Основные варианты системы разработки длинными столбами с однослойной выемкой и обрушением кровли

25.09.2020

Система разработки длинными столбами разделяется на варианты по способу выемки столбов. В современной практике применяются два варианта: с выемкой заходками и с выемкой лавами.

Вариант системы разработки длинными столбами с выемкой заходками. Выемка столбов ведется заходками (рис. 200) шириной 5—7,5 м, а при особо неблагоприятных условиях залегания (геологические нарушения, включения пустых пород и др.) — шириной 2—2,5 м. Выемка широкими заходками значительно эффективнее — больше производительность труда и меньше стоимость очистной выемки.

Механизация работ зависит от физико-механических свойств руды и подстилающих пород. В слабых рудах применяют комбайны для отбойки руды и погрузки ее в вагонетки и на конвейеры, в крепких — буро-взрывные работы и машинную погрузку руды. Используют энергию взрывов при выемке по восстанию в полого залегающих рудных телах для направленного отброса руды на скреперные дорожки и конвейеры. При устойчивых подстилающих породах применяют самоходное оборудование для отбойки, погрузки и доставки руды (железные рудники Лотарингии и др.).

Ширина столбов принимается от 10—15 до 50—60 м в зависимости от применяемой механизации добычи и физических свойств покрывающих пород. Длина столбов зависит от горнотехнических условий и принятого способа подготовки шахтного поля — панельного или беспанельного. Она изменяется от 50—60 м при односторонней и 100—120 м и более при двусторонней выемке панелей до 150—300 м.

Подготовительные работы. При залежах обширной площади шахтные поля подготавливают по панельной схеме путем нарезки панелей и столбов и проведения главных панельных и выемочных штреков. Подготовка шахтного поля без разбивки на панели ведется с нарезкой столбов выемочными штреками непосредственно из главных штреков. Главные и панельные штреки проходят парными или одинарными. При подготовке парными штреками, обеспечивающими более благоприятные условия проветривания шахтного поля, параллельно откаточному штреку проводят главный или панельный вентиляционный штрек, оставляя целик 10—20 м. Откаточные и вентиляционные штреки при нарезке из них столбов соединяют сбойками через интервалы, равные ширине столбов.

При слабых рудах в некоторых случаях для создания благоприятных условий работы рудничного транспорта откаточные штреки (главные и панельные) располагают в устойчивых подстилающих породах.

Очистные работы. Каждый столб отрабатывают в направлении от его границы к панельному или главному штреку, выемка односторонняя (рис. 200, а и б) или двусторонняя (рис. 200, в).

Ha участках с большим горным давлением заходки из выемочного штрека проводятся через временный целик руды шириной 1,5—2,0 м вынимаемый обратным ходом узкими поперечными заходками. В других случаях, по условиям обрушения покрывающих пород, заходку проходят через временный целик, оставляемый у обрушенного пространства и отрабатываемый после выемки с тем, чтобы обрушать кровлю на участке, состоящем из заходки и целика (рудники Лотарингии, рис. 200, б).

При отработке пологих залежей направленным отбросом руды силой взрывов шпуров заходки сравнительно небольшой длины проводят по восстанию (рис. 200, г).

Отбойка руды в заходках производится отбойными молотками, комбайнами или взрывными работами. В последнем случае при небольшой крепости руды шпуры бурят электросверлами, а в более крепких рудах — перфораторами. При песчаной кровле применяют опережающую затяжку ее, забивая горбыли в песок на длину, равную расстоянию между крепежными рамами. Относительно устойчивая кровля дает возможность крепить очистные забои стойками «под распил» или штанговой крепью.

Руда доставляется скреперами, конвейерами или в самоходных вагонетках. Значительно упрощается доставка при использований направленного отброса руды в процессе взрывания шпуров в забоях. В этом случае экономия расходов на доставку компенсирует увеличение при этом объема нарезных работ.

После отработки каждой заходки или группы из двух-трех заходок производится посадка кровли с частичным извлечением крепи. Чтобы избежать разубоживания руды обрушают кровлю, оставляя одну заходку необрушенной. Если выемка заходок ведется в контакте с обрушенным пространством, то перед посадкой кровли устанавливают в отработанной заходке (на границе со следующей заходкой) щиты из обапол для предохранения от просыпания обрушенных пород в рабочую заходку. Выемка заходок, особенно широких, должна вестись интенсивно для того, чтобы снизить влияние горного давления на места сопряжений заходок с выемочными штреками. Это тем более важно при двусторонней выемке столба из выемочного штрека.

Эффективна выемка длинными заходками с использованием в слабых рудах комбайнов, конвейерной доставкой и креплением металлической арочной крепью неустойчивых покрывающих пород. При этом значительно снижается объем нарезных работ, повышается степень использования оборудования благодаря сокращению перегонов из одной заходки в другую, уменьшается влияние горного давления на выемочной штрек вновь нарезанного столба.

Очистные работы ведутся комплексными бригадами, выполняющими все производственные процессы (отбойку, доставку, крепление) в нескольких заходках, чтобы наиболее полно использовать рабочее время.

Циклом в заходке считается комплекс производственных процессов, выполняемых в объеме, необходимом для продвигания забоя на уход от взрывания комплекта шпуров или на величину, установленную техническим нормативом при выемке руды с применением отбойных молотков, комбайнов. Продолжительность цикла в заходке обычно одна смена.

