- •1.2 Очистные работы в структуре технологии добычи угля подземным способом и их общие характеристики
- •1.3 Основные направления совершенствования очистных работ
- •Вопросы для самоконтроля по теме 1
- •Условия залегания угольных пластов и их влияние на очистные работы
- •2.1 Характеристики угольных пластов
- •2.2 Усложняющие очистные работы природные опасности
- •2.3 Строение вмещающих угольные пласты пород и их классификация по устойчивости и обрушаемости
- •2.4 Природная трещиноватость пород и угля
- •2.5 Геологическая нарушенность углевмещающего массива
- •Геометрические параметры очистной выработки
- •3.1 Общие понятия об очистной выработке и ее размеры
- •3.2 Расположение сопряженных с лавой подготовительных выработок
- •3.3 Форма очистного забоя
- •Лекция 4. Положение очистной выработки в пространстве
- •4.1 Направление выемки пласта
- •4.2 Ориентация очистной выработки относительно основной системы природной трещиноватости кровли и разрывных геологических нарушений
- •Лекция 5. Процессы механизированной выемки угля
- •5.1 Общие сведения о выемке угля
- •5.2 Конструктивно-технологические особенности угольных комбайнов
- •Лекция 6 узкозахватные угольные комбайны для выемки тонких и средней мощности угольных пластов
- •6.1 Комбайны для выемки пологонаклонных пластов
- •6.2 Комбайны для выемки тонких крутых и крутонаклонных пластов
- •6.3 Требования правил технической эксплуатации и безопасности при комбайновой выемке угля
- •6.4 Состав работ при комбайновой выемке угля и ее производительность
- •Вопросы для самоконтроля по теме 6
- •Лекция 7 процессы транспортировки угля в лаве
- •7.1 Самотечный способ транспортировки
- •7.2 Общие сведения о конструктивно-технологических особенностях скребковых конвейеров
- •7.3 Типы разборных переносных скребковых конвейеров
- •7.4 Типы передвижных скребковых конвейеров
- •7.5 Схемы передвижки скребковых конвейеров в лаве
- •7.6 Производительность лавных скребковых конвейеров
- •Вопросы для самоконтроля по теме 7
- •Лекция 8 струговая выемка угля
- •8.1 Общие сведения
- •8.2 Конструктивно-технологические особенности струговых установок для выемки тонких пологонаклонных угольных пластов
- •8.3 Производительность струговой выемки угля и состав работ
- •8.4 Требования правил технической эксплуатации и безопасности при струговой выемке угля
- •Вопросы для самоконтроля по теме 8
- •Лекция 9 гидравлический способ выемки угля
- •9.1 Общие сведения
- •9.2 Рабочие процессы и меры безопасности при гидравлической выемке тонких пологонаклонных угольных пластов
- •10.2 Конструктивно-технологические характеристики стоек индивидуальной призабойной крепи
- •10.3 Выбор типоразмера металлических стоек индивидуальной призабойной крепи
- •10.4 Верхняки рамной индивидуальной призабойной крепи и рабочие операции при их навеске
- •10.5 Конструкции рам индивидуальной призабойной крепи и схемы их размещения в лаве
- •10.6 Требования правил безопасности при возведении индивидуальной крепи в очистной выработке
- •Вопросы для самоконтроля по теме 10
- •11.1.1 Посадочные крепи
- •11.1.2 Технологические схемы и рабочие операции при посадке кровли в лавах пологонаклонных пластов
- •11.2 Управление кровлей плавным опусканием
- •11.3 Расчет сопротивления стоек индивидуальной крепи в лаве
- •Вопросы для самоконтроля по теме 11
- •Лекция 12 процессы управления кровлей в лавах с применением оставляемых в выработанном пространстве опорных сооружений
- •12.1 Закладочные работы при управлении кровлей в лавах
- •12.1.1 Управление кровлей в лавах пологонаклонных пластов
- •12.1.2 Управление кровлей в лавах крутонаклонных и крутых пластов
- •12.2 Комбинированные способы управления кровлей в лавах
- •12.2.1 Управление кровлей удержанием на кострах
- •12.2.2 Управление кровлей удержанием на целиках
- •Вопросы для самоконтроля по теме 12
- •Лекция 13 рабочие процессы в концевых участках лав
- •13.1 Общие сведения о концевых операциях в лаве
- •13.2 Выемка ниш и самозарубка комбайнов
- •13.3 Крепление концевых участков лав и их сопряжений с подготовительными выработками
- •13.4 Возведение охранных сооружений
- •13.4.1 Охрана подготовительных выработок пологонаклонных пластов
- •13.5 Вспомогательные концевые операции
- •Вопросы для самоконтроля по теме 13
- •14.2 Передвижка секций механизированных крепей в лаве
- •14.3 Надежность механизированного управления горным давлением в лаве
- •14.3.1 Отказы механизированной крепи
- •14.3.2 Предотвращения опрокидывания и сползания секций механизированной крепи в лаве
- •14.3.3 Мероприятия до первичной посадки массива кровли
- •15.1.1 Механизированные комбайновые комплексы
- •15.1.2 Механизированные струговые комплексы
- •15.2 Механизированные комплексы и агрегаты для выемки тонких крутых пластов
- •Вопросы для самоконтроля по теме 15
- •Лекция 16 комплектование механизированного очистного оборудования
- •16.1 Обоснование выбора очистного механизированного комплекса для выемки тонких и средней мощности пологонаклонных угольных пластов
- •16.2 Механизированные крепи сопряжений
- •16.3 Вспомогательные средства и оборудование механизированных очистных комплексов
- •Вопросы для самоконтроля по теме 16
- •17.3 Состав и организация очистных работ при выемке тонких угольных пластов
- •Вопросы для самоконтроля по теме 17
- •18 Процессы выемки весьма тонких угольных пластов без постоянного присутствия людей в очистном забое
- •Вопросы для самоконтроля по теме 18
- •19.2 Выемка угля короткими очистными забоями
- •Вопросы для самоконтроля по теме 19
- •Заключение
- •Перечень использованных источников
Геометрические параметры очистной выработки
3.1 Общие понятия об очистной выработке и ее размеры
Выработка, в которой осуществляются процессы, непосредственно связанные с выемкой угольного пласта и ее сопровождающими, называется очистной. Она характеризуется дойной, шириной и высотой, размеры которых определяются технологически, исходя из условий залегания угольного пласта. По длине очистные выработки подразделяются на короткие (камеры) и длинные (лавы), величины которой составляет соответственно менее и более 20 м. Основные размеры этих выработок представлены на рисунке З.1, где bк и hK - соответственно ширина и высота камеры; lЛ и 1К - длина соответственно лавы и камеры по падению пласта мощностью т под углом α ; 1пз и hпз - соответственно ширина и высота призабойного пространства.
Рисунок 3.1 - Схемы очистных выработок: а - камеры; б - лавы: 1 - плоскость обнажения угольного пласта (забой); 2 - линия очистного забоя, под-вигающегося в направлении 3; 4 - поддерживаемое призабойное пространство; 5 - отработанная камера; 6 - выработанное пространство; 7 - прилегающие к лаве подготовительные выработки
Высота очистной выработки первоначально зависит от вынимаемой мощности пласта. В свою очередь вынимаемую мощность предопределяют мощность угольного пласта, его строение, устойчивость нижнего и верхнего слоев соответственно кровли и почвы, а также технологические возможности эффективного применения средств механизации очистных работ и обеспечения минимально допустимой высоты рабочего пространства. На рисунке 3.2 представлены возможные варианты формирования вынимаемой мощности пласта, где т и he ; hук и hyn , hK и hn - мощности соответственно угольного пласта и вынимаемая; защитных угольных слоев, оставляемых соответственно под кровлей и над почвой, присекаемых породных слоев соответственно кровли и почвы.
Необходимость оставления подкровельных и надпочвенных защитных угольных слоев (пачек) возникает при наличии весьма неустойчивых породных слоев на контакте с угольным пластом для предотвращения соответственно обрушения кровли и вдавливания крепи в почву, а также снижения засоренности и зольности угля. При этом мощности этих слоев hyк и hуп с учетом мощности пласта т должны обеспечивать достаточную вынимаемую hв, определяющую высоту выработки в пределах призабойного пространства лавы минимально допустимую высоту рабочего пространства.
Рисунок 3.2 — Варианты формирования вынимаемой мощности пласта в очистной выработке: а - при полной выемке без присечки боковых пород; б, виг - при частичной - с отставанием защитных угольных слоев; д,е и ж - с присечкой боковых пород; 3 - комбинированный
Необходимость присечки весьма неустойчивого породного слоя кровли мощностью hK возникает при условии невозможности их поддержания или обеспечения достаточной высоты выработки при выемки тонкого пласта, не исключая намеренного увеличения вынимаемой мощности hs с целью применения механизированной крепи соответствующего типоразмера. При-сечка неустойчивой почвы на определенную высоту hn осуществляется главным образом для увеличения исходной высоты выработки и предотвращения вдавливания в нее основания крепи. Целесообразность применения рассмотренных вариантов формирования вынимаемой мощности с оставлением защитных угольных слоев (пачек) или присечки боковых пород для конкретных условий определяется с учетом технологических возможностей и экономической эффективности.
На практике наиболее часто встречаются варианты выемки угольного пласта без присечки боковых пород (см. рис. 3.2, а) или с присечкой, так на-зываемых, ложных кровли (см. рис. 3.2, д) или почвы (см. рис. 3.2, е).
После выемки пласта на величину шага подвигания линии очистного забоя первоначально высоту очистной выработки определяет вынимаемая мощность. За счет сближения (конвенгерции) кровли и почвы под влиянием проявлений горного давления эта высота по ширине выработки с приближе-нием к выработанному пространству уменьшается.
Ширина лавы величина дискретно-переменная и зависит от парамет-рических характеристик выемочных средств и машин, схем их размещения в лаве, а также создания свободного прохода для людей и достаточной площади поперечного сечения выработки для пропуска необходимого для проветривания количества воздуха. Доминирующими величинами, составляющими ширину лавы (минимальную lнз и максимальную 1н), являются (рис. 3.3): ширина бесстоечного призабойного пространства (машинной дороги) dм, расстояние между рядами стоек в направлении подвигания забоя lр с учетом длины консоли 1к верхняка, шаг выемки (ширина выемочной полосы rо ) при проходе машины вдоль лавы с учетом глубины возможного отжима пласта ro, проявившегося во времени между этими проходами, и ширины захвата исполнительного органа r3, а также подвигания за технологический цикл lТЦ , величина которого зависит от шага перемещения 1п границы очистной выработки с выработанным пространством (шага переноски или передвижки крепи).
Подвигание линии очистного забоя за технологический цикл
Где nn и пс - число соответственно выемочных полос и стружек за технологический цикл.
Ширина захвата r3 или глубина стружки rс зависят от строения пласта, прочности угля и конструкции исполнительного органа выемочной машины.
Рисунок 3.3- Составляющие ширину лавы размеры при поддержании кровли
индивидуальной крепью и управлении кровлей полным обрушением: 1 -забой;
2-угольный пласт; 3 - бесстоечное призабойное пространство лавы 4;
5 - выработанное пространство; б - стойка; 7 - верхняк
Шаг выемки пласта исполнительным органом за один проход выемочной машины равен ширине ее захвата г3 (угольного комбайна) или глубине стружки rе (струговой установкой).
Исходная (минимальная) ширина лавы
где dM — ширина машинной дороги, м;
пр - количество рядов стоек при минимальной ширине призабойного пространства лавы;
lp - расстояние между рядами стоек.
lk - длина консоли верхняка со стороны выработанного пространства
а=0,2м).
Максимальная ширина лавы
где 1п - шаг посадки кровли (передвижки крепи),
Промежуточные значения ширины лавы 1’пз возникают, когда число удаляемых рядов стоек пп >= 2 при их переноске (передвижке) на новую рабочую позицию.
При пп = 1 и 1n=1р (см. рис. 5.3)
Минимальная и максимальная ширина лавы, оборудованной механи-зированным комплексом, определяется конструктивными особенностями и длинной секций его крепи, а также шириной захвата выемочной машины.