Технология подземных горных работ

     ,    (2.12)

где  N — количество рабочих дней в месяце. В расчетах можно принять равным 25,6 или брать количество рабочих дней за любой календарный месяц.

— добыча из очистного забоя  в сутки. Ориентировочно следует  определять исходя их средней мощности одновременно отрабатываемых пластов:

              = (1000-1200) × ,т.

    Коэффициент влияния глубины разработки и  угла падения пластов определяют по формуле

     = 1 + / ( + ),  (2.13)

где   — глубина верхней границы шахтного поля, м;

    a — угол падения пластов, град. Суточная производственная мощность шахты составляет:

     .   (2.14)

    При окончательном выборе производственной мощности шахты следует руководствоваться типовыми значениями этого параметра:

    Современные направления предусматривают строительство крупных шахт производительностью 2-3 млн. т в год. На участках с ограниченными запасами допускается    строительство    шахт    меньшей производительности.

    Расчетный срок службы шахты  равен:

     = / .     (2.15)

    Полный  срок службы Т с учетом периода  освоения и периода затухания составляет:

    Т = +( + )/2.     (2.16) 

    Рекомендуются следующие сроки освоения проектной  мощности шахты [6]:

    — для £ 1,2 млн.т £ 2 года,

    — для  = 1,2-3,0 млн.т  £ 3 года;

— для  > 3,0 млн.т определяется проектом или можно принять = 4-5.

    Срок  затухания можно принять равным 2-3 годам.

    Для шахт мощностью более 6000 т в сутки  полный срок службы рекомендуется принимать равным более 50-60 лет, при меньшей — до 40-50 лет.           

2.2. Схемы подготовки  и параметры выемочных  полей 

и участков

          В зависимости от горно-геологических условий: размеры  выемочного поля по простиранию (S) и  падению (Н); угол падения (a) и мощность пласта (m);глубина ведения горных работ (Н₁); объемный вес (g), коэффициент крепости угля по М.М. Протодьяконову (f), сопротивляемость угля резанию (А) и других и выбирается один из способов подготовки пласта или выемочного поля (панельный, этажный или погоризонтный).

          Панельную подготовку применяют на пологих и наклонных  пластах (до 35°) при размерах по простиранию 1200-3000 м, то есть размерах крыльев панели 600-1500м. При проектировании размер панели по простиранию следует выбирать таким образом, чтобы в границах пласта по простиранию размещалось целое число панелей одинаковых размеров. Наклонная высота панели составляет 600-1200 м. Крылья каждой панели затем разделяют на ярусы, наклонную высоту которых устанавливают в зависимости от длины очистного забоя (лавы), определяемой расчетным путем.

          Этажную подготовку на пологих и наклонных пластах  применяют при малых размерах шахтных полей (пластов) по простиранию, когда размеры их не превышают 4000-5000 м, а также когда пласт вскрыт наклонным стволом. Этажи, количество которых в пределах горизонта зависит от наклонной высоты горизонта, и могут в зависимости от принятой длины очистного забоя (лавы) делиться на подэтажи, тогда это будет лава-подэтаж, или не делиться и тогда – лава-этаж.

          При углах падения пластов 5-12° и мощности пластов до 3-3,5 м следует применять, если нет осложняющих условий, наиболее перспективную погоризонтную схему подготовки. Тогда весь горизонт рассматривается как один этаж и делится по простиранию на участки (столбы), равные принятой длине лавы, вытянутые по падению от верхней до нижней границы горизонта и отрабатываемые по падению при a не более 12-14° или по восстанию пласта при a не более 8-10°.

          Длина очистного  забоя (лавы) при отработке пластов  механизированными комплексами при любой схеме подготовке зависит от многих факторов и изменяется в широких пределах от 100 до 200  и более метров (чем тоньше пласт, тем больше длина лавы). Выбор длины очистного забоя для конкретных условий будет рассматриваться ниже.

2.3. Подготовительные работы

    2.3.1. Состав и назначение  подготовительных  выработок

    Приводятся  основные сведения о схемах и способах подготовки проектируемых к отработке выемочных полей и участков. Необходимо указать какие выработки, и в какой последовательности должны быть пройдены для обслуживания данного очистного забоя (начало, направление , конец); определить назначение каждой выработки, в том числе в вентиляционной схеме участка; выбрать технические средства основного и вспомогательного транспорта, а также других машин и механизмов; указать наличие в ней погрузочных пунктов т.д.

