- Страница 50

Буровзрывные работы в сочетании с машинной зарубкой или без нее применяются при добыче угля или антрацита на пластах с крепким, вязким или содержащим крепкие прослойки углем, для которого пока не создано надежных комбайнов. Кроме того, они широко применяются при проходке выработок или бутовых штреков для получения закладочного материала непосредственно в выработанном пространстве очистного забоя.
Бурение по углю производится вращательными бурильными машинами с ручной подачей, называемыми часто электросверлами, электробурами, тогда как для бурения по породам различной крепости применяются электробурильные машины с механической или гидравлической подачей; последние монтируются на колонках, механических поддержках или на манипуляторах погрузочных машин.
Ручные электросверла снабжаются электродвигателем с короткозамкнутым ротором, мощностью от 0,9 до 1,4 кет (получасовой), имеют вес без бура и кабеля от 14,5 до 22 кг.
При одноступенчатом редукторе скорость вращения шпинделя сверла - 710-960 об/мин, при двухступенчатом - от 330 до 690 об/мин; в последнем случае более высокий крутящий момент позволяет применять электросверло для бурения в крепких и вязких углях.
Корпуса электросверл имели ребристую наружную поверхность для обеспечения лучшего охлаждения двигателя. В целях безопасности для работающих рукоятки электросверла и кожух вентилятора покрывались слоем резины.
Сверла СЭР-19 Д и СЭР-20 Д снабжались двухступенчатым редуктором, имели дистанционное управление. СЭР-20 Д имело двигатель мощностью 1,4 кет и применялось для бурения в крепких и Содержащих твердые включения угольных пластах.
Взрывонавалкой называют операцию погрузки (навалки) угля силой взрыва. Предварительно производится вруб реягущим баром увеличенной высоты или сдвоенным баром с целью получения более высокой врубовой щели в угольном пласте. В подрубленной пачке бурятся шпуры, куда закладываются взрывчатые вещества. Когда забойный скребковый конвейер будет передвинут к самому очистному забою, включается в работу скребковая цепь и производится взрыв. Отбитые куски угля, падая на конвейер, разбиваются на более мелкие и транспортируются цепью скребкового конвейера вдоль забоя на ближайший штрек.
Врубовая машина чаще перемещается по раме забойного конвейера и тогда она снабжается 2-образным баром увеличенной высоты и двух шарнирной режущей цепью. В этом случае зарубка производится без оставления земника у почвы пласта, предоставляя возможность крепить забой вслед за проходом врубовой машины и не затрачивать сил и времени на отделение земника, который получается при передвижении врубмашины с обычным плоским баром по раме забойного конвейера.
Гипроуглемашем в 1946-1947 гг. выпущены и испытаны в шахтах мощные скребковые конвейеры СТР-30 (скребковый транспортер, разборный, 30 кет) и СТП-30, передвигающийся в забое без разборки; позднее выпускался также модернизированный разборный скребковый конвейер СТР-ЗОМ. Опыт их применения в шахтах комбинатов «Ростовуголь» и «Луганскуголь» показал, что при правильной организации работ можно грузить способом взрывонавалки до 40% добываемого угля. Однако оставшийся уголь требовал трудоемкой и тяжелой операции ручной навалки на конвейер.
Поэтому взрывонавалка, как самостоятельный способ отбойки угля,, не получила распространения.
Системы разработки оказывают влияние на безопасность работ, схемы вскрытия и подготовки шахтного поля, объем проведения и поддержания горных выработок, концентрацию и интенсификацию горных работ, длительность и эффективность использования машин, механизмов и горных выработок, работу очистного забоя, режим работ, организацию труда и производства. Развитие систем разработки привело к изменению их параметров и возникновению новых вариантов систем.
Известно, что каждый вариант систем разработки выгодно применять (в подходящих для него условиях) при определенных параметрах. Так как применение новой техники и интенсификация работ изменяли параметры, то это приводило к необходимости замены одного варианта системы другим.
Под воздействием новой техники развивались свойства различных вариантов систем разработки. При этом то или другое свойство на том или другом этапе являлось более важным.
Внедрение в очистных забоях высокопроизводительных комплексов машин время от времени ведет к пересмотру взглядов на прогрессивность того или иного варианта системы разработки. Это как раз и связано с тем, что при совершенствовании техники и изменении скорости подвигания изменяется экономичность одних вариантов систем разработки относительно других. Так, например, при применении высокопроизводительных комплексов необходимую нагрузку на откаточный штрек, обеспечивающую экономически выгодное использование транспортных средств, можно будет получать при работе одной лавы на штрек в более широком диапазоне горно-геологических условий. Это уменьшит значение подэтажного варианта и преимущественно отработки спаренными лавами, а в ряде случаев сделает применение их целесообразным.
