- - порода - Страница 10

В 1958 г. шахта № 105 треста «Селидовуголь» производственной мощностью 210 тыс. т в год была переведена на гидравлический транспорт и гидроподъем угля. Шахта строилась на обычный способ добычи, но неблагоприятные горногеологические условия - большая обводненность вмещающих пород, частые и мощные прорывы воды в выработки, сильно-пучение почвы - привели к принятию новых технических решений по транспорту и подъему. Для трубопроводов и водопроводов транспортной воды пробурены скважины.
Бремсберговое поле шахты было подготовлено выработками с обычным уклоном для отработки лавами с комбайновой выемкой. Очистные работы велись согласно первоначальному проекту.
Шахта разрабатывает негазовый пласт 13 мощностью 1,0-1,25 ж, угол падения 7 -10°. В пласте встречаются включения колчедана, линзы и прослойки породы. Уголь марки Д - средней крепости, вязкий, кливаж развит слабо.
Выданный из лавы скребковым конвейером уголь загружается шнековым питателем УПШ-1 конструкции ИГД им. А. А. Скочинского в пульповод и подается к центральному гидроподъему, где углесосами выдается на поверхность на высоту 132 м. Транспортная вода к участкам подается с поверхности.
В настоящее время заканчивается отработка бремсбергового поля и начаты работы в уклонном поле, которое подготовлено выработками с уклоном, соответствующим самотечному гидротранспорту.
Применение частичной гидромеханизации способствовало освоению годовой добычи 187-189 тыс. т. Несмотря на тяжелые условия эксплуатации она по основным показателям работы не уступает другим шахтам такой же мощности.
Первая опытная шахта с гидравлическим способом добычи угля построена в Донецком бассейне в 1939 г. в тресте «Орджоникидзеуголь». Шахта имела производственную мощность 270 т в сутки. Проведение выработок и очистная выемка осуществлялась гидромониторами. Угольная пульпа транспортировалась по желобам в околоствольный двор. Здесь уголь качающимися конвейерами обезвоживался и скипами выдавался на поверхность. Вода со шламом выдавалась насосами и осветлялась в системе отстойников.
Опыт работы первой гидрошахты показал, что в благоприятных горно-геологических условиях (устойчивые боковые породы, нижесредняя крепость угля) при новой технологии достигается более высокая производительность труда, снижается себестоимость угля, обеспечиваются более легкие и безопасные условия труда. В 1940 г. в Харькове создается специализированная контора «Гидроуголь». По ее проектам была начата реконструкция, с переходом на гидромеханизацию, одной шахты и строительство двух гидрошахт в Центральном и Донецко-Макеевском районах Донбасса. Однако эти работы прервала война.
В послевоенный период гидромеханизация подземной добычи угля возобновилась в Кузбассе, а с 1954 г.- ив Донецком бассейне. По проектам, разработанным конторой «Проектгидромеханизация» (Москва), началось строительство гидроучастков на шахте № 3 «Новогродовка» треста «Селидовуголь» на пологом пласте и в шахтоуправлении № 1 «Хацапе-товское» треста «Орджоникидзеуголь» на крутом пласте. Строительство их вело специализированное шахтостроительное управление «Подзем-гидромеханизация». На шахте им. Ленина треста «Макеевуголь» строился комплекс для гидротранспорта породы от шахты в отвал (расстояние 1,5 км) с попутным извлечением из нее угля.
После войны разработка теоретических и практических вопросов горного давления была сосредоточена в Донецком научно-исследовательском угольном институте (ДонУГИ). В эту работу включились Всесоюзный научно-исследовательский угольный институт (ВУГИ, впоследствии ИГД им. А. А. Скочинского), Всесоюзный научно-исследовательский маркшейдерский институт (ВНИМИ), Донецкий индустриальный институт (ДИИ, впоследствии политехнический ДПИ), Днепропетровский горный институт (ДГИ) и др. В эти годы для решения задач горного давления все более широкое развитие получают аналитические исследования, базирующиеся на методах теории упругости, теории пластичности, механики сыпучих, вязких и жидких тел и пр.
Эти исследования сосредоточены во ВНИМИ, ИГД им. Скочинского, Сибирском отделении АН СССР, Институте горной механики АН УССР и др.
Аналитические методы направлены в целом на определение напряженно-деформационного состояния неоднородного породного массива, ослабленного горными выработками. Из частных практических задач, решаемых этим методом в настоящее время, следует отметить следующие: определение давления в вертикальных, штрекообразных и околоствольных выработках, определение наиболее допустимых пролетов потолочин камер, определение оптимальных размеров целиков различного назначения и их расчет на прочность, определение давления, передаваемого закладкой или замагазинированным полезным ископаемым, на крепь и ограждающие поверхности, установление напряженного состояния вокруг горных выработок и пласта угля, склонного к внезапным выбросам угля и газа и пр.
В основных угледобывающих странах Европы и в Советском Союзе металл, благодаря своей прочности и пластичности при всех видах нагрузки, является наилучшим крепежным материалом. Известно применение в горных выработках различных профилей проката.
Широкое использование металлической крепи в Донбассе началось лишь после второй мировой войны. Некоторое время для крепления в основном применяли железнодорожные рельсы, бывшие в работе, и обычные двутавровые профили (с нормальными полками). Из этих профилей проката изготовляли арочную, кольцевую и трапециевидную крепь жесткой конструкции, шарнирно-арочную ограниченно податливую крепь с деревянными прогонами. Такой крепью в 1948 г. закреплено 9665 пог. м выработок, в 1949 - 57 270 и в 1950 - 162 170 пог. м.
