секции (при ручном управлении) или дистанционно с пульта управления (при автоматическом правлении).

При шахматной передвижке секций сначала последовательно передвигают четные или нечетные секции крепи, а затем последовательно остальные. Этот способ применятся при устойчивой кровле. При этом способе сокращается время на передвижку крепи (увеличивается скорость крепления), а значит и повышается скорость передвижения комбайна. В настоящее время современные механизированные крепи имеют очень высокую скорость передвижения и не влияют на темпы выемки комбайном. Поэтому шахматный способ передвижки применяется в основном в комплексах, имеющих секции крепи 1-го и 2-го типов - это «шагающие» КМ-81, КМ-130, КМ-145 и при струговой выемке, где имеются секции 1, 2, 3, и 4-го типов.

При групповой передвижке – одновременно передвигают группу секций в определенном порядке - последовательном или шахматном. Такую передвижку применяют при дистанционном групповом или автоматическом управлении передвижкой секций

На основании своих горно-геологических данных принимается механизированный комплекс для ведения очистных работ, с описанием очистного комбайна, крепи, насосной установки и т.д.