книги / Процессы очистных работ

очистного забоя), угол падения пласта, вынимаемая мощность пласта, сопротивляемость полезного ископаемого резанью. Если в условиях конкретной лавы возможно применение нескольких комбайнов, то окончательный выбор комбайна должен осуществляться на основании сравнения технико-экономических показателей очистного забоя, рассчитанных с использованием возможных комбайнов. Расчет технико-экономических показателей очистного забоя рассмотрен в гл. 10.

2.1.1. Выемка узкозахватными комбайнами на пластах пологого и наклонного падения

На пластах пологого падения возможно применение систем разработки с перемещением длинного очистного забоя по простиранию (при этажной или панельной подготовке), по восстанию или падению (при погоризонтной подготовке). На наклонных пластах возможна только этажная подготовка и системы разработки с перемещением лавы по простиранию. В указанных выше условиях широко применяется технология очистных работ с выемкой узкозахватными комбайнами. Два таких комбайна показаны на рис. 2.2.

Все узкозахватные комбайны, предназначенные для работы на пластах пологого и наклонного падения, работают с рамы лавного скребкового конвейера. На рис. 2.2 хорошо видны опоры, которыми комбайн опирается на раму скребкового конвейера.

Комбайн 1ГШ68 (см. рис. 2.2, а) имеет два шнековых исполнительных органа, расположенных по концам корпуса комбайна. Промышленностью выпускаются комбайны и с другими компоновками, например с двумя шнеками, расположенными с одной стороны корпуса комбайна (комбайн 1К101У, см. рис. 2.2, б). Шнеки комбайнов установлены на гидравлических манипуляторах, позволяющих поднимать или опускать их во время работы комбайна, не оставляя полезного ископаемого в кровле или почве пласта и не допуская подрезки пород кровли и почвы пласта.

11

Рис. 2.2. Узкозахватные комбайны для работы на пологом и наклонном падении: а – комбайн 1ГШ68; б – комбайн 1К101У

Кроме узкозахватных комбайнов со шнековыми исполнительными органами выпускаются комбайны с барабанным вертикальным исполнительным органом. Недостатком таких комбайнов является отсутствие возможности регулировать вынимаемую мощность во время работы комбайна.

Узкозахватные комбайны, предназначенные для отработки пластов пологого и наклонного падения, могут работать по односторонней или по челноковой схемам. Сущность односторонней схемы (рис. 2.3, а) заключается в том, что комбайн отрывает полезное ископаемое от пласта и разрушает его, перемещаясь вдоль забоя лавы от

а б одной подготовительной выработки (как правило, от откаточной выработки) к другой подготовительной выработке (как правило, вентиляционной). В обратном направлении ком-

байн перегоняется вхолостую, т.е не разрушая пласт полезного ископаемого. При челноковой схеме работы (рис. 2.3, б) комбайн

12

осуществляет выемку, перемещаясь вдоль забоя лавы в обоих направлениях.

Очевидно, что при челноковой схеме работы увеличивается коэффициент использования комбайна во времени за счет отсутствия холостого перегона.

При рабочем ходе комбайна не все отбитое полезное ископаемое грузится погрузочным органом комбайна на лавный скребковый конвейер. Часть отбитого полезного ископаемого остается на почве отрабатываемой полосы в виде просыпи. Кроме того, на почву отрабатываемой полосы могут выпадать куски из забоя лавы. Сказанное требует зачистки почвы отработанной полосы.

При односторонней схеме работы холостой перегон осуществляется с включенными исполнительными органами комбайна, что позволяет зачистить большую часть просыпи, и только оставшаяся часть просыпи зачищается вручную. При челноковой же схеме работы комбайна всю просыпь приходится зачищать вручную, что значительно увеличивает объем ручной работы. Безусловно, это является существенным недостатком челноковойсхемы.

На угольных шахтах, опасных по внезапным выбросам угля и газа, применение челноковой схемы работ правилами безопасности [3] запрещено из-за большой опасности загазирования лавы во время внезапного выброса.

На практике реально применяются обе схемы работы узкозахватных комбайнов в лаве. Выбор схемы работы комбайна определяется опасностью пласта по внезапным выбросам, конструкцией комбайна, позволяющей работать по той или иной схеме, техникоэкономическими показателями очистного забоя, которые обеспечиваются комбайном.

Как уже говорилось выше, узкозахватные комбайны, предназначенные для работы на пластах пологого и наклонного падения, работают с рамы лавного скребкового конвейера. При этом корпус комбайна находится над скребковым конвейером в призабойном пространстве лавы (как схематично показано на рис. 2.3), а исполнительные органы комбайна расположены в отрабатываемой поло-

13

се. Из сказанного следует, что для того, чтобы комбайн смог начать отработку полосы, необходимо предварительно исполнительные органы комбайна поместить в новую полосу. Это возможно двумя способами: либо с использованием заранее подготовленных в лаве ниш, либо самозарубкой.

