CC BY
24
СЕМИНАР 14
ДОКЛАД НА СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА -2000"
МОСКВА, МГГУ, 31 января - 4 февраля 2000 г.
44 © А.А. Федянин, Н.А. Муратов^
2001
УДК 622.232.83 Х
А.А. Федянин, Н.А. Муратов
ПЕРСПЕКТИВЫ ОТРАБОТКИ НАРУШЕННЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ ПОДЗЕМНЫМ СПОСОБОМ
Отработка нарушенных угольных пластов является одной из важнейших проблем при подземном способе добычи угля. Тектонические нарушения, локальные ослабления угля и вмещающих пород, переменная мощность разрабатываемых пластов препятствуют во многих случаях извлечению запасов с применением средств комплексной механизации и типовых систем разработок.
Финансовые затруднения, возникающие на шахтах отрасли и возросшая стоимость механизированных комплексов указывают на актуальность исследований, направленных на изменение существующих принципиальных решений в области технологии на ближайшую перспективу. Особое значение, при этом, должно придаваться технологиям , направленным на эффективную отработку запасов с неблагоприятными условиям залегания пластов, т.к. списание таких запасов угля по нарушенности ведет к потерям, погашению неиспользованных подготовительных выработок и удорожанию добываемого топлива.
Для отработки пластов со сложными условиями залегания за последние 25 лет в отечественной отрасли опробован целый ряд короткозабойных технологий. Опыт их применения показал возможность высокой степени механизации основных производственных процессов и достижения приемлемых технико-экономических показателей при улучшении условий и безопасности труда. Промышленные испытания проводились, как правило, в одних достаточно типичных условиях. Однако, область применения экспериментальных технологий значительно шире условий, в которых проводились испытания.
Поэтому при разработке технологических схем разработки нарушенных пластов шахт Приморского края использованы результаты испытаний в других бассейнах страны.
Исследования были направлены на разработку технологических схем на основе всего накопленного опыта отработки пластов со сложными условиями залегания короткими забоями с учетом подготовки, систем разработки, порядка отработки выемочных участков, схем проветривания, пожароопасности и др.
Технологические схемы конструировались на основе синтеза наилучших технических решений оправдавших себя на практике и удовлетворяющих следующим требованиям: безопасности ведения работ; комплексному решению всех вопросов, связанных с введением очистных и подготовительных работ в выемочных блоках (панелях), направленных на максимальное повторное использование металлических крепей, лесных и взрывчатых материалов; широкому использованию механизации при производстве основных и вспомогательных работ в технологических процессах.
На основе проведенных нами исследований разработаны и опробованы технологические схемы отработки пластов и целиков угля в условиях шахт Приморья. Предлагаются следующие технологические схемы.
Схема № 1. Отработка участка ведется камерно - столбовой системой разработки с применением проходческих комбайнов. При прямом ходе комбайна проводятся камеры, при обратном -погашаются междукамерные столбы закрытыми заходками без возведения крепи в них. Угол между осями камеры и заходки принимается равным 120о. Между заходками оставляются целики угля шириной до 1,5 м, служащие для поддержания пород непосредственной кровли в период выемки заходок. Ширина камер принимается равной 3,5 - 4.0, м. Заходки проходятся на длину до 5 м из расчета, чтобы машинист комбайна всегда находился в камере под защитой рамной крепи.
После выемки очередной заходки скребковый конвейер в камере укорачивается и комбайн зад-
ним ходом перегоняется к месту засечки новой заходки.
Перед выемкой новой заходки в камере производят извлечение крепи в установленном паспортом крепления порядке и в створе с оставленным подзавальным целиком угля - установку органного ряда из 5- 6 гидростоек или стоек трения. На сопряжении заходки с камерой устанавливается камерная рама, состоящая из спаренного металлического верхняка (СВП 17) и гидростоек (стоек трения). Далее комбайн разворачивают в камере по диагонали и производят зарубку новой заход-ки. Проветривание осуществляется вентилятором местного проветривания [1].
Нагрузка на забой составляет 500 - 550 т/сут., производительность труда рабочего по участку 18
- 20 т/вых.
