CC BY
71
УДК 622.2.016.5
В.И. Сарычев, д-р техн. наук, проф., (4872) 35-20-41, Sarychevy@mail .т (Россия, Тула, ТулГУ),
B.В. Мельник, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, (499) 237-21-71 (Россия, Москва, МГГУ),
М.А. Голодов, канд. техн. наук, доц.
(Россия, Шахты, Шахтинский институт (ф) ЮРГТУ (НПИ)), И.Н. Зубаков, асп., (4872) 35-20-41 (Россия, Тула, ТулГУ),
C.С. Жуков, асп., (4872) 35-20-41 (Россия, Тула, ТулГУ)
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ОТРАБОТКИ КАМЕРАМИ С РАСШИРЕНИЕМ И ЗАКЛАДКОЙ ВЫРАБОТАННЫХ ПРОСТРАНСТВ
Предложены технологии очистных работ с закладкой выработанных пространств на базе камерных систем разработки с расширением; дается описание технологических схем.
Ключевые слова: системы разработки камерами, расширение камер, закладка выработанных пространств.
В работах ведущих специалистов, научно-исследовательских и проектных организаций в области технологий подземной добычи полезного ископаемого к настоящему времени на базе камерных систем разработки уже сформирован ряд технологических схем выемки, большая часть из которых успешно эксплуатируется в мировой практике. Данные схемы адаптированы к различным горно-геологическим и горнотехническим условиям отработки как крупных шахтных полей, так и небольших площадных запасов. Однако большинство из них ввиду ряда причин, связанных, например, с ростом потерь угля в охранных или предохранительных целиках при увеличении глубины разработки или снижением прочности углей, с перенасыщенностью горно-подготовительными работами, с необходимостью применения дополнительных средств крепления и др., для отработки околоствольных целиков может иметь лишь ограниченное применение. Одной из главных причин также является способ управления кровлей, предусматривающий ее полное обрушение в выработанных пространствах, которое в определенных условиях может привести к запредельным деформациям подрабатываемой поверхности и охраняемых на ней объектах.
В связи с этим для разработки технологических схем очистных работ в таких условиях предлагается использовать в качестве основного способа управления кровлей закладку выработанных пространств на основе пустых пород.
К настоящему времени известно 6 основных способов закладки выработанных пространств: ручной, самотечный, механический, гидравлический, пневматический и комбинированные. В России и за рубежом наи-
большее распространение получила гидравлическая и пневматическая закладка, достоинствами которых являются высокая производительность и низкая трудоемкость закладочных работ, однако низкая плотность закладочного массива. Наибольшей универсальностью с точки зрения ведения работ по различным направлениям залегания угольного пласта обладает пневматическая закладка, которая к тому же исключает подачу большого количества воды в шахту.
Требованию уменьшения объема выдаваемой горной породы на поверхность в максимальной степени удовлетворяют отечественные стационарный пневмозакладочный комплекс ПЗП и полустационарный дробиль-но-закладочный комплекс «Титан-1» [1-5]. Комплекс ПЗП состоит из дробильно-сортировочных машин, устанавливаемых в специальных камерах и выработках, расположенных в районе околоствольного двора, главного откаточного или вентиляционного штрека, и пневмозакладочных машин типа ПЗБ, находящихся на выемочных участках в прилегающих выработках на расстоянии не более 170 м от очистного забоя. Наибольшая дальность транспортирования закладочного материала составляет 500 м.
Сокращение транспортных коммуникаций для подачи закладочного материала обеспечивается при использовании комплекса «Титан-1», который может находиться в непосредственной близости от грузовых ветвей, служащих для доставки к стволам пустой породы. Однако данный комплекс имеет меньшую дальность транспортирования, а установка его непосредственно в очистных выработках может быть возможна при вынимаемой мощности пласта не менее 2 м.
Таким образом, при сравнительно небольшой длине выработок или при мощности более 2 м целесообразным является применение комплекса типа «Титан-1» или его модификаций «Титан-1 м» и «Титан-1 м-01», а при большей длине транспортирования закладки и меньшей вынимаемой мощности - комплекс ПЗП с пневмозакладочной машиной типа ПЗБ.
В качестве примера на рисунке приведены технологические схемы ведения очистных работ камерами с их расширением и с закладкой выпа-ботанных пространств.
