CC BY
55
УДК 622.271
В.Г. Проноза, Е.В. Злобина
ТЕХНОЛОГИЯ РАЗРАБОТКИ ДВУХ СБЛИЖЕННЫХ ПОЛОГИХ ПЛАСТОВ НА МЕСТОРОЖДЕНИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОГО КУЗБАССА
В центральном Кузбассе подлежат разработке месторождения, характеризующиеся залеганием двух пологих сближенных пластов: «Талдинское»
- пласты 81 и 82 (междупластье 5-18 м); «Еруна-ковское» - пласты 80 и 82 (междупластье 20-25 м); «Караканское» - пласты К1, К2 и К2а (между-пластья, соответственно, 10 м и 8 м; «Жернов-ское» - пласты 101 и 102, 93 и 94, 96 и 98; «Соколовское» - пласты 68 и 69, 60 и 61. Мощность верхних пластов свиты составляет 2-4 м. нижних -10 -12 м. Мощность вскрыши над пластами по месторождениям составляет от 40-50 м до
150-180 м.
В Кузбассе отработка двух пологих пластов осуществляется на разрезах: «Красногорский», «Междуреченский», «Сибиргинский», «Черниговский». Вскрышной уступ высотой 36-42 м над верхним пластом разрабатывается по бестранспортной технологии, а вышележащая толща по транспортной технологии с перевозкой вскрыши на поверхность внутреннего отвала.
Бестранспортные схемы экскавации характеризуются многопроходностью экскаватора-драглайна вдоль фронта и высоким общим коэффициентом переэкскавации (1,8-3,0), т.к. отсыпа-
Рис. 1. Профиль типовой схемы экскавации: а - порядок перевалки породы в отвал и размещение трасс 1 и 2; б -размещение трасс 3 и 4 после отсыпки отвала.
ются внутренние отвалы с числом ярусов от двух до четырех, обусловливая необходимость формирования и затем переэкскавации нескольких трасс для организации перехода экскаватора. Тем не менее удельные затраты на бестранспортную вскрышу ниже (18-28 руб/м3), чем на транспортную (40-42 руб/м3). Однако высокий коэффициент переэкскавации существенно снижает полезную производительность драглайнов и, следовательно, объем подготавливаемого к выемке угля, что сказывается на величине прибыли.
Поэтому для её увеличения необходимо осуществлять интенсификацию ведения горных работ.
С этой целью на разрезах складывается тенденция направленная на уменьшение нагрузки на драглайн. На ряде участков ОАО «УК «Кузбассразрезуголь» высота бестранспортного уступа ограничена 25-30 м для повышения скорости под-вигания бестранспортного фронта [1]. При общем угле откоса внутреннего отвала 27°-29° и ширине заходки 30-35 м отсыпается двухъярусный отвал, что обусловливает также минимальный объем переэкскавации при создании и ликвидации трасс перехода.
Направление на применение бестранспортной технологии, связанное с ограничением высоты бестранспортного уступа и отсыпкой двухъярусного отвала взято за основу в данном исследовании. Кроме того, предлагается отрабатывать угленасыщенную зону (пласты и междупластье) по транспортной технологии. Выбор оборудования для разработки угленасыщенной зоны решается на основе равенства скоростей подвигания бестранс-
портного фронта работ (иф.бт) и транспортного
(uф.уз), т.е. иф.бт = иф.уз.
Задачами исследования являлись: разработка типовой бестранспортной схемы экскавации для выемки и перевалки породы в отвал вскрышного уступа над верхним угольным пластом; определение скорости подвигания бестранспортного фронта работ; определение необходимой производительности карьерной лопаты (КЛ) для разработки угленасыщенной зоны; разработка паспортов забоев по пластам и междупластью.
На рис. 1а, б показана типовая схема разработки бестранспортного вскрышного уступа.