До 1955 г. разработка сближенных пластов, при выемке которых очистные работы одного пласта оказывают вредное влияние на горные выработки другого, производилась, главным образом, раздельно. Для обработки каждого пласта проводились свои откаточные и вентиляционные штреки. Совместная разработка сближенных пластов, когда выработки одного пласта используются для отработки другого, имела небольшое распространение, вследствие, главным образом, небольшой производительности шахт (не требовалась одновременная отработка двух пластов) и недостаточной изученности этого вопроса.
В результате научно-исследовательских работ, проводившихся такими институтами, как ВНИМИ, ИГД им. Скочинского, ДонУГИ, ДПИ, ДГИ, ЛГИ и др., был сделан ряд важных выводов, позволивших организовать более правильную и эффективную отработку одиночных и сближенных пластов на полевые или пластовые штреки. В частности, был установлен весьма важный факт, что групповые штреки следует располагать под выработанным пространством, а не под массивом или целиком угля. Было также доказано, что отработка через наклонные гезенки на штреки, пройденные в почве пласта, в ряде горно-геологических условий является более эффективной, чем отработка через горизонтальные квершлаги или с помощью сплошной системы при расположении штреков в самом разрабатываемом пласте. К этому времени доставка материалов по гезенку была механизирована, что облегчало применение этих выработок в качестве группирующих.
В очистных забоях для выемки угля применялись отбойные молотки, крепление забоев выполнялось деревом, управление кровлей осуществлялось удержанием рабочего пространства на кострах.
Такая технология и специфические условия эксплуатации крутых пластов: высокая газоносность, внезапные выбросы угля и газа обусловили преимущественное распространение сплошной системы разработки в варианте «лава-этаж» с потолкоуступной формой очистного забоя.
До настоящего времени высота уступов колеблется в пределах С-30 м. На пластах с крепким углем и малоустойчивыми боковыми породами высота уступов равняется 6-10 м; при средней крепости угля и средней устойчивости боковых пород высота достигает 12-16 м, а при мягком угле и устойчивых породах - 18 м и более.
Этажные штреки в большинстве случаев охраняются целиками угля. Размеры целиков: над откаточными штреками по простиранию 4,5- 5,4 и по падению 6-10 м, целики под вентиляционными штреками - соответственно 3,6-4,5 м и 4-6 м.
При разработке пластов со слабыми боковыми породами, а также в случаях склонности почвы к сползанию по соображениям безопасности работ приходится еще оставлять целик угля в средней части лавы. Такие целики создают дополнительную опору для кровли и почвы в выработанном пространстве, в связи с чем уменьшается вероятность обрушения кровли и сползания почвы.
Применение сборного железобетона для крепления горных выработок всесторонне рассматривалось в отечественной литературе еще 30-х годов, но главным образом освещался зарубежный опыт. В Донбассе промышленное использование этого материала для крепления началось во второй половине 40-х годов.
Первыми испытывались и широко применялись в бассейне железобетонные цилиндрические трубы с равномерно распределенной рабочей арматурой по периметру. Их изготовляли центрифугированием по способу проф. В. В. Михайлова. Испытания цилиндрических труб в качестве звеньев крепи горных выработок начались в 1945 г., после возведения первого завода железобетонной шахтной крепи - Куйбышевского. Испытания продолжались несколько лет. Проверялась возможность применения центрифугированных труб в качестве стоек трапециевидной жесткой крепи с металлическим или деревянным верхняком для выработок с установившимся горным давлением. В результате стойки улучшенной конструкции, без приставного оголовья и башмака, были рекомендованы к промышленному внедрению. После этого в Донбассе было построено еще 4 завода ЖБШК.
В работах, выполненных ДонУГИ в 1948-1954 гг., определены технико-экономические показатели использования стоек для крепления горных выработок с установившимся давлением. При этом отмечается, что эффективность применения железобетонных трубчатых стоек в крепи с деревянным верхняком в сравнении с металлическим ниже примерно на 40%.
Применение анкерной крепи является новым направлением в деле поддержания горных выработок. В Донбассе анкерная крепь впервые испытывалась МакНИИ в 1947-1948 гг. Но работа не была завершена, и в 1956-1958 гг. ДонУГИ и ЛГИ провели повторные испытания анкерной крепи в нескольких шахтах Донбасса. Ввиду того, что на основную часть подготовительных выработок оказывают активное влияние очистные работы, анкерная крепь испытывалась вместе с обычной подпорной. При этом экономия составляла около 5 руб. на один пог. м выработки, расход металла снижался на 30-35% и железобетонных трубчатых стоек - на 40-50%.