Разработка месторождения

      4. Специальные системы разработки;

       4.1. Щитовая система разработки;

       4.2. Камерно-столбовых система разработки;

       4.3. Система разработки без постоянного  присутствия людей в очистном  забое.

      4.1. Сущность системы разработки  с выемкой пласта на полную  мощность состоит в том, что выемочное поле разделяется на столбы, вытянутые по падению пласта. Каждый такой столб разрабатывается самостоятельно с применением одного щита. Щит ограждает очистной забой от обрушенных пород кровли. Ширина выемочного столба по простиранию на 2 м больше длины очистного забоя (щита) за счет того, что между очистными забоями (щитами) оставляются целики угля шириной 2 м на всю высоту этажа. Эти целики ограждают щитовой забой от прорыва обрушенных пород со стороны отработанного столба. Длина щитового столба равна наклонной длине этажа. Направление выемки столба от вентиляционного штрека к транспортному. Порядок отработки щитовых столбов принят обратный, от границы выемочного поля к квершлагу. Очистной забой располагается по простиранию пласта и перекрывается щитовой крепыш, который перемещается по падению пласта вслед за подвиганием очистного забоя. Очистные работы ведутся буровзрывным способом.

      Длина щитового забоя обоснована в результате долголетней инженерной практики, которая показала, что при длине забоя 24 — 30 м достигается наиболее надежное выполнение важнейшей технологической операции — управление щитом. Выемочное поле обычно однокрылое. Длина его 200 — 300 м.

      4.2. Камерно-столбовых система разработки  является комбинацией камерных  и столбовых систем разработки. Вначале проводят камеры, которыми нарезают междукамерные столбы, отрабатываемые обратным ходом. В связи с этим при камерно-столбовых системах разработки используются два типа забоев; камеры и заходки. Из забоев камер добывают 25 — 50%, а из заходок, погашающих столбы, 50 — 75% извлекаемого угля. Целики обычно извлекаются не полностью, но потери при камерно-столбовой системе разработки, как правило, меньше, чем при камерной, и составляют 25 — 35%, а в отдельных случаях. 12 — 18%.

      При камерно-столбовой системе, когда ширина камер составляет 4 — 12м, ширину междукамерных целиков принимают равной 4 — 15м. Проведение камер начинают с горловины. При двустороннем расположении камер длину их принимают равной 80 — 100 м. Таким образом, камерами нарезают длинные столбы, которые затем вынимают обратным ходом. Столбы вынимают обратным ходом на всю ширину столба или отдельными заходками. В последнем случае теряется больше полезного ископаемого и не устраняется опасность возникновения эндогенных пожаров.

      Уголь в камерах и столбах вынимают буровзрывным и механическим способами. По мере выемки в камерах, со стороны  горловины, наращивают конвейер, который  используют и при выемке столбов.

      Ширину  камер подбирают с учетом горного  давления. Давление вышележащих горных пород в период выемки камер воспринимают междукамерные целики.

      Для устойчивости кровли в период выемки целиков необходимо, чтобы общая  линия забоев была прямолинейной.

      4.3. При системе разработки без  постоянного присутствия людей  в очистном забое нахождение людей для управления и выполнения работ по обслуживанию очистного оборудования, а также профилактических, наладочных и ремонтных работ на выемочном участке, предусматривается в подготовительной или капитальной выработке.

      Достоинства этих систем:

      - исключают необходимость присутствия  человека в наиболее трудных  и опасных условиях подземных  работ (усиленное горное давление, запыленность, загазованность, стесненность  и т. п.), особенно на пластах,  опасных по горным ударам и  внезапным выбросам угля и газа;

      - вовлекают в разработку весьма  тонкие (меньше 0,6 м), а также сильно  нарушенные со сложной гипсометрией пласты, эффективная разработка которых другими известными в настоящее время системами затруднена или вовсе невозможна;

      - имеют сравнительно невысокую стоимость применяемого оборудования и отличаются простотой технологического процесса выемки.

      Недостатки  систем разработки без постоянного  присутствия людей в очистном забое:

      - нестабильность показателей функционирования  системы во времени;

      - большие потери угля, доходящие до 50 — 60% при отработке отдельных выемочных полей;

      - неприемлемость большинства из  этих систем (из-за больших потерь) для разработки пластов, склонных к самовозгоранию, а также для выемки защитных пластов из-за оставления в выработанном пространстве целиков, концентрирующих на себе давление вышележащей породной толщи;

      - трудности с проветриванием очистных  работ вследствие наличия большого  числа тупиковых выработок и  скважин, перекрытия пути движения  воздушной струи обрушенными породами и др.;

      - большой объем нарезных работ,  дающих при малой мощности  и нарушенности пластов много  породы. 
 

4.1 Выбор и обоснование системы разработки 

      На  основании мощности пластов в шахтном поле (2.8м, 3.2м, 2.9м) выбирается столбовая система разработки с выемкой пластов на полную мощность. Исходя из размеров шахтного поля  (по простиранию 5200м, по падению 3500м) и угла падения пластов (19˚) выбирается система разработки длинными очистными забоями, с подвиганием очистного забоя по простиранию. 
 

4.2 Технические средства очистных работ 

В настоящее время для отработки пологих и наклонных пластов средней мощности в качестве технических средств наибольшее распространение получили высокопроизводительные механизированные комплексы: КМ — 138, КМ — 144, КМ — 142, JOY, DBT, FAZOS, GLINIK и др.

При данных горно-геологических условиях целесообразнее применять комплекс КМ-138, который состоит из механизированной крепи М-138, очистного комбайна К-500, скребкового изгибающегося конвейера АНЖЕРА-30.

Рис 1. Узкозахватный комбайн со шнековым исполнительным органом: 1—шнек; 2—конвейер; 3—пульт управления; 4—механизм подачи; 5—элекгро двигатель; 6— погрузочный щиток. 
 
 
 

Техническая характеристика комбаина К-500               Таблица№3

 
 

Рис 2. Схема передвижного скребкового конвейера: 1—головной привод; 2—натяжной привод; 3, 5— головной и хвостовой рештаки; 4 — рештачный став;

6. — скребковая цепь;

7. — лемех для зачистки почвы в забое от угля; &— направляющая для комбайна;

9, 10 — борта для кабелеукладчика. 

Техническая характеристика скребкового конвейера Анжера-30   Таблица№4

 
 
 
 
 
 

Техническая характеристика секций крепи М-138

                                                                                                             Таблица№5

 
 
 

3. Размеры выемочных полей и очистных забоев

 

           Выемочный столб - наименьшая часть шахтного поля, ограниченная выемочными штреками (ходками) и участковыми наклонными выработками (при отработке по простиранию) или транспортным и вентиляционным горизонтами (при отработке по падению или восстанию).

           Очистной забой  – горная выработка предназначенная для выемки полезного ископаемого.

     Длинный очистной забой (лава) – протяженная очистная выработка линейной или уступной формы, одна стенка которой образована угольным массивом, а другая крепью, установленной на границе с выработанным пространством или закладочным массивом. 

      Длина крыла шахтного поля 2600 метров.

      Длина выемочного столба 1200 метров.

      Длина очистного забоя 200 метров. 
 
 

4. Нагрузка на очистной забой

 

    Нагрузка на очистной забой - добыча угля в единицу времени. 

    Определяется по формуле: 

                                   

                                                  A_о.з.сут =Ао.з.мес./30                                           (21) 

       

Нагрузка на очистной забой равна: 

A_о.з.сут =137497.5/30=4583т/сут. 

5. Проверка  нагрузки на очистной забой по газовому фактору

        Для безопасной работы в забое  во избежание газовых выбросов необходимо проверить допустимую нагрузку на очистной забой по газовому фактору.

      Допустимая  нагрузка по газовому фактору определяется по формуле: 

                             

, т/сут.                          (22) 

где:

 V_д – допустимая скорость движения воздуха в очистном забое по правилам безопасности (4м/с);