Схема № 2. Отработка участка ведется камерной системой с применением проходческих комбайнов. До начала ведения очистных работ проводят конвейерный и вентиляционный штреки. На границе выемочного участка с конвейерного штрека комбайном проводится камера шириной 3,5 - 4.0, м. После сбойки с вентиляционным штреком комбайн разворачивают и производят зарубку новой заходки вприсечку с пройденной, для расширения камеры до 7 - 8 м. Оставив ме-ждукамерный целик, производят рассечку и выемку угля в новой камере с последующим повторением цикла выемки по ее расширению.
Крепление камер осуществляется гидростойками или стойками трения под металлический верхняк из шахтного профиля СВП 17. Транспортировка угля по камере производится одноцепными скрепковыми конвейерами. Проветривание камер при проходке осуществляется вентиляторами местного проветривания, при расширении
- за счет общешахтной депрессии.
В период выемки угля в очередной камере производится демонтаж конвейерной линии и извлечение металлической крепи в отработанной камере в установленном паспортом крепления и управления кровлей порядке [1]
Нагрузка на забой составляет 380 - 450 т/сут., производительность труда рабочего по участку 13-16 т/вых.
Схема №3. Отработка крутых пластов ведется длинными столбами по простиранию с отбойкой угля подэтажными скважинами. Ха-
рактерным для этой системы является выпуск отбитого в подэтаже (столбе) угля, который зажат в очистном забое обрушенными породами со стороны завала и непосредственной кровлей. Скважины бурятся из подэтажных штреков. Отсюда и название системы разработки.
Перед очистной выемкой на границе участка проходится разрезная печь между подэтажными штреками по почве пласта.
Если пласт мощный, то пройденная печь обу-ривается по кровле с таким расчетом, чтобы после взрывных работ образовалась разрезная щель на всю мощность пласта (для создания компенсационного пространства).
Отбойка угля осуществляется взрыванием зарядов в скважинах диаметром 80 - 100 мм, пробуренных станком БЖ45 - 100Э с конвейерного штрека на всю высоту подэтажа (столба). При мощности пласта до 4 м бурится одна скважина по мощности пласта, при большей мощности -две скважины. Погрузка угля производится комбайном ГПКС или ПК-3р, который был занят на проведении конвейерного (под-этажного) штрека [2].
Управление кровлей осуществляется заполнением свободного пространства, образовавшегося при выпуске отбитого угля, обрушенными породами отработанного выше подэтажа. Сплошная выемка угля и отбойка его в зажиме с торцевым выпуском приводит к тому, что при выпуске масса угля, контактируя с зажимающей средой, преобразуется в фигуру, ограниченную замкнутыми выпуклыми поверхностями, похожими на поверхность эллепсоида [3]. От соотношения геометрических параметров этих фигур и поверхностей контактов зависят качественные и количественные показатели извлечения угля.
Анализ расчетов по определению оптимальной толщины отбиваемой секции в условиях шахт Партизанского бассейна показал, что она составляет 1,55 - 3,10 м в зависимости от наклонной высоты этажа.
Расчетная нагрузка на забой при мощности пласта 5,5 м и высоте подэтажа 12 м совместно с проведением подэтажного штрека составляет 550 т/сут. Расход лесных материалов на 1000 т добычи составляет порядка 9 м3, расход ВВ - 350 кг и расход СВ - 14 шт.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Федянин А.А., Муратов Н.А. Отработка нарушенных пластов проходческими комбайнами. Тез. Докл. На XXXV научно-технической конф. «Горные и геологические науки», Владивосток, ДВГТУ, 199, с. 47 - 49.
2. Федянин А.А., Муратов Н.А. Отработка крутых пластов длинными столбами по простиранию с отбойкой угля по-дэтажными скважинами, Тез. докл. на научно-технической конф. «Вологдинские чтения»,
Владивосток, ДВГТУ, 1998, с. 34-35.
3. Абрамов И.Ф., Файби-щенко Д.И. Закономерности движения руды в очистном пространстве при торцевом выпуске. Горный журнал. Изв. ВУЗов, 1966, №6, с.22-27
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
X
Федянин Анатолий Афанасьевич горных работ и маркшейдерского дела Дальневосточного государственного технического университета, г. Владивосток, РФ.
Муратов Николай Александрович - академик МАНЭБ, доктор технических наук, профессор кафедры открытых горных работ и маркшейдерского дела Дальневосточного государственного технического университета, г. Владивосток, РФ.