Чтобы обеспечить устойчивость шарнирно-арочной крепи, обычно одновременно устанавливали три арки, соединенные между собой прогонами. Но с другой стороны, это увеличивало трудоемкость крепления выработок и требовало создания большего участка обнаженных пород, чем при установке одиночных рам (арок).
Двутавровые профили в крепи из-за небольшого сопротивления подвергались в горных выработках сложному изгибу и кручению под действием внецентренных и косонаправленных нагрузок. Поэтому их применение давало худшие результаты, чем других профилей.
Совершенно не оправдалось использование металла в крепях жесткой конструкции. Шарнирно-арочная крепь, имеющая ограниченную податливость и деревянные звенья, оказалась малоэффективной по сравнению с деревянной. Применение их вместо двух парных профилей (18 и 28 кг/м) дает возможность снизить расход металла при изготовлении крепи в среднем еще на 7%. В 1967 г. металлургическими заводами Украины освоено массовое изготовление еще двух профилей (14 и 19 кг/м) из параметрического ряда.
Еще перед второй мировой войной в Советском Союзе исследовалась возможность производства пробужденных бетонов из горелых пород шахтных отвалов, котельных и доменных шлаков, например, для строительных бетонитов. Применение пробужденных бетонов приводит к значительному снижению расхода вяжущих (в частности, цемента), предусматриваемых в размере 10-15% лишь в качестве активизаторов. Поэтому особо актуальным было использование пробужденных бетонов в период восстановления Донбасса в связи с дефицитом цемента в стране. Практически с первых дней восстановления Донбасса на территории многих трестов начинается строительство небольших заводов по производству бетонитов из горелых пород, котельных и доменных шлаков. Постепенно заводы освоили изготовление крепежных бетонитов прочностью 140-150 кг/см2, которую возможно было довести до 200 кг/см2.
Буровзрывной метод является основным при проведении подготовительных выработок и нарезных работ. Операция буровзрывного комплекса составляет по времени 30-50% общей продолжительности проходческого цикла, а удельный вес стоимости буровзрывных работ - 25-30% от общей стоимости единицы выработки.
В настоящее время процесс бурения на шахтах механизирован. Все буровые машины по принципу действия подразделяются на группы: ударно-поворотного, вращательного и вращательно-ударного действия.
Ударно-поворотное бурение шпуров осуществляется перфораторами в горпых породах средней и вышесредней крепости (коэффициент крепости по шкале проф. М. М. Протодьяконова 6-10).
В 1945 г. завод «Пневматика» освоил выпуск бурильных молотков УП-1 и ПБ-15, производительность которых была соответственно на 80% и 100% больше производительности молотков типа БМ, применявшихся до войны.
В дальнейшем модернизация бурильных машин идет по пути повышения производительности при одновременном снижении веса. Это до¬стигается, главным образом, за счет увеличения частоты удара с сохранением необходимой живой силы удара. Такие характеристики имеют последние модели перфораторов ПР-24Л, ПР-ЗОЛ.
Для облегчения труда бурильщиков и создания необходимого осевого усилия на бур, нашей промышленностью выпускаются различные виды установочных приспособлений (колонки, пневмоподдержки и др.), применение которых повысило производительность бурения на 15-35%.
Большое внимание уделяется борьбе с пылеобразованием в процессе бурения. Известны два способа подавления пыли при бурении: путем подачи в шпур воды или водного раствора смачивающих реагентов и сухое улавливание пыли с помощью специальных устройств. На шахтах Донбасса наиболее широкое распространение получил первый способ.
Вращательное бурение применяется при бурении мягких горных пород, таких как каменный и бурые угли, некрепкие известняки, гипс, мел, мергели, глинистые сланцы и др. Для этого используются колонковые и ручные электрические и пневматические сверла.
Во время Великой Отечественной войны Томский электромеханический завод модернизировал ранее выпускаемые колонковые электросверла и стал изготовлять новые электросверла ЭБК-2 М.
В горно-геологических условиях Донецкого угольного бассейна, где 65% шахтопластов имеет мощность менее 1 м, приходится большинство основных подготовительных выработок проходить с подрывкой породы.
Общий объем проведения капитальных и подготовительных выработок составил в 1966 г. по Донбассу 4502,6 км, или 47,5% всего проведения по СССР, в том числе основных подготовительных выработок 1750,7 км, или 50,6% всего проведения по СССР.
Только на проведении подготовительных выработок действующих шахт Донбасса занято свыше 65,0 тыс. человек, или 12,9% всех рабочих по бассейну.
Численность рабочих Донбасса, занятых на проведении подготовительных выработок (без капитальных) на 1000 т среднесуточной добычи угля на 1 января составляла в 1959 г. 129 человек, в 1962 г.- 130, в 1963 г.- 129, в 1966 г.- из, в 1967 г.- 114 человек.
Вес выдаваемой породы от проведения выработок по отношению к весу добытого угля составляет в последние годы: по Донецкой и Луганской областям - около 30%, по Ростовской области - около 10%. При выдаче такого количества породы на поверхность непроизводительно загружаются транспортные средства и шахтные подъемы, что в значительной степени снижает добычу угля, производительность труда рабочих на шахтах, вызывает увеличение себестоимости угля и загромождает породой значительные площади на поверхности.
В 1956 г. на большинстве шахт было достигнуто освоение проектных мощностей и высвобождение подъемов от функций по выдаче породы за счет перевода проведения выработок на широкий ход, что явилось дополнительным резервом в увеличении добычи угля.