На схемах: Нбт, Нм - соответственно, высота бестранспортного вскрышного уступа и нормальная мощность междупластья; А - ширина буровзрывной и отвальной заходок, м; Агз, Аг - соответственно, горизонтальная ширина вскрышной заходки и отвального яруса, м; m1, m2 - соответственно, мощность нижнего и верхнего пластов, м; Вбвр - ширина бермы для установки бурового станка при обуривании междупластья (Вбер = 13-15 м), м; а- угол падения пластов, градус; вр, ву - соответственно, рабочий и устойчивый угол откоса вскрышного уступа, градус; во - угол откоса отвальных ярусов, градус; у - общий (генеральный) угол откоса отвала (у=27°-29°); Rч, Rр - соответственно, радиус черпания и разгрузки драглайна, м; Штр - ширина трассы рабочего хода драглайна, м; ha - вертикальное смещение смежных отвальных заходок из-за пологого падения пластов, м; Ня1 - высота первого отвального яруса (по рекомендациям сибирского филиала ВНИМИ в г.
Таблица 1. Параметры вскрышных и угольных уступов
Вскрышной бестранспортный уступ
Длина ^бт), м Lбт Lф + (2m1 + 2Н м + 2m2 + Нбт ) ' ctgв ’ (1)
Объем (Убт), м3 Vбт _ Lбт 'Н бт ' Aг.з ,при Агз _ А ■ (sina ■ ctgвр + cosa); (2) (3)
Уступ по верхнему пласту
Длина ^ m2), м Lm2 _ Lф + (2m1 + 2Нм + m2) ■ ; (4)
Объем (Уу.^г), м3 Ууж2 _ Lm2 ' m2 ' A ; (5)
Уступ по междупластью
Длина ^м), м Lм _ Lф + (2іп1 + Нм ) ■ С^Р; (6)
Объем (Ум), м3 N (7)
Уступ по нижнему пласту
Длина ^1), м ^1 _ 1ф + 1П1 ■ (8)
Объем (Уу.ш1), м3 Vy.m1 _ Lm1 ' m1 ' A; (9)
Эксплутационный коэффициент вскрыши (Кв), м3/т, К _ Vбт + Vм (Ууж1 + Vуж2 ) ' ру '(1 — Кп ) (10)
В таблице: в - угол откоса торца карьерного поля, град; ру - плотность угля, т/м3; Кп - потери угля при ведении добычных работ.
Рис. 2. Планограммы работы оборудования: драглайна при отработке бестранспортного уступа; б -карьерной лопаты (КЛ) при отработке угленасыщенной зоны.
Прокопьевске принимается равной в пределах 25-30 м [2]), м; Ня2 - высота второго яруса, м.
На рис. 1 (сечение А-А) показана длина захо-док по пластам и междупластьям, а в табл. 1 приведены формулы их расчета.
Расчет параметров развала производится по методике [3] для условий: коренные породы представлены песчаниками, алевролитами и реже аргиллитами (коэффициент крепости / = 3-8); удельный расход ВВ 0,55-0,60 кг/м3; сетка скважин 5^8 м или 5,5^7 м. Графо- аналитическим методом рассчитывается площадь сечения сброшенной взрывом породы (сб) в отвальный слой (фиг. 8-6-12 на рис. 1а).
На фланге заходки со стороны вскрывающей траншеи подготавливается к выемке буровзрывным способом блок длиной Ьбур= (150 - 200 м). Драглайн устанавливается на развал и первым ходом (I) обнажает верхний пласт и частично ме-ждупластье (отрезок 1-2 на рис. 1а). Последнее необходимо для установки на площадке 1-7 бурового станка при обуривании междупластья. Загрузка драглайна составляет 8э1 (фиг. а-б- 2-1-3-в). Порода отсыпается в навал 1 (фиг. 2-4-14-15-12).
Движение драглайна от траншеи к торцу заходки (планограмма на рис. 2а), где драглайн отсыпает трассу 1 (рис. 1а) и по ней перемещается на навал
1. Вторым (II) ходом экскаватор, двигаясь от торца к траншее (рис. 2а), переэкскавирует часть навала площадью (фиг. 2-4-5-6 на рис. 1а) и экс-кавирует часть сброшенной взрывом породы в выработанное пространство (фиг. 7-2-6-8). Порода отсыпается в навал 2, частично заполняя проектный контур второго яруса, и полностью заполняя первый ярус (рис. 1а).