    2.3.2. Характеристика подготовительных  выработок

    Приводятся  данные о каждой подготовительной выработке  в выемочном поле и на участке, которые должны включать следую-

щие основные количественные и качественные характеристики:

    - форму и площадь поперечного сечения выработки вчерне и в свету, которые следует принимать в зависимости от количества проходящего по данной выработке воздуха, минимально допустимого сечения по требованиям ПБ, ее назначения, габаритов транспортных средств и размещенных в ней устройств и механизмов. Для конкретных условий эти параметры могут приниматься по данным действующих паспортов крепления, разработанных для аналогичных условий;

    - тип забоя (широкий или узкий забой, по углю или с присечкой боковых пород, процент присечки и т.д.);

    - способ проведения выработки;

    - тип и материал крепи.

    Эти характеристики принимаются в зависимости  от конкретных условий проведения и эксплуатации данной выработки, а также на основе действующих паспортов крепления, разработанных для проектируемых или подобных горно-геологических условий.

    Таблица 2.1  -  Характеристика подготовительных выработок

    2.4. Выбор системы  разработки

          Выбирая систему  разработки для заданных условий, следует, прежде всего, дать четкое и полное определение, что такое система разработки. А после окончательного выбора указать ее основные достоинства и недостатки.

          При выборе системы  необходимо указать, какие основные требования предъявляются к каждой системе, и соответствует ли принятая проектом система этим требованиям.

          Выбор системы разработки зависит от многих факторов, основные из них также следует указать. Если какая-то из систем или ее вариант вполне соответствует заданным условиям, и успешно применялась в подобных условиях, то ее и следует принимать по принципу этого соответствия. Следует придерживаться следующих рекомендаций. На пологих пластах и наклонных (до 35°) пластах, мощностью до 4-5 м принимать различные варианты систем разработки длинными столбами по простиранию с отработкой механизированными комплексами по бесцеликовой схеме на полную мощность пласта, наличием флангового бремсберга или уклона  и прямоточной схемой проветривания, особенно на газоносных пластах. При углах падения пластов до 12-14° и мощностью до 3,5 можно наряду с указанными выше применять длинные столбы по падению и восстанию пласта при погоризонтной схеме подготовки.

          Если глубина ведения работ небольшая, шахта негазовая или отнесена к первой категории по газу или пыли, можно применять и другие варианты систем, которые предусматривают охрану выработок целиками, возвратноточную схему проветривания и т.п.

          Некоторые из существующих схем отработки пластов для определенных условий даются в приложении.

    2.5. Очистные работы

    2.5.1. Обоснование и  выбор средств  комплексной механизации очистных работ

    Основным  средством выемки угля на пологих  и наклонных пластах в настоящее  время являются комплексы добычного оборудования, позволяющие механизировать и совмещать во времени все основные операции технологического процесса в очистном забое.

    В общем случае в состав очистного  механизированного комплекса входят: механизированная крепь, крепи сопряжении очистного забоя со штреками, выемочная машина (комбайн, струг), забойный конвейер, крепи сопряжении, насосные станции (СНУ или СНТ) оросительная система с оросительной установкой 2УНЦНС13, предохранительная лебедка, энергопоезд и другое оборудование.

    По  времени создания и промышленного  применения механизированные комплексы сейчас относят к трем поколениям.

    Механизированные  комплексы первого и второго  поколений типов КМ, МК, ОКП, УКП  и их модификации уже не выпускаются  промышленностью и применять их в проектах, ориентированных на перспективу, не рекомендуется, за исключением некоторых отдельных наиболее удачных по конструкции и надежных в определенных условиях типов крепей (КМ103М, КМ130, МК75Б).

    Механизированные  комплексы третьего поколения созданы в последние годы и относятся к технике повышенного технического уровня (например, МКД90, КМ137А, КМ138, КМ144, КМ142, УКП4, 2УКП5 и др.) В их состав входят самозарубающиеся очистные комбайны с бесцепной системой подачи и конвейеры унифицированного ряда повышенной энерговооруженности. Для перемещения комбайнов на тонких пластах используется вынесенная система подачи. Применяется система автоматического и дистанционного управления с выносного пульта (КМ137А и КМ138А). Имеются противоотжимные устройства и устройства для удержания надштрековой пачки угля. Эти комплексы применимы практически во всех условиях эксплуатации, так что при выборе следует ориентироваться на применение комплексов третьего поколения и сохранивших свое значение лучших крепей второго поколения. Технические характеристики большинства из них приведены в таблице   .