На рис., а представлена схема отработки тупиковыми камерами с последующим их расширением прямым ходом и с закладкой выработанных пространств при использовании пневмозакладочной машины ПЗБ. Схема базируется на первоначальном проведении камеры на всю проектную длину, которая затем расширяется до необходимых размеров тем же комбайном после перегона его к горловине. Заключительным этапом является демонтаж оборудования и монтаж закладочного трубопровода. Данный вариант необходимо применять при устойчивых кровлях, когда крепление осуществляется на первой стадии анкерами, а на второй производится усиление крепи на основе гидростоек и деревянных стоек, устанавливаемых в центре камеры под верхняки. Предлагаемая технология
наиболее эффективна при двусторонней отработке запасов от центрально сдвоенных участковых штреков, разделяющих подготавливаемый участок на примерно равные части.
а б
Отработка камерами с расширением прямым (а) и обратным(б) ходом и с закладкой выработанных пространств: 1 - откаточный штрек; 2 - вентиляционный штрек; 3 - закладочный массив; 4 - камера; 5 - заходка; 6 -участковые предохранительные целики; 7 - проходческий комбайн; 8 - ленточный конвейер; 9 - самоходный вагон; 10 - вентиляционный став;
11 - пневмозакладочный комплекс «Титан - 1» с перегружателем; 12 - пневмозакладочная машина типа ПЗБ;
13 - закладочный трубопровод с отклоняющимся патрубком
Расширение камер при обратном ходе (см. рис., б) - по челноковой схеме движения комбайна - предопределяет возможность проветривания выработок за счет общешахтной депрессии, что упрощает схему вентиляции и позволяет разрабатывать загазованные угольные пласты, однако вентиляция закладываемой камеры, как и во всех случаях с расширением камер, производится нагнетательно вентиляторами местного проветривания.
Сущность схемы заключается в том, что работа комбайна в расширенной части происходит без его перегона в начало камеры. При обратном ходе производится сокращение конвейера и наращивание закладочного трубопровода. Исключение из цикла перегона комбайна предполагает более быстрые темпы погашения камер.
Необходимо отметить, что данные технологические схемы могут быть легко адаптированы к различным горно-геологическим условиям при изменении горношахтного оборудования, а производительность пневмо-закладочных комплексов сопоставима со скоростью ведения очистных работ в камерах. Минимум маневровых операций предопределяет самые высокие темпы выемки полезного ископаемого.
Список литературы
1. Краткий справочник горного инженера угольной шахты/ под. общ. ред. А.С. Бурчакова и Ф.Ф. Кузюкова. М.: Недра, 1982. 454 с.
2. Бурчаков А.С., Гринько Н.К., Черняк И. Л. Процессы подземных горных работ: учеб. для вузов. М.: Недра, 1982. 423 с.
3. Закладочные работы в шахтах: справочник/ под ред. Д.М. Бронникова, М.Н. Цыгалова. М.: Недра, 1989. 400 с.
4. Яцких В.Г., Спектор Л. А., Кучерявый А.Г. Горные машины и комплексы. М.: Недра, 1984. 400 с.
5. Машины и оборудование для угольных шахт: справочник/ под ред. В.Н. Хорина. М.: Недра, 1987. 424 с.
V.I. Sarychev, V.V. Melnik, M.A. Golodov, I.N. Zubakov, S.S. Zhukov
TECHNOLOGICAL SCHEMES OF MINING BY CELLS WITH WIDENING AND BACKFILLING OPEN AREAS
Mining technologies with backfilling open areas at the base of cell system operating with widening were proposed. The description of technological schemes is given.
Key words: cell system of operating, widening cells, backfilling open areas
Получено 24.11.11
УДК 622.2.016.5
B.И. Сарычев, д-р техн. наук, проф., (4872) 35-20-41, [email protected] (Россия, Тула, ТулГУ),
Н.И. Абрамкин, д-р техн. наук, проф., (499) 237-21-71 (Россия, Москва, МГГУ),
Е.И. Захаров, д-р техн. наук, проф., (4872) 35-20-41 (Россия, Тула, ТулГУ), И.Н. Зубаков, асп., (4872) 35-20-41 (Россия, Тула, ТулГУ),
C.С. Жуков, асп., (4872) 35-20-41 (Россия, Тула, ТулГУ)
СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ КАМЕРАМИ С РАСШИРЕНИЕМ
Предложены технологии ведения очистных работ на основе камерных систем разработки с расширением камер; рассмотрены технологические процессы, область применения, достоинства и недостатки систем разработки.
Ключевые слова: камерные системы разработки, расширение камер, процессы, достоинства и недостатки, область применения.
Одним из направлений повышения эффективности подземной добычи угля на современном этапе хозяйствования остается необходимость создания новых или совершенствования существующих технологий разработки месторождений, адаптированных на реализацию следующих проблем:
