Общие понятия об очистной выработке иее размеры

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ОЧИСТНОЙ ВЫРАБОТКИ

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 b_к и h_K - соответственно ширина и высота камеры; l_Л и 1_К - длина соответственно лавы и камеры по падению пласта мощностью т под углом α; 1_пз и h_пз - 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 h_e; h_ук и h_yn, h_K и h_n - 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 h_yк и h_уп с учетом мощности пласта т должны обеспечивать достаточную вынимаемую h_в, 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 h_K возникает при условии невозможности их поддержания или обеспечения достаточной высоты выработки при выемки тонкого пласта, не исключая намеренного увеличения вынимаемой мощности h_s с целью применения механизированной крепи соответствующего типоразмера. При-сечка неустойчивой почвы на определенную высоту h_n 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 l_нз и максимальную 1_н), являются (рис. 3.3): ширина бесстоечного призабойного пространства (машинной дороги) d_м, расстояние между рядами стоек в направлении подвигания забоя l_р с учетом длины консоли 1_к верхняка, шаг выемки (ширина выемочной полосы r_о) при проходе машины вдоль лавы с учетом глубины возможного отжима пласта r_o, проявившегося во времени между этими проходами, и ширины захвата исполнительного органа r₃, а также подвигания за технологический цикл l_ТЦ, величина которого зависит от шага перемещения 1_п границы очистной выработки с выработанным пространством (шага переноски или передвижки крепи).

Подвигание линии очистного забоя за технологический цикл

Где n_n и п_с - число соответственно выемочных полос и стружек за технологический цикл.

Ширина захвата r₃ или глубина стружки r _с 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 r_е (струговой установкой).

Исходная (минимальная) ширина лавы

где d_M — ширина машинной дороги, м;

п_р - количество рядов стоек при минимальной ширине призабойного пространства лавы;

l_p - расстояние между рядами стоек.

l_k - длина консоли верхняка со стороны выработанного пространства

а=0,2м).

Максимальная ширина лавы

где 1_п - шаг посадки кровли (передвижки крепи),

Промежуточные значения ширины лавы 1’_пз возникают, когда число удаляемых рядов стоек п_п >= 2 при их переноске (передвижке) на новую рабочую позицию.

При п_п = 1 и 1_n=1_р (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.