- •Загальні питання технології видобутку вугілля
- •Короткі відомості з історія видобутку вугілля
- •Короткі відомості про вугільні родовища України
- •Вуглевидобуток в Україні та перспективи його розвитку
- •Утворення родовищ корисних копалин
- •Утворення вугілля.
- •Елементи залягання вугільних пластів і рудних тіл.
- •Головні технологічні властивості гірничих порід і масивів.
- •Шахта, шахтне поле, запаси
- •Ділення шахт на категорії за метаном.
- •Гірничі виробки
- •Проведення та кріплення гірничих виробок
- •Прояви гірського тиску у одиночній виробці
- •Форми і розміри поперечного перетину виробок. Конструкції кріплення
- •Кріплення виробок
- •Кріплення вертикальних виробок
- •Кріплення похилих виробок
- •Способи і схеми будівництва виробок
- •Проведення горизонтальних виробок буропідривним способом
- •Буропідривні роботи
- •Буріння шпурів.
- •Заряджання та підривання шпурів.
- •Провітрювання вибою.
- •Навантаження породи
- •Допоміжні роботи
- •Зведення постійного кріплення
- •Проведення виробок за допомогою гідромеханізації
- •Проведення виробок за допомогою комбайнів
- •Проведення горизонтальних виробок у неоднорідних породах
- •Способи проведення, розташування підривки бокових порід
- •Проведення виробок вузьким вибоєм
- •Проведення виробок широким вибоєм
- •Особливості будівництва похилих виробок
- •Проведення стволів
- •Технологічний комплекс поверхні шахти
- •Приствольний двір
- •Підготовка шахтних полів
- •Розподіл шахтного поля на основні частини
- •Класифікація способів підготовки
- •Поверховий спосіб підготовки
- •Панельний спосіб підготовки
- •Погоризонтний спосіб підготовки
- •Спосіб підготовки головними штреками
- •Комбінований спосіб підготовки
- •Розкриття шахтних полів
- •Фактори, що впливають на спосіб розкриття. Вимоги до способів розкриття
- •Основні способи розкриття
- •Розкриття вертикальними стволами.
- •Розкриття похилими стволами.
- •Розкриття штольнями.
- •Комбінований спосіб розкриття.
- •Число стволів та їх розміщення в шахтному полі
- •Системи розробки пластових родовищ
- •Загальні відомості
- •Вимоги до систем розробки
- •Фактори, що впливають на вибір системи розробки
- •Класифікація систем розробки вугільних пластів
- •Суцільні системи розробки
- •Суцільна система розробки лава-поверх (ярус) на пологому пласті
- •Суцільна система розробки на крутому пласті
- •Суцільна система розробки з вийманням по повстанню
- •Стовпові системи розробки
- •Стовпова система розробки лава-ярус (поверх) на пологому пласті
- •Стовпова система розробки на крутому пласті
- •Стовпова система розробки з вийманням вугілля по повстанню (падінню)
- •Комбіновані системи розробки
- •Загальні поняття про системи розробки потужних пластів
- •Очисні роботи
- •Виймання вугілля
- •Виймання вугілля комбайнами
- •Виймання вугілля стругами і скреперостругами
- •Гідравлічна відбійка вугілля
- •Доставка вугілля в лавах
- •Кріплення очисних вибоїв
- •Управління гірничим тиском в очисному вибої
- •Загальні відомості про способи управління покрівлею
- •Спосіб управління покрівлею повним обваленням
- •Часткова закладка
- •Плавне опускання покрівлі
- •Закладні матеріали
- •Гідравлічна закладка
- •Пневматична закладка
- •Самотічна закладка
- •Підземний транспорт
- •Рейковий транспорт
- •Канатна відкатка
- •Конвеєрний транспорт
- •Шахтний підйом.
- •Рудникова атмосфера. Способи провітрювання гірничих виробок
- •Шахтне повітря.
- •Атмосферне і шахтне повітря
- •Поняття про газовий режим
- •Шахтний пил
- •Кліматичні умови в гірничих виробках
- •Рух повітря в гірничих виробках. Вентиляційні пристрої. Провітрювання виробок
- •Причини, які обумовлюють рух повітря по виробках
- •Вентиляційні пристрої в підземних виробках
- •Витоки повітря і заходи боротьби з ними
- •Контроль за станом рудникової атмосфери.
- •Особливості розробки рудних родовищ
- •Загальні положення
- •Промислова характеристика рудних родовищ
- •Ділення шахтних полів
- •Стадії розробки рудних родовищ
- •Технологічні схеми основних виробничих процесів при виїмці руди
- •Відбійка руди
- •Вторинне дроблення руди
- •Доставка і завантаження руди
- •Системи розробки рудних родовищ
- •Класифікація систем розробки
- •Системи розробки з відкритим виробленим простором
- •Системи розробки з магазинуванням руди
- •Системи розробки з закладкою
- •Системи розробки з кріпленням
- •Системи розробки з обвалюванням руди і бокових порід
- •Про спеціальні способи підземного видобутку руди
- •Поняття про розробку корисних копалин відкритим способом
- •Принцип відкритої розробки.
- •Елементи уступу.
- •Етапи відкритої розробки.
- •Розкриття кар'єрних полів.
- •Розкривні і видобувні роботи.
- •Переміщення кар'єрних вантажів.
- •Переваги і недоліки відкритого способу розробки.