Затем драглайн в зоне траншеи отсыпает трассу 2 (рис. 1а) и перемещается на навал 2 для выполнения третьего (III) хода, которым переэкскавирует часть навала площадью 5н.2 (фиг. 9-10-1113 на рис. 1а) и полностью заполняется третий ярус.
В торце заходки экскаватор отсыпает трассу 3 (рис. 1б). По ней и по верхней площадке первого яруса он перегоняется к траншее (рис. 2а). После подготовки к выемке первого вскрышного блока по междупластью драглайн отсыпает трассу 4 (рис. 1б) для установки на развале для выполнения первого (I) рабочего хода по следующей заходки.
Рис. 3. Организация вывозки угля (породы) из забоев : а -по верхнему пласту; б -по междупластью;
в - по нижнему пласту.
Таблица 3. Формулы расчета затрат времени на экскавацию и переэкскавацию породы
Время выполнения хода I (г31ах), смен* 1 зах — Vэ ■ П-Лм; <17>
тоже II ход (г131ах), смен гзах = Уэ ■П эсм + Упэ ■ Ппэ см ; (18)
тоже III ход ( /^0!х ), смен <шх—Ую ■ п;1см; <|9>
Всего затрат времени (г зах), смен г — ' (20) 1зах 1зах ^ 1зах ^ 1зах7 у ’
* В формулах (17) - ф. (20): Пэсм и Ппэ.см, -соответственно, сменная производительность драглайна на экскавации взорванной породы и на переэкскавации.
Таблица 4. Параметры трасс перехода драглайна
Трасса 1 Штр — Шх + 2 ■ Вб, м при Вб=3 м.' (21) Ьтр 1 — Лктрс ■ зт- 5°, м; при &>5°. (22) Утр. 1 — \Ьтр. 1 ' Нтр. 1 ’{Штр + 0>67 ■ Нтр. 1 ' сг§ао )]■ ]р , м (23)
Трасса 2 Утр. 2 =(>0852 ■ 2 + 0,5457 ■ Итр 2 )■ К-1 ■ 103, м3 (24)
Трасса 3 Ьтр. 3 — ЛНтр. 3 ' 3п 5 , м; (25) Утр.3 — 0,5 ■ Ьтр.3 ' Нтр.3 ' Штр ' с°з 5 Кр , м ( )
Трасса 4 Ьтр- рассчитывается по ф. (22) при р4>5° и АИтр=АИтр.4 Утр.4 — \Ьтр.4 ' Нтр.4 тр + 0>67 ■ Нтр.4 ' сг§ао )] ]р , м
В формулах: Шх - ширина хода драглайна,м; Вб - ширина бермы безопасности между лыжей и верхней бровкой откоса трассы, м
Таблица 5. Затраты времени на организацию переходов драглайна и общее время отработки бес____________________________транспортной вскрышной заходки (Тбт)____________________________
Трасса 1 (4ер1), смен г , — 2 ■ у 1 ■ п _1 ; 1пер.1 ^ г тр.1 11пэ.см (28)
Трасса2 (гпер.2), смен г -, — 2 ■У ■ п-1 ; 1пер.2 ^ г тр.2 х*пэ.см (29)
Трасса 3 (гпер.3), смен г г — 2 ■ У г ■ П_1 ; 1пер.3 * у тр.3 11пэ.см (30)
Трасса 4 (гпер.4), смен г — 2 у п_1 ; 1пер.4 ^ ‘ у тр.4 ‘12пэ.см 9 (31)
Всего (4рг), смен г г + г + г + г + гэш 1орг ~ 1пер.1 "т 1пер.2 "т 1пер.3 "т Ыер.4 "т 1х.п (32)
Общее время (Тбт), смен Тбт — г зах + горг (33)
*В ф. (32): Гэхшп - продолжительность холостого перегона драглайна (рис. 2а), смен.