начала отработки новой полосы в нише оставался запас глубины на 2–3 ширины захвата комбайна. Технология подготовки ниш в лаве рассмотрена в гл. 8.

Первая схема на рис. 2.4 характеризует исходное положение: комбайн находится напротив ниши вблизи конвейерного штрека, лавный скребковый конвейер передвинут к забою лавы по всей длине лавы за исключением последних 20–25 м, корпус комбайна расположен на непередвинутой части конвейера. Погрузочные щитки комбайна переставляются на противоположную сторону относительно исполнительных органов комбайна, затем гидродомкратами передвижки конвейера непередвинутая часть конвейера передвигается к забою лавы. При этом исполнительные органы комбайна задвигаются в нишу и комбайн готов к выемке новой полосы, как показано на второй схеме рис. 2.4.

Рассмотренная схема совершенно справедлива и в том случае, если новая полоса будет отрабатываться от вентиляционной выработки (например, при челноковой схеме работы комбайна). Заметим, что начинать отработку новой полосы с использованием ниш

14

могут все выпускаемые узкозахватные комбайны, предназначенные для отработки пластов пологого и наклонного падения.

вой схеме рис. 2.5.

Для самозарубки косыми заездами демонтируются погрузочные щитки комбайна, оба исполнительных органа комбайна поднимаются к кровле пласта и комбайн, с включенными исполнительными органами, начинает движение в сторону от откаточного штрека. Когда комбайн выйдет на изогнутую часть лавного скребкового конвейера, его исполнительные органы внедряются в пласт. Движение комбайна в направлении от откаточного (конвейерного) штрека прекращается, когда комбайн полностью выйдет на передвинутую часть лавного скребкового конвейера. В результате у кровли пласта будет отработана переменной глубины (от ноля до полной ширины захвата комбайна) щель, как это показано на второй схеме рис. 2.5 и на разрезе по I–I.

15

После этого непередвинутая часть лавного скребкового конвейера передвигается к забою лавы и комбайн, с включенными исполнительными органами, начинает движение в сторону штрека. Комбайн останавливается в 30–40 см от штрека, после чего задний (по ходу движения комбайна) исполнительный орган опускается к почве пласта. В результате около кровли пласта будет отработана щель глубиной, равной ширине захвата комбайна (третья схема на рис. 2.5 и разрез по II–II).

На этом самозарубка комбайна заканчивается, монтируются погрузочные щитки, и комбайн начинает отработку новой полосы, причем в первое время передний (по ходу движения комбайна) исполнительный орган работает вхолостую, а задний исполнительный орган отрабатывает оставшуюся пачку полезного ископаемого у почвы пласта. Оставшийся целик между штреком и отрабатываемой полосой шириной 30–40 см разрушается вручную.

Рис. 2.6 характеризует самозарубку по фронтальной схеме. Исходное положение (первая схема на рис. 2.6) аналогично схеме самозарубки косыми заездами. Самозарубка начинается с того, что демонтируются погрузочные щитки и комбайн передвигается в направлении от штрека на длину несколько большую длины корпуса комбайна, оставаясь при этом на непередвинутой части лавного скребкового конвейера (вторая схема на рис. 2.6).

Оба исполнительных органа комбайна поднимаются к кровле пласта и включаются. Гидродомкратами непередвинутая часть скребкового конвейера передвигается к забою лавы, при этом исполнительные органы комбайна на всю их длину забуриваются в пласт у его кровли (третья схема на рис. 2.6). После этого комбайн начинает обратное движение в сторону штрека, отрабатывая щель у кровли пласта глубиной, равной ширине захвата комбайна. Комбайн останавливается на расстоянии 30–40 см от штрека и задний (по ходу комбайна) исполнительный орган опускается к почве пласта (четвертая схема на рис. 2.6). Монтируются погрузочные щитки – и комбайн готов к отработке новой полосы. Как и при схеме самозарубки косыми заездами, в начальный период отработки по-

16

PNRPU

лосы передний (по ходу движения комбайна) исполнительный орган работает вхолостую, а задний исполнительный орган снимает оставшуюся пачку полезного ископаемого у почвы пласта. Так же вручную разрушается оставшийся целик между штреком и отрабатываемой полосой. Заметим, что при обеих схемах самозарубки работы выполняются при снятых погрузочных щитках с погрузкой отбитого полезного ископаемого вручную.

Рис. 2.6. Схема фронтальной самозарубки

Приведенные на рис. 2.5 и 2.6 схемы самозарубки рассмотрены применительно к комбайнам с двумя исполнительными органами, расположенными на противоположных концах корпуса комбайна. Самозарубка возможна также комбайнами, у которых исполнительные органы расположены у заднего (по ходу работы комбайна) конца корпуса. При этом схемы самозарубки принципиально не отличаются от рассмотренных выше. При прочих расположениях исполнительных органов относительно корпуса комбайна самозарубка невозможна из-за большого размера целика между под-

17

готовительной выработкой и отрабатываемой комбайном полосой. Также невозможна самозарубка комбайнами с барабанными исполнительными органами.

Некоторые конструкции механизированных крепей сопряжения (гл. 7) предусматривают возможность выноса головок лавного скребкового конвейера в подготовительные выработки. Это несколько расширяет область возможного применения самозарубки,

работки, при подходе к которой заканчивается отработка полосы комбайном, заранее готовится ниша. Длина ниши определяется длиной комбайна плюс запас на свободное размещение комбайна в нише, глубина ниши принимается из расчета, чтобы после отработки полосы оставался запас на 2–3 ширины захвата комбайна. Заканчивая отработку полосы,

При окончании работ в полосе в случае отсутствия ниши комбайн останавливается в 30–40 см от подготовительной выработки (рис. 2.8). При этом, если комбайн имеет два исполнительных органа, расположенные на противоположных концах корпуса комбайна, на почве пласта остается неотработанная пачка полезного ископаемого. Для отработки этой пачки передний исполнительный орган комбайна опускается к почве пласта, снимаются погрузочные щитки, и, двигаясь в направлении от подготовительной выработки, комбайн снимает оставшуюся часть пласта на почве. После этого комбайн возвращается к подготовительной выработке. Целик между отработанной полосой и подготовительной выработкой разрушается вручную.

Схема окончания работ в полосе без ниш может применяться только при комбайнах, имеющих два исполнительных органа, расположенных по противоположным концам корпуса комбайна, либо при расположении исполнительных органов у переднего (по направлению отработки полосы) конца корпуса комбайна.

При механизированной крепи сопряжений, имеющей возможность выноса в подготовительную выработку головок лавного скребкового конвейера, принципиальная схема окончания работ в полосе меняется несущественно.

Работы, выполняемые в лаве около подготовительных выработок (т.е. на концевых участках лавы), называются концевыми операциями. Время выполнения концевых операций определяется схемой работы комбайна, схемой начала работ в полосе и схемой окончания работ в полосе (табл. 2.1).

В лавах принята циклическая организация труда (гл. 10), т.е. такая организация, при которой одноименные процессы повторяются через определенное время. Обычно цикл в лаве начинается с выемки полезного ископаемого, при этом исполнительные органы уже заведены в отрабатываемую полосу одним из рассмотренных выше способов.

19

Технология выемки при односторонней схеме работы комбайна

При односторонней схеме работы комбайна в лаве во время рабочего хода комбайн перемещается вдоль забоя лавы, как правило, от откаточной подготовительной выработки в сторону вентиляционной. Работу комбайна обслуживают двое рабочих очистного забоя: ГРОЗ 6-го разряда (машинист горновыемочных машин – машинист комбайна) и ГРОЗ 5-го разряда (помощник машиниста комбайна). Машинист комбайна передвигается по лаве одновременно с комбайном, он непосредственно управляет работой комбайна. В частности, он контролирует и при необходимости корректирует ширину отрабатываемой полосы, полноту выемки пласта по мощности, не допускает прирезку пород кровли и почвы пласта. Помощник машиниста комбайна контролирует состояние кабеля, питающего комбайн, работу кабелеукладчика, состояние шлангов орошения, прохождение комбайном стыковрештаковконвейераит.д.

При подходе к вентиляционной выработке выполняются концевые операции. Если около вентиляционной выработки заранее подготовлена ниша, то комбайн выезжает в эту нишу и концевые операции в этом случае заключаются в перестановке погрузочных щитков на другую сторону относительно исполнительных органов комбайна. Если же около вентиляционной выработки ниша отсутствует, то концевые операции заключаются в демонтаже погрузочного щитка, выполнении описанных выше маневров по доработке полосы, установке погрузочного щитка на комбайн. Концевые операции около вентиляционной выработки выполняют машинист комбайна и его помощник. Иногда, при необходимости удалять и восстанавливать крепь ниш, им может придаваться в помощь один из горнорабочих 5-го разряда.

После окончания концевых операций около вентиляционной выработки начинается холостой перегон комбайна в направлении откаточной выработки. Холостой перегон комбайна осуществляется машинистом комбайна и помощником машиниста. Перегон

20