- •Збагачування вугілля
- •Загальні відомості про копальневі вугілля
- •Основні аналітичні показники
- •Класифікація і маркірування вугілля
- •Вуглезбагачувальні фабрики
- •Загальні відомості
- •Технологічні операції при збагаченні вугілля
- •Вуглеприйом і підготування вугілля до збагачення
- •Загальні відомості
- •Доставка вугілля на фабрику і його прийом
- •Видалення з вугілля сторонніх предметів
- •Попередня класифікація і дробіння
- •Акумулювання рядового вугілля у бункерах
- •Грохочення вугілля
- •Гранулометричний склад вугілля
- •Ситовий аналіз
- •Призначення і види грохочення
- •Порядок виділення класів при грохоченні
- •Решета і сита
- •Основні фактори, що впливають на процес грохочення
- •Визначення ефективності процесу грохочення
- •Класифікація грохотів
- •Роздрібнення вугілля
- •Загальні відомості
- •Класифікація дробарок
- •Падіння твердих тіл у середовищі
- •Вільне падіння тіл у середовищі
- •Щільне падіння тіл у середовищі
- •Гідравлічна класифікація
- •Основи гідравлічної класифікації
- •Гідравлічні класифікатори
- •Фракційний аналіз і збагаченність вугілля
- •Проведення фракційного аналізу
- •Збагачуваність вугілля
- •Криві збагачення
- •Основи гравітаційного збагачення вугілля
- •Основні поняття
- •Збагачення у важких середовищах
- •Загальні відомості
- •Властивості мінеральних суспензій
- •Сепаратори для збагачення у важких середовищах
- •Регенерація суспензій
- •Технологічні схеми збагачення вугілля у важких середовищах і регенерації магнетитових суспензій
- •Збагачення вугілля відсадженням
- •Сутність процесу відсадження
- •Теоретичні основи процесу відсадки
- •Технологічні параметри відсадки
- •Відсадні машини
- •Збагачення вугілля у протитечних гравітаційних апаратах
- •Шнекові сепаратори
- •Флотація вугілля
- •Загальні відомості
- •Теоретичні основи флотації
- •Флотаційні реагенти
- •Класифікація флотаційних машин
- •Флотаційні машини
- •Схеми флотації
- •Звезводнювання продуктів збагачення
- •Загальні відомості
- •Звезводнювання в елеваторах
- •Звезводнювання на грохотах
- •Звезводнювання в центрифугах
- •Фільтрування продуктів флотації і шлама
- •Загальні відомості
- •Дискові вакуум-фільтри
- •Стрічкові вакуум-фільтри
- •Фільтр-преси
- •Сгущення шламів і освітлення оборотної води
- •Шлам і його характеристика
- •Водно-шламове господарство вуглезбагачувальних фабрик
- •Флокуляція шламів
- •Водно-шламові схеми
- •Знепилювання, знешламування і пиловловлення
- •Освітлення підземних виробок
- •Охорона праці і техніка безпеки
- •Відомості про правила охорони і техніки безпеки на підземних гірничих роботах.
- •Засоби індивідуального захисту робітників, що працюють на підземних роботах.
- •Правила поводження з електроустаткуванням.
- •Поведінка людей під час аварії.
- •Література
- •Предметний покажчик
Загальні поняття про системи розробки потужних пластів
У загальному випадку розробка потужних пластів складніша, ніж пластів тонких та середньої потужності, як відповідно до виймання їх на всю потужність, так і кріплення очисного вибою. Крім того, утруднено спостереження за становищем покрівлі пласта, тоді як падіння навіть невеликих грудок може послужити причиною нещасного випадку. Тому діючими правилами безпеки заборонено проводити розробку пластів потужністю більш від 3,5 м при кутах падіння понад 450із кріпленням індивідуальними стояками.
Системи розробки потужних пластів поділяються на дві групи:
без розділення на шари
з розділенням на шари (так звані шарові системи розробки)
Вуглевидобувні комплекси (2УКП, КМ142) дозволяють робити виймання пластів потужністю до 4,5 м. У таких випадках застосовується ті самі системи розробок, що і на пластах середньої потужності.
Для розробки потужних крутих пластів у Кузбасі широко впроваджена система розробки, названа щитовою.
Суть щитової системи розробки полягає у тому, що в поверсі готуються печами смуги шириною 24-30 м, витягнуті по підйому від транспортного до вентиляційного штреку (рис. 7.10), які потім відробляються по падінню зверху вниз під захистом самопересувного щитового кріплення.
На вентиляційному штреку проводиться виймання пласта на всю його потужність і монтується щит, який складається із окремих секцій довжиною 6 м кожна. Секція щита – це рама із швелерних балок, поверх якої укладають декілька рядів колод діаметром 25-30 см. дерев'яну частину секції міцно скріплюють з металевою рамою. Під кожну секцію завчасно проводять вуглеспускні печі, які під щитом з'єднуються між собою канавою глибиною 2 м, в результаті чого створюється привибійний простір. Опорою щита служать цілики вугілля у покрівлі і підошві пласта.
Виймання вугілля під щитом виконується з допомогою буропідривних робіт. Цілики вугілля, на які опирається щит, руйнується і відбувається опускання (посадка) щита під дією власної ваги та ваги обрушених у виробленому порід.
Шаг посадки – 0,8-1,2 м. Відбите вугілля спускається по печах і вантажиться у вагонетки.
Основні переваги щитової системи розробки – це висока продуктивність праці, безпека робіт та малі витрати лісоматеріалів, а недоліки – значні втрати вугілля, а звідси й висока пожежонебезпечність.