Объемы выполняемые драглайном по экска- 2. Загрузка драглайна по рабочим ходам (площадь
вации и переэкскавации породы приведены в табл. сечения разрабатываемого элемента) определяется
Таблица 2. Объемы выполняемые драглайном при отработке бестранспортной заходки
Взрывной сброс (Усб), м3 Усб — 0,5 ■ Бсб ■ (Ьм + 1т) ■ К-1 (11)
Всего экскавируемой породы (Уэ.бт), м3 Уэ.бт — Убт - Усб ; (12)
Т 3 Экскавируемая порода при I ходе (Уэ ), м У! — Яэ,1 • Ьбт • К~-1; (13)
То же при II ходе (У^), м3 Ую — Уэ.бт - у1 ; (14)
Переэкскавация при II ходе (У^ ), м3 УЦэ — *н.1 ■ Ьт2 • К~-1 (15)
То же при III ходе (УЮТ ), м3 Упэ — Уэ.бт • Кпэ.пр - Упэ ; (16)
при построении схемы экскавации. Коэффициент разрыхления породы Кр=1,33-1,35.
Затраты времени на экскавацию и переэкска-вацию породы вскрышной заходки по фронту работ определяются по формулам в табл. 3.
Параметры трасс переходов показаны на рис. 1а, б, а расчетные формулы приведены в табл. 4.
Трасса 1: ЬтрЛ - длина трассы, м; в1 - угол наклона трассы, градус; ктр 1 - высота трассы, м; Актр. 1 - разность отметок начала и конца трассы, м. Параметры Ттр. 1, в1, ктр,1, А ктр,1 - определяются при построении схемы экскавации. Если в1<5°, то длина трассы измеряется по схеме; если в1>5°, то трасса отсыпается под углом к фронту для снижения уклона, а её длина Ьтр, 1 рассчитывается по ф. (22). Объем трассы (Утр. 1) .
Трасса 2. Высота (ктр.2) определяется по схеме экскавации. поскольку перепад высот начала и конца трассы больше (20 м). Трасса отсыпается под углом к фронту работ с уклоном 5°. Объем (Утр.2) определяется по ф. (24), предложенной Кузнецким филиалом НИИОГР.
Трасса 3. Высота (ктр3) определяется при построении схемы экскавации. Из-за большого перепада высот начала и конца трассы она отсыпается под углом к фронту работ с уклоном в3=5°. Объем трассы (Утр. з).
Трасса 4. Параметры р4, Ь^, Д - измеряются по схеме экскавации. Если угол в4<5°, то
длина трассы (Ьтр.4) измеряется по схеме, если в4>5°, то рассчитывается по ф. (27). Объем трассы
(Утр. 4).
Затраты времени на организацию переходов драглайна, связанные с отсыпкой и переэкскава-цией трассы приведены в табл. 5.
Показатели разработки бестранспортной вскрышной заходки приведены в табл. 6.
В угленасыщенной зоне может работать только один экскаватор, т.к. по условию последовательности выемки угольных пластов и междупла-стья не представляется возможным совмещение работы двух и более машин. В то же время струк-
тура схемы экскавации по условию соблюдения безопасного расстояния между работающим драглайном и карьерной лопатой (А = 20 м [4]), позволяет производить независимо перевалку навалов и добычные (вскрышные) работы.
Порядок ведения горных работ в угленасыщенной зоне показан на планограмме (рис. 2б), а организация вывозки угля и породы из забоев показана на рис. 3а, б, в.
Уклон автодороги, расположенный в траншее не превышает 80%о , т.е. 4,5-5°. Поэтому при углах залегания пласта более 5° траншея формируется по углам к фронту и при необходимости изменяет направление.
Для увеличения длины отвального фронта при бестранспортной технологии вскрытие пластов на разрезах осуществляется, как правило, однофланговой выездной траншеей, формируемой во внутреннем отвале по мере его отсыпки. Формирование еще одной выездной траншеи на другом фланге отвального фронта существенно сокращает его длину и требует отсыпки дополнительного отвального яруса на фланге для размещения не вмещающейся породы.
На рис. 3а показана организация вывозки угля при отработке верхнего пласта. В начале заходки драглайн при разработке развала оставляет часть породы для скользящего съезда, формируемого с уклоном 80 % (от почвы верхнего пласта до дна
выездной траншеи). На рис. 3б показана организация вывозки породы междупластья. Перед началом отработки междупластья КЛ понижает уровень предыдущего скользящего съезда до кровли нижнего пласта. Порода съезда, а затем и между-пластья, вывозится на поверхность внутреннего отвала, для чего в его откосе создается съезд. На рис. 3в показана организация вывозки угля при отработке нижнего пласта. Для этого КЛ разрабатывает скользящий съезд, и уголь из забоя вывозится по почве и далее по траншее.
Выемка верхнего пласта осуществляется по мере его обнажения драглайном (рис. 2б). Однако
Таблица 6. Показатели разработки бестранспортной заходки
Коэффициент переэкскавации в профиле заходки (Кпэ. пр) К 5 п. 1 + 5 н. 2 (34) ^пэ.пр Н А К 5 п бт ^г.з р °сб
Общий по фронту работ коэффициент переэкскавации (Кэ об) к к 2’(Утр. 1 + Утр. 2 + Утр. 3 + Утр. 4) ; (35) Кпэ. об Кпэ. пр + у у э.бт
Коэффициент, затрат времени на организацию переходов драглайна (Корг) 6) (3 N
Подвигание забоя при обнажении верхнего пласта (ит2), м/смену - Т // • (37) ит.2 Тбт1' зах ;
Подвигания фронта работ (Оф. бт), м/год иф.бт - А • Мс.г • Т-т ; (38)
Годовой объем подготавливаемых запасов угля (0г), млн. т. Qг -иф.бт ' (т1' Тт1 + т2 ' Тт2) •(1 - Кп ) •10 . (39)
КЛ вступает в работу только после удаления драглайна от торца заходки в зоне траншеи на безопасное расстояние, равное (Яч+Л) на рис. 2б. Тогда начало ведения добычных работ по верхнему пласту равно (4.дв). Подвигание забоя по верхнему пласту производятся со скоростью подвигания забоя драглайна. Однако на расстоянии (Яч+Д), и до торца заходки скорость подвигания добычного забоя будет определяться сменной производительностью КЛ (Пд.см, м3/смену), а время доработки заходки будет равно 4. д.н, смен (рис. 2б).
После окончания добычных работ по верхнему пласту за время (/зш. + ^две,), в зоне траншеи начинается подготовка к выемке буровзрывным способом первого блока по междупластью длиной Ьбур, м. Время обуривания и взрывания блока - 1бер (смен). За период обуривания блока КЛ холостым ходом перегоняется к траншее рис. 2б. Время разработки междупластья- ^ж, смен.
Далее экскаватор за время (’Хлп (рис. 2б) перегоняется к траншее и начинает разработку нижне-
Таблица 7. Расчетные формулы показателей
Ін.д.в; Ік.д.в; Ібер; Імж; ІкХ1п , Ід.ц.
Ін.д.е
^ч + Л. смен ит2
(40)
Ік.д.е
А • (Яч + Л) • т2
Ібер
-л.л ______
^ V VI
Ід.н
Пд.см
Ьбур • А • 1ске + Іезр ’ смен (42)
а • Ь • Псм.б
А • Ьм ' Н м . смен (43)
Пе.см
Ьм . смен (44)
ик .л
А • т1 • Ьт1 смен (45)
Пд.см
го пласта за время 4н, смен. После окончания добычных работ КЛ перегоняется к траншее за вре-
и выводится из угленасыщенной зоны рис.
2а. Расчетные формулы затрат времени на разработку угленасыщенной зоны приведены табл. 7.
В формулах (41-45): 1ске - длина скважины. м;
а, Ь - соответсвенно. расстояние между скважинами в ряду и между рядами скважин. м; Псм.б -сменная производительность бурового станка. м/смен; їезр - время на заряжание и взрывание блока. смен; Песм - сменная производительность карьерной лопаты на экскавации взорванной породы. м3/смену; икл - скорость передвижения карьерной лопаты. м/смену.
Время отработки угленасыщенной зоны (Туз) равно
Т,„ = Т
уз
бт
І + І д +
зах к.д.е
+ І б + І
бер мж
+ 2 • І Тп + І
(46)
д.н
По условию равенства скоростей подвигания фронтов работ Уф, бт= Уф, уз (см. выше) справедливо равенство Тбт=Ту3.
Заменяя в ф. (46) параметры 4. д. в; и ^ н,
соответственно, формулами (41), (43), (45) получим
, А • (Яч +Л) • т2
Т = ІІ +______________________________і_____1 + І +
бт зах -л бер
П
д.см
А• Н,, • Ь.
+
П
і кл х.п
А • т1 • Ьт1
П
(47)
Для решения поставленной в исследовании задачи - выбор оборудования для разработки угленасыщенной зоны- применяется метод последовательного приближения.
По известному времени (Тбт) предварительно определяем минимально необходимую сменную производительность КЛ (Пасм, м3/смену). Для этого принимаем Пдсм=Пвсм и в расчеты вводим коэффициент Кнв = 1,1 учитывающий непланируе-мые затарты времени на вспомогательные работы и возможные отклонения во времени выполнения рабочих ходов.
Преобразуя ф. (47), получаем П = Кнв • А-[(дч + А) -т2 + Нм • Ь + ЬШ1 • Ш1 ]
Т - і - і - 2 • і
А бт 1 зах 1 бвр ^ 1'
кл
х.п
. (48)
Затем определяется вместимость ковша экскаватора (Е). обеспечивающего необходимую сменную производительность КЛ.
По известной формуле эффективной производительности экскаваторов цикличного действия [5] находим значение (Е). Расчеты производились для пород центрального Кузбасса III и IV категории по трудности экскавации (по ЕНВ на открытые горные работы. 1989 г.).
По результатам расчета получена статистическая зависимость Е =/(Песм):
Е = 8 -10-6 • П2 + 0.002 • П + 0.31. (49)
е.см 5 е.см 5 у '
Выбирается тип экскаватора (прямая механическая или гидравлическая лопата. обратная гидравлическая лопата) и его модель с ковшом вместимостью равной или примерно равной (согласно модельного ряда) значению. полученному по ф.
(49). Проверяется эксплутационная производительность экскаватора по ф. (48). которая должна быть не менее необходимой. При существенном отклонении (>10%) вместимость ковша корректируется и выбирается другая модель экскаватора.
В исследовании технологические схемы разработки угленасыщенной зоны основаны на применении обратных гидравлических лопат (ЭГО). которые нашли широкое применение на добыч-
І
мж
Таблица 8. Значения параметра Ит
Мощность пласта (т). м Угол падения пласта (а). градус
6 7 8 9 10 11 12 13 14
4 4.8 5.0 5.1 5.2 5.4 5.5 5.7 5.9 6.0
6 6.7 6.9 7.0 7.1 7.3 7.4 7.6 7.7 7.9
8 8.7 8.8 9.0 9.0 9.2 9.4 9.5 9.6 9.8
10 10.6 10.7 10.8 11.0 11.1 11.2 11.4 11.5 11.7
12 12.6 12.7 12.8 12.9 13.0 13.2 13.3 13.5 13.6
□ - однослойная разработка;
^ - двухслойная
ных работах в Кузбассе. При выемке угольных пластов этими экскаваторами достигаются минимальные потери угля, а дизельный двигатель обеспечивает маневренность и высокую скорость перемещения. Вывозка угля (породы) предусматривается автотранспортом. Недостатком применения ЭГО на добычных работах является использование моделей с небольшой вместимостью ковша (2-8 м3) и, как следствие, с ограниченной глубиной черпания (6,5-7,5 м).
Нормальная мощность пластов на месторождениях 3-12 м, но их пологое залегание обусловливает увеличение высоты зоны их разработки (параметр к на рис. 4).
Поэтому в зависимости от мощности пласта (междупластья) и угла залегания они могут разрабатываться одним или двумя слоями. Принимаем, что при однослойной выемке пласт (междупла-стье) разрабатывается полностью, за исключением угольного (породного) «клина» (фиг. 1-2-3 на рис. 4), служащего для размещения автодороги.
^ҐТІВЙ\
V І1 Т1
Рис. 4. Схема определения числа слоее разработки пласта (междупластья)
Для определения числа слоев находится разность отметок (Ит) между площадкой для размещения автодороги и рабочей площадкой для установки экскаватора.
т • 8ш вр
К = А • %а + ~ р
$т(а + вр)
(0,5 • ШШП + Ша) • tga (1 + tga • <%вр)
(50)
где Ш- минимальная ширина трассы рабочего
хода ЭГО, м; Ша - ширина площадки для тупикового разворота автосамосвала с учетом расположения на ней предохранительного вала [6], м.
Производим сравнение кт>< Нч.р, где Нч.р -
рабочая глубина черпания ЭГО (при нижнем черпании и нижней погрузке
Нч р = (0,65 - 0,8) • Нчшах [5]; где Нчтах - паспортная максимальная паспортная глубина черпания экскаватора, м).
Если кт<Нчр, то схема разработки пласта (ме-ждупластья) однослойная, если кт>Нч.р, то двухслойная.
В табл. 8 приведены значения ИШ в зависимости от мощности пласта (т) и угла его падения (а) для ширины заходки А=35 м.
Порядок разработки угленасыщенной зоны для рассматриваемых горногеологических условий включает от трех до пяти этапов разработки пластов и междупластья и угла падения. Каждый этап представлен типовым паспортом забоя, из которых можно синтезировать технологическую схему разработки угленасыщенной зоны в конкретных условиях.
На рис.4а показан паспорт забоя по верхнему пласту одним слоем на всю ширину заходки (А) при поперечном перемещении ЭГО. Экскаватор полувыемкой- полунасыпью создает трассу шириной Шэго
Ш = Штт + и, (51)
эго эго г* >
где Д=4-8 м - поперечное смещение стоянок ЭГО, при работе, зависящее от мощности пласта (междупластья) и модели экскаватора.
Экскаватор нижним черпанием разрабатывает слой угля высотой ку<Нч.р и формирует горизонтальную площадку (угольный «клин») шириной (Ша) для размещения на ней автодороги и предохранительного вала. Погрузка угля в автосамосвалы нижняя.
Положение оси стояния экскаватора относительно нижней бровки откоса уступа (т. А на рис. 4а) может быть равным максимальному радиусу черпания ЭГО Яч.эго или быть меньшим, так как фирмы -производители ЭГО рекомендуют уменьшать вылет стрелы при работе, поскольку при максимальном вылете усилия на зубьях ковша существенно уменьшаются и снижается эффективная эксплуатация экскаватора.
На рис. 4б показан паспорт забоя по разработке угольного «клина» обратным линейным ходом ЭГО. Погрузка угля на горизонте установки экскаватора.
На рис. 4в показан паспорт забоя по взорван-
ной породе междупластья при разработке его одним слоем выстой kм.п (kMM<H4,p) на всю ширину развала при поперечном перемещении ЭГО. Экс-
оси хода ЭГО
каватор планирует рабочую площадку шириной Шэго>Шmin . Смещение ^=7-ii м.
Рис. 4. Типоеые паспорта забоее для разработки: а - еерхнего угольного пласта одним слоем; б -угольного «клина» под аетодорогой; е - езореанной породы междупластья одним слоем; г - нижнего пласта одним слоем.
оси хода ЭГО
Рис. 5. Типовые паспорта забоев для разработки: а - верхнего (первого) слоя взорванной породы уступа по междупластью при его двухслойной разработке; б -то же нижнего (второго) слоя; в - верхнего (первого) слоя нижнего пласта при его двухслойной разработке; в -то же нижнего (второго) слоя.
Экскаватор нижним черпанием разрабатывает породу и формирует горизонтальную площадку (породный «клин») для размещения на ней автодороги и предохранительного вала. Из-за значительного поперечного смещения ЭГО ширина площажки (Ша.ф) может быть больше минимальной (Ша.ф>Ша). Погрузка породы в автосамосвалы нижняя.
На рис. 4г показан паспорт забоя по разработке нижнего пласта одним слоем. Порядок работы экскаватора аналогичен паспорту на рис. 4а. Отличие состоит в том, что со стороны отвала оставляется угольный целик высотой до 0,5 т], который необходим для предотвращения засорения угля породой отвала и для снижения объемов пе-реэкскавации [7].
На рис. 5а показан паспорт забоя по верхнему (первому) слою взорванной породы междупластья при его двухслойной разработке. На всю ширину развала и при поперечном перемещении, экскаватор планирует рабочую площадку шириной
Шэго>Шmil. Смещение ^=І4-І8 м. Высота слоя
выемки kM.n.1=H4.p
Экскаватор нижним черпанием разрабатывает слой и формирует горизонтальную площадку на всю ширину развала для размещения на ней автодороги и предохранительного вала. Ширина площадки Ш^оШоП . Погрузка породы в автосамосвалы нижняя.
На рис. 4б показан паспорт забоя по разработке нижнего (второго) слоя взорванной породы междупластья. Смещение ^=І4-І8 м. Высота слоя выемки kMM2=H4p. Экскаватор нижним черпанием разрабатывает породу и формирует горизонтальную площадку (породный «клин») для размещения автодороги и предохранительного вала. Ширина площадки Ша.ф>Ша, что зависит от модели применяемого ЭГО. Разработка породного «клина» производится аналогично паспорту на рис. 4б.
На рис. 5в показан паспорт забоя по верхнему (первому) слою угля нижнего пласта при его двух-
слойной разработке. Высота слоя кт].у<Нч.р. Порядок работы экскаватора аналогичен паспорту на рис. 4а. Отличие состоит в том, что при выемке верхнего слоя угля экскаватор формирует горизонтальную рабочую площадку на всю ширину заходки. Ширина рабочей площадки Шэго.у> Што . Погрузка угля в автосамосвалы нижняя.
На рис. 5г показан паспорт забоя для разработки нижнего (второго) слоя угля нижнего. Высота слоя кт2.у<Нч.р. Выемка слоя организована на всю ширину пласта при поперечном перемещении экскаватора. Смещение ^=4-8 м. Порядок работы экскаватора аналогичен показанному на рис. 4а. Отличие состоит в том, что со стороны отвала оставляется угольный целик (см. схему рис. 4г).
Результаты проведенной работы рекомендует -ся использовать в проектной практике, а также техническими отделами разрезов при планировании разработки свиты сближенных пологих пластов в горногеологических условиях, аналогичных рассмотренным.
СПИСОK ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Проноза, В.Г. Высота бестранспортного слоя при отработке пологих угольных месторождений по углубочно-сплошной системе разработки на разрезах ОАО «УК «Кузбассразрезуголь»»/ В.Г. Проноза, Е.В. Злобина// Форум горняков - 2009: Материалы международной конференции - Днепропетровск, 2009.
2. Костин, Е.В., Хашин, В.Н. Отчет Сибирского филиала ВНИМИ по работе 020203 (этап 0200) по работе 020205 (этап 0400) «Разработать рекомендации по параметрам устойчивых борототв и отвалов на разрезах производственного объединения «Кемеровоуголь»». - Прокопьевск, 1975. (Фонды СФ ВНИМИ, г. Прокопьевск).
3. Буровзрывные работы на угольных разрезах/ Н.Я. Репин, В.П. Богатырев и др./Под ред. Н.Я. Репина. - М., Недра, 1987. - 254 с.
4. Типовые технологические схемы ведения горных работ на угольных разрезах. - М., Недра, 1982. -405с.
5. Рыбаков, Б.Н. Исследование и обоснование технико-технологических условий обеспечения полноты выемки пластов угля на карьерах Кузбасса/ Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.- М.: МГИ. 1980. - 22с.
6. Трубецкой, К.Н. Проектирование карьеров. / Трубецкой К.Н., Краснянский Г.Л., Хронин В.В.// Учеб. для вузов: В 2 т. - М: Издательство Академии горных наук, 2001. - Т. II- 535с.
7. Указания по нормированию, планированию и экономической оценки потерь угля в недрах по Кузнецкому бассейну. (Открытые работы). - Л., ВНИМИ 1991. - 25 с.
□ Авторы статьи:
Проноза Злобина
Владимир Григорьевич Елена Владимировна
- докт.техн.наук, проф. - ассис. каф. начертатель-
каф. открытой разпвботки месторо- ной геометрии и графики КузГТУ.
ждений полезных ископаемых Куз- Тел. 89236126994
ГТУ КузГТУ. Тел. 89236131939