Для проветривания очистных забоев применяют вентиляторы Отрабатывать столбы наиболее целесообразно широкими заходками шириной 5—7,5 м. Выемка широкими заходками по сравнению с узкими отличается большей производительностью забоев и меньшими потерями руды. Выемка узкими заходками является более гибкой при наличии включений в рудное тело пустых пород, а также при мощности рудной залежи, изменяющейся от полного выклинивания до местных раздувов.

Вариант системы разработки длинными столбами с выемкой лавами. Выемка столбов ведется лавами (рис. 201). Длина лав изменяется от 15—20 м при песчаной кровле до 30—50 м при более устойчивых покрывающих породах и зависит на горизонтальных залежах от гипсометрии почвы. Длина столбов такая же, как и при выемке заходками.

Подготовительные работы. Шахтное поле подготавливается главными панельными и выемочными штреками по схеме, приведенной ранее для варианта системы с выемкой заходками. В связи с необходимостью иметь два выхода из лавы нарезку столбов следует осуществлять парными выемочными штреками, проводимыми через такое число столбов, которое находится в одновременной отработке. Целик между парными выемочными штреками шириной 5 м и более отрабатывается лавой вместе с прилегающим к нему столбом.

Очистные работы. Выемка столба лавой со скреперной доставкой и обычной крепью начинается из проведенной в нем нарезной выработки в направлении от границы столба к панельному или главному штреку. Направление линии забоя лавы к выемочным штрекам может быть прямым или дианогальным (под углом 120—130°) для одностадийного скреперования руды до откаточного штрека,

Отбойку руды в лавах, как и в заходках, ведут отбойными молотками или применяют буро-взрывные работы. Шпуры взрывают одновременно по всей длине лавы или участками, чтобы не нарушить крепь.

Для поддержания очистного пространства по мере выемки руды устанавливают рамы рядами, параллельными линии забоя, через 0,7—1 м или стойки «под распил» рядами через 1,5 м с расстоянием между стойками в ряду 0,7 м. Стойки соединяют с верхняками в паз, что значительно облегчает извлечение крепи, при посадке кровли. При песках в кровле крепление крепежными рамами ведется с полной затяжкой кровли горбылем, опережающей линию забоя лавы, как и при выемке заходками.

Нормальное ведение очистных работ при выемке лавами обеспечивается надлежащим управлением горным давлением, важным элементом которого является принятый шаг обрушения. Величина шага обрушения устанавливается в каждом отдельном случае опытным путем. Наиболее часто она составляет от 3 до 5—6 м.

После продвижения забоя лавы на величину принятого шага обрушения и ширину подзабойной полосы (1,0—1,5 м), поддерживаемой в качестве ходка для отработки последующего участка столба, производится посадка кровли в лаве. Перед посадкой кровли вдоль лавы под верхпяки третьего от забоя ряда рам (при расстоянии между рядами 0,7 м) подбивается органная крепь. Скреперный ходок раскрепляется с помощью рам, установленных перпендикулярно к забою лавы под верхняки в основной крепи (первого и третьего рядов рам от забоя лавы). При этом выбиваются стойки среднего в скреперном ходке ряда рам (основной крепи), чтобы ширина ходка составила двойное расстояние между рядами рам. При посадке кровли извлекается 40—50% и более крепежного леса. Эти работы требуют соблюдения специальных мер безопасности.

Скреперная доставка из диагональных лав ведется в одну стадию с помощью лебедки, установленной в нише у откаточного штрека, а при лаве, расположенной под прямым углом, в две стадии — до выемочного штрека и затем по выемочному штреку до откаточного. Возможна доставка двумя скреперными лебедками, одна из которых устанавливается в нише против скреперного ходка и переносится по мере продвижения забоя лавы, а вторая — у откаточного штрека. Подкидка руды в лаве на скреперную дорожку осуществляется с помощью перегружателей или вручную.

Условия проветривания лав вполне благоприятные, так как всегда поддерживают два выхода на панельный или откаточный штрек. Работы в лавах организуются из расчета интенсивной отработки столбов, чтобы избежать развития большого горного давления;

Циклом в лаве считается комплекс производственных процессов. выполняемых в объеме, необходимом для продвигания забоя лавы по всей ее длине на уход от взрывания комплекта шпуров или на величину, установленную техническим нормативом при отбойке руды отбойными молотками, т. е. для выемки одной ленты столба. В цикл работ входят отбойка и доставка руды и крепление. Продолжительность цикла для выемки одной ленты в лаве шириной 1 м составляет одни сутки.

Выемка столба лавой с помощью щитового механизированного комплекса производится с полной механизацией очистных работ, руда отбивается фрезами, а погрузка и доставка производятся конвейером с консольными скребками к перегрузочному пункту электровозной откатки. Щит представляет собой ограждающе-поддерживающую крепь, и применение его обеспечивает правильное управление кровлей, преодоление вредного влияния большого горного давления и поддержание в хорошем состоянии двух выходов из лавы. Щит монтируется в нарезной выработке, проводимой на границе столба, и передвигается с помощью гидросистемы. Агрегат может обеспечить производительность до 90 т/час, подвигание тридцатиметровой лавы на 4 м в смену, производительность труда рабочего по участку 45 т в смену.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна