книги / Процессы очистных работ

ной крепи сопряжения в подготовительной выработке должен сохраняться свободный проходширинойнеменее0,7 м для людей.

При металлических стойках крепи сопряжения погашение крепи позади призабойного пространства предусматривает извлечение металлических стоек для дальнейшего их использования. Деревянные стойки крепи сопряжений при погашении не извлекаются и остаются в выработанном пространстве.

Время крепления одного сопряжения стоечной крепью на длину прогона (мин) рассчитывается по формуле

где Tсм – продолжительность рабочей смены, мин;

nпр – количество рядов крепи сопряжения по ширине подготовительной выработки;

lпр – длина прогона, м;

bст – расстояние между осями стоек крепи сопряжения, м; Kс.к.с – поправочный коэффициент к норме выработки на креп-

ление сопряжения стоечной крепью (соответственно деревянной или металлической);

Hс.к.с – норма выработки на установку и извлечение крепи сопряжения (соответственно деревянной или металлической) при продолжительности смены Tсм, стоек;

nс.к.с – количество рабочих очистного забоя, занятых на креплении сопряжения, чел.;

Условное время крепления сопряжения (мин) стоечной крепью в расчете на цикл

Tс.к.с = rTlспр.к.с , пр

где r – подвигание лавы за цикл, м.

Условные трудозатраты (чел.см.) на крепление сопряжения стоечной крепью в расчете на цикл

τс.к.с = nс.кT.сTс.к.с . см

131

8. ПРОВЕДЕНИЕ НИШ И МАГАЗИННОГО УСТУПА

Ранее при рассмотрении способов выемки полезного ископаемого отмечалось, что некоторые способы выемки требуют подготовки ниш на концевых участках лавы. В частности, ниши могут использоваться при выемке узкозахватными комбайнами, обязательны при выемке широкозахватными комбайнами, струговыми установками и при буровзрывной выемке с предварительной подрубкой пласта врубовой машиной. Кроме того, ниши обязательны при сплошной системе разработки с проведением подготовительных выработок позади забоя лавы.

При комбайновой выемке длина ниши (по линии забоя лавы) определяется длиной комбайна плюс 0,7–1,0 м на свободное размещение комбайна в нише. Аналогично определяется длина ниши при буровзрывной выемке с предварительной подрубкой пласта врубовой машиной. При струговой выемке длина ниши принимается равной 4–5 м.

Глубина ниши (расстояние, на которое забой ниши опережает забой лавы) принимается из расчета, чтобы сохранялся неснижаемый запас глубины ниши на 1,5–2,5 подвигания забоя лавы за цикл.

На крутом и крутонаклонном падении пласта в нижней части лавы проходится магазинный уступ, предназначенный для временного складирования отбитого полезного ископаемого, что исключает необходимость остановки работ по выемке полезного ископаемого в лаве при отсутствии порожняка, при сокращении скребкового конвейера на участковом откаточном штреке и по другим аналогичным причинам.

Магазинный уступ характеризуется высотой уступа (H, рис. 8.1) и длиной уступа (D, см. рис. 8.1). Определение указанных величин рассмотрено в п. 8.1.

Ниши в длинных очистных забоях и магазинный уступ проходятся либо с использованием отбойных молотков, либо с примене-

132

нием буровзрывных работ. Выбор конкретного способа проведения определяется геологическими условиями залегания пласта, применяемым способом выемки полезного ископаемого в лаве, видом крепи призабойного пространства. Заметим, что в настоящее время предложены конструкции нишенарезных машин, но широкого практического применения они не получили.

При любом способе проведения ниш или магазинного уступа выполняются следующие процессы:

−разрушение полезного ископаемого в забое ниши или магазинного уступа;

−погрузка разрушенного полезного ископаемого на лавный скребковый конвейер;

−крепление ниши или магазинного уступа.

Проходка ниши или магазинного уступа отбойными молотками производится, как правило, в каждом цикле, и, соответственно, подвигание забоя ниши или магазинного уступа за цикл равно подвиганию за цикл забоя лавы. Обычно в нише или магазинном уступе работает один отбойный молоток.

При проходке ниши или магазинного уступа буровзрывным способом разрушение полезного ископаемого в забое производится за счет энергии взрыва взрывчатых веществ. Подвигание забоя ниш или магазинного уступа, как правило, составляет 2–3 подвигания забоя лавы за цикл. Таким образом, взрывные работы в забоях ниш и магазинногоуступапроизводятсяневкаждомочистномциклевлаве.

Для буровзрывной проходки ниш или магазинного уступа составляется паспорт буровзрывных работ. Методика расчета паспорта буровзрывных работ изложена в п. 2.4.1. При этом следует иметь в виду, что взрывные работы в нишах и магазинном уступе проводятся только без предварительной подрубки пласта врубовой машиной, а длина взрываемого участка равна соответственно длине ниши или высоте магазинного уступа.

Технология ведения буровзрывных работ в нишах или магазинном уступе практически не отличается от изложенной в п. 4.2 технологии буровзрывных работ в лаве.

133

На пластах крутого и крутонаклонного падения разрушенное в забое ниши или магазинного уступа полезное ископаемое под собственным весом скатывается на транспортные средства, смонтированные в откаточной подготовительной выработке, обслуживающей лаву. На пластах пологого и наклонного падения разрушенное полезное ископаемое вручную грузится на лавный скребковый конвейер.

Ниши или магазинный уступ крепятся стоечной крепью – либо деревянной, либо металлической. Если призабойное пространство лавы закреплено стоечной крепью, то вид крепи ниш или магазинного уступа и паспорт установки крепи принимаются аналогично виду крепи ипаспорту крепления призабойногопространства.

Если же призабойное пространство лавы закреплено механизированной крепью, то паспорт крепления ниш или магазинного уступа должен быть рассчитан по методике, изложенной в п. 5.2.1.

Время проходки ниши или магазинного уступа (мин) с использованием отбойных молотков рассчитывается по формуле

Tн.м.у = Tо.м + Tпогр + Tкр.

Время проходки ниш или магазинного уступа (мин) буровзрывными работами

Tн.м.у = Tб + Tз +Tм.ц + Tпров + Tпогр + Tкр.

В приведенных выше выражениях приняты следующие обозначения:

Tо.м – время разрушения полезного ископаемого в забое ниши или магазинного уступа отбойным молотком, мин;

Tпогр – время погрузки (навалки) разрушенного полезного ископаемого в нише или магазинном уступе, мин;

Tкр – время крепления ниши или магазинного уступа, мин;

Tб – время бурения шпуров в забое ниши или магазинного уступа, мин;

Tз – время заряжания шпуров в забое ниши или магазинного уступа, мин;

134

Tм.ц – время монтажа взрывной цепи, мин;

Tпров – время проветривания ниши или магазинного уступа после взрыва, мин. Принимается равным 15 мин.

Время (мин) разрушения полезного ископаемого отбойным молотком в забое ниши или магазинного уступа

Tо.м = TсмLrmγcо .

kо.мHо.мnн.м.у

В условиях крутого и крутонаклонного падения Tпогр = 0. На пологом и наклонном падении время погрузки разрушенного полезного ископаемого (мин) в нише или магазинном уступе

Время (мин) крепления ниши или магазинного уступа

Время (мин) заряжания шпуров в забое ниши или магазинного уступа

Tз = ntшN+ш1.

пом

Время монтажа взрывной цепи (мин)

Tм.ц = tэNш + Tук.

В приведенных выше выражениях приняты следующие обозначения:

Tсм – продолжительность смены, мин;

L – соответственно длина ниши или высота магазинного уступа, м;

r – подвигание забоя лавы за цикл, м;

m – вынимаемая мощность пласта в лаве, м;

γ – плотность (объемный вес) полезного ископаемого в массиве, т/м3;

135

cо – коэффициент, учитывающий потери отбитого полезного ископаемого. Его значение принимается в пределах 0,97–0,99;

kо.м – поправочный коэффициент к норме выработки на разрушение полезного ископаемого отбойным молотком;

Hо.м – норма выработки на выемку полезного ископаемого отбойным молотком при продолжительности смены Tсм, т/смену;

nн.м.у – количество горнорабочих очистного забоя, занятых на проходке ниши или магазинного уступа, чел.;

kнав – поправочный коэффициент к норме выработки на ручную погрузку (навалку) полезного ископаемогоналавный конвейер;

Hнав – норма выработки на ручную погрузку (навалку) полезного ископаемого на лавный конвейер при продолжительности

смены Tсм, т;

kкр – поправочный коэффициент к норме выработкина крепление ниши или магазинного уступа;

Hкр – норма выработки на крепление ниши или магазинного уступа при продолжительности смены Tсм, стоек/смену.

l – величина единичного подвигания забоя ниши или магазинного уступа, м. При проведении ниши или магазинного уступа отбойными молотками l = r, при буровзрывной проходке l = lвз;

lвз – подвигание ниши или магазинного уступа за взрыв, м; a – расстояние между осями рядов крепи в лаве, м;

b – расстояние между осями стоек в ряду крепи в лаве, м;

kб – поправочный коэффициент к норме выработки на бурение шпуров;

Hб – норма выработки на бурение шпуров при продолжитель-

ности смены Tсм, м;

tш – время заряжания одного шпура, мин. В зависимости от длины шпура, количества патронов взрывчатого вещества время заряжания одного шпура принимается в пределах 1–3 мин;

Nш – количество шпуроввзабоенишиилимагазинногоуступа; nпом – количество рабочих очистного забоя, придаваемых в помощь мастеру-взрывнику (взрывнику) для заряжания шпуров;

136

tэ – время подключения одного шпура во взрывную цепь, мин. Принимается равным 1–2 мин;

Tук – время отхода мастера-взрывника (взрывника) в укрытие, мин. Принимается в зависимости от расстояния до укрытия взрывника и условий отхода взрывника, но не менее 10 мин.

Поскольку при буровзрывном способе проходки ниши или магазинного уступа забой ниши или уступа за один взрыв продвигается на несколько циклов, условное время проходки ниши или магазинного уступа (мин) в расчете на один цикл подвигания лавы определится по формуле

Tнц.м.у = Tнl.м.уr . вз

Трудозатраты рабочих очистного забоя на проходку ниши или магазинного уступа (чел.см.):

− при походке ниши или магазинного уступа с использованием отбойных молотков

Условные трудозатраты горнорабочих очистного забоя (чел.см.) на проходку ниши или магазинного уступа буровзрывным способом в расчете на один цикл подвигания лавы

τн.м.уr . lвз

Расчет параметров магазинного уступа

На пластах крутонаклонного и крутого падения, когда транспортирование добытого полезного ископаемого по длинному очистному забою (лаве) осуществляется под собственным весом,

137

в нижней части лавы проходится опережающий лаву уступ, предназначенный для накопления добытого полезного ископаемого и временного его хранения. Процесс накопления и временного хранения добытого полезного ископаемого называется магазинированием его, а предназначенный для этого уступ – магазинным уступом или просто магазином.

Необходимый объем магазинируемого в уступе полезного ископаемого (т) может быть определен по формуле

Q = kнLлvсутmγcot ,

Tсмnсм

где kн – коэффициент, учитывающий неравномерность добычи в лаве в течение суток. Его значение принимается равным 1,25;

Lл – длина лавы, включая магазинный уступ, м; vсут – суточная скорость подвигания лавы, м/сут; m – вынимаемая мощность пласта в лаве, м;

γ – средний объемный вес полезного ископаемого в массиве пласта, т/м3;

со – коэффициент, учитывающий потери отбитого полезного ископаемого в лаве. Его значение принимается в пределах от 0,97

до 0,99;

t – время магазинирования полезного ископаемого в уступе, ч. Это время определяется организацией работ в лаве и на транспорте и может достигать времени смены;

псм – количество смен по добыче полезного ископаемого в лаве за сутки;

Тсм – продолжительность смены, ч.

Магазинный уступ (см. рис. 8.1) определяется двумя размерами: высотой (вдоль забоя лавы) и длиной (величина опережения забоя лавы магазинным уступом).

Высота магазинного уступа (м) определяется выражением

Длина магазинного уступа (м)

138

Рис. 8.1. Схема к расчету магазинного уступа

В приведенных выше выражениях приняты следующие обозначения:

c1 – необходимая ширина свободного прохода между забоем лавы и замагазинированным полезным ископаемым, м;

δ– угол наклона замагазинированного полезного ископаемого

клинии простирания пласта, град;

γ1 – объемный вес полезного ископаемого в насыпке, т/м3;

R – расстояние от забоя лавы до средней линии развала замагазинированного полезного ископаемого, м;

hп – высота нижнего (конвейерного) просека, обслуживающего лаву, м.

Необходимая ширина свободного прохода между забоем лавы и замагазинированным полезным ископаемым (м) определяется по условиям вентиляции:

c1 = q1lлvсутγcо , 864cгvmax

где q – относительная метанообильность лавы, м3/т;

139

сг – предельно допустимое содержание газа в исходящей из лавы струе, %. Согласно правилам безопасности сг = 1 %, если имеется возможность подсвежения исходящей струи на выходе с выемочного поля, и сг = 0,75 %, если такой возможности нет;

vmax – максимально допустимая скорость движения воздуха в очистном забое, м/с. Согласноправиламбезопасностиvmax = 4 м/с.

Рассчитанное значение ширины свободного прохода (с1) должно быть не менее 0,7 м.

Угол наклона замагазинированного полезного ископаемого к линии простирания пласта определяется из выражения

sin δ=sinsin βα,

где β – угол естественного откоса полезного ископаемого, град. Среднеезначениеугла естественного откосаугля принимается равным38°;

α – угол падения пласта, град.

Расстояние от забоя лавы до середины развала замагазинированного полезного ископаемого (R) при комбайновом и буровзрывном способах выемки, характеризующихся прямолинейной формой забоя, принимается равным 0. Расстояние от забоя лавы до середины развала замагазинированного полезного ископаемого при выемке отбойнымимолотками(уступнаяформа забоя) определяется:

−при движении отбитого в лаве полезного ископаемого по рештакам значение R равно расстоянию от забоя последнего (нижнего) уступа до последнего (нижнего) рештака в этом уступе;

−при установке в лаве отшивки, служащей для направления потока отбитого полезного ископаемого, значение R равно расстоянию от забояпоследнего(нижнего) уступадоконцаотшивкивэтомуступе;

−при свободном движении отбитого полезного ископаемого по лаве (т.е. при отсутствии в лаве рештаков или направляющей отшивки)

R =(nу −1)bу , 2

где nу – число уступов в лаве;

bу – величина опережения смежных уступов, м.

140