В очистном забое

ПЛАСТОВ БЕЗ ПОСТОЯННОГО ПРИСУТСТВИЯ ЛЮДЕЙ

ПРОЦЕССЫ ВЫЕМКИ ВЕСЬМА ТОНКИХ УГОЛЬНЫХ

Наличие в Украинском Донбассе большого количества весьма тонких и маломощных пластов высококачественных углей, запасы которых состав­ляют около 70% от общих запасов, создает проблему их отработки. В силу этих обстоятельств решение последней лежит в разработке и применения нетрадиционных способов выемки угля без присутствия людей в забое (без­людная выемка), применительно исключительно для условий, в которых не возможно технически осуществить прежде всего крепление обнаженного породного массива. Поэтому временное поддержание кровли при этих спосо­бах осуществляется с использованием различных по размерам целиков, т.е. отработка пластов производится камерной системой.

Начиная с 60-годов XX столетия создано и испытано много установок и комплексов для безлюдной выемки маломощных пологих наклонных и крутых пластов, которые стали конструктивной основой разрабатываемых и используемых в настоящее время. К ним следует отнести механизированные бурошнековые установки БУГ-3, комплексы КТП, КБВ, КМД, КБТ, коротко-забойный комбайновый скрепероструговый [52] и "Тентек" (одно- или дву­стороннего действия) [53], а также гидромониторный агрегат АГС. Некото­рые из вышеуказанного очистного оборудования этой технологий выемки угля представлены на рисунках 18.1, 18.2, 18.3 и 18.4, а область их примене­ния в таблице 18.1.

	Рисунок 18.1 – Техноло-гическая схема буро-шнековой выемки угля с примене­нием установки БУГ-3: 1 – вентиляци-онный штрек; 2 - целики угля; 3 - бу­ровые коронки; 4 -машина;5 - конвейер; б- штрек

Рисунок 18.2 - Технологическая схема скрепероструговой выемки угля: 1 — вентиляционный штрек; 2 — камера; 3 — балка с обводными блоками; 4 — канатный скреперо-струг; 5 - новая камера; 6 - конвей­ер; 7 — привод; 8 - межкамерный целик; 9 - отработанная камера; 10- штрек

Рисунок 18.3 - Технологическая:хема выемки угля комплексом КБВ: 1 - вентиляционный штрек; 2 — бу­ровая головка; 3 - шнековый кон­вейер; 4 - ограждающий щиток; 5 - выемочная машина; 6 — приводы выемочных машин; 7-штрек; 8 - конвейер

Для осуществления выемки последующей камеры скреперостругом (рис. 18.5) первоначально пробуривается машиной 1 со снарядом направлен­ного бурения 2 скважина диаметром 270 мм на всю длину выемочного столба (120-140 м) с последующим ее расширением до диаметра 300 мм разбурива-телем 3. Затем в эту скважину с помощью скреперной лебедки 4 с пневмо-гидравлическим приводом 5 заводится раздвижной скрепероструг 6 с помо­щью направляющей балки с обводным блоком 7, тяговых и монтажных кана­тов 8. Скважина раздвижным скреперостругом 9 расширяется до 1,12 м и после этого последний демонтируется, а в образованную разрезную печь за­водится рабочая скрепероструг.

	Рисунок 18.4- Технологическая схема выемки угля агрегатом АГС: а - заход-кой по программе "зигзаг"; б-узкими полосами по мощности пласта; в - об­щий вид гидромониторного скважинного агрегата АГС: 1 - буровой став; 2 - очистной орган; 3 - опорный фонарь

Таблица 18.1- Область применения технологий безлюдной выемки угля в забое

Наименование основного показателя и единица его измерения	Механизированные установки	Гидравлический агрегат
	БУГ-3	канатная скреперо-струговая	КБВ	АГС
Мощность вынимаемого пласта, м	0,60-0,85	0,45-0,60	0,45-0,90	не менее 0,30
Угол падения пласта, град.	до 15	5-18	до 45	10-80
Длина выемочной полосы (камеры), м	до 50	до 120	до 75	до 150
Ширина полосы, м	1,08-1,24	до 30	3,5	16-25
Сопротивление угля резанию, кН/м	до 250	до 200	до 300	любое
Ширина целика, м	0,3-1,0	3,0-4,0	0,5	-
Потери угля, %	ДО 50	до 40	до 35	до 20

Рисунок 18.5 - Комплекс оборудования для проведения разрезных печей с использованием буровой машины и раздвижного скрепероструга

В настоящее время технология безлюдной выемки угля в забое, ис­пользуя отечественный и зарубежный опыт, развивается в направлении ком­плексного использования цепной скрепероструговой установки УС-3 (прото­тип канатного скрепероструга) с проходкой разрезных печей бурошнековыми установками БШК-2ДМ, AВШ-I (прототипы БУГ-3) или гидровыемочным агрегатом АГБ (прототип АГС).

Бурошнековая выемка согласно ПБ [4] может быть использована в случае отработки пластов очень малой мощности или пропластков угля с не­устойчивыми боковыми породами. Этот вид механизации относится к техно­логии безлюдной выемки угля. Факторы, которые ограничивают использова­ние бурошнековой выемки, есть выбросоопасность пластов и высокая загазо­ванность (более 20 м³/мин.) очистных выработок.

На рисунках 18.6-18.8 представлены современные технологические схемы безлюдной выемки угля в камерах [54].

Рисунок 18.6 — Технологическая схема выемки угля скреперо-стругом в камере: 1 -установка УС-3; 2 - охранный целик; 3 — вентиляционный штрек; 4 -разрезная печь; 5 - целик для выемки угля; 6-установка бурош­нековая БШК-2ДМ; 7 - скребковый конвейер; 8 - откаточный штрек

Краткие технические характеристики бурошнековой БШК-2ДМ и скрепероструговой УС-3 установок представлены соответственно в таблицах 18.2 и 18.3, а также гидровыемочного агрегата АГБ в таблице 18.4.

Рисунок 18.7 -Технологическая схема выемки угля скреперо-стругом в камере: 1 -установка УС-3; 2 - охранный целик; 3 – вентиляционный штрек; 4 -разрезная печь; 5 - целик для выемки угля; 6 - гидровыемочный агрегат АГБ; 7 - элеватор; 8 - скребковый конвейер; 9 - штрек

Таблица 18.2 - Техническая характеристика БШК-2ДМ

Показатель и единица его измерения	Количественное зна­чение показателя
Диаметр резцовых головок, мм	625; 725
Количество буровых колонок, шт.
Ширина выемочной полосы, мм	1905-2005
Скорость подачи шнека, м/мин.: рабочая маневровая	0,1-1,8 0-4,5
Техническая производительность, т/мин

Таблица 18.3 - Техническая характеристика УС-3

Показатель и единица его измерения	Количественное зна­чение показателя
Тяговый орган - цепь круглозвенная, калибр, мм	26x92
Количество исполнительных органов по длине камеры, шт.
Вместимость скрепероструга, м	1,8
Ширина скрепероструга, мм
Скорость движения струга, м/с	1,64
Техническая производительность, м^мин	1,4

Рисунок 18.8 - Общий вид струга УС-3 после его заводки в разрезную печь пластов мощностью 0,7м

Выемка угольных пластов камерами без присутствия людей в очистном забое и крепления призабойного пространства предназначена для следующих горно-геологических условий:

- мощность пласта, м 0,6-0,9

- длина камеры, м до 120

- угол падения пласта, град. до 15

- сопротивляемость угля резанию, кН/м до 200

- категории по устойчивости: кровли БЗ, Б4

почвы П₂, П₃

- категории массива кровли по обрушаемости A₁, A₂, A₃

- петаноносность пласта, м³/т (не более) 20

- площадь сечения выработки в свету, м²:

- для привода бурошнековой установки 11,2

- для обводной станции скрепероструговой установки 6,5-7,5

Поиск новых и совершенствование существующих способов, средств и технологий безлюдной выемки весьма тонких угольных пластов продолжается [55-57]. Процессы безлюдной выемки угольных пластов по сути сводятся к выполнению всех рабочих операций в подготовительной выработке: управле­нию комплексами (установками) и контролю за концентрацией выделяемого газа метана, а также профилактике и ремонту оборудования. При этом влияние "человеческого фактора" на возможность и необходимость оператора вмеши­ваться в работу систем комплекса максимального ограничена, что способству­ет созданию наиболее безопасных условий ведения очистных работ.

Таблица 18.4 - Техническая характеристика АГБ

Показатель и единица его измерения	Количественное значение показа­теля
Диаметр буровыемочного органа, мм
Давление воды, МПа, не менее
Диаметр струеформирующих насадок, мм	3-5
Расход высоконапорной воды, м /ч	12-50
Скорость подачи бурового органа, м/мин: прямой ход обратный ход	1,5 3
Угол наклона скважины, град., не менее
Производительность при коэффициенте крепости угля до 1,4, не менее: по бурению скважины, м в смену по очистной выемке, т/ч
Глубина скважины, м	до 100
Габаритные размеры станка подачи, мм: длина ширина высота
Масса станка подачи, кг

Основным преимуществом безлюдной выемки является снижение по­терь угля за счет отработки его забалансовых запасов, сосредоточенных в весьма тонких пластах.

Вопросы для самоконтроля по теме 18

18.1 Понятие о технологии выемки угольных пластов без присутствия людей в очистном забое. Область ее применения.

18.2 Технологическая схема бурошнековой выемки угля и обеспечи­вающий ее комплект оборудования.

18.3 Технологическая схема скреперо-струтовой выемки угля и обес­печивающий ее комплект оборудования.

18.4 Технологическая схема выемки угля комплексов КБВ и обеспечи­вающий его комплект оборудования.

18.5 Технологическая схема гидравлической выемки угля и обеспечи­вающий комплект ее оборудования.

18.6 Технологическая схема механизированного проведения разрезных печей для осуществления выемки пласта без постоянного присутствия людей в очистном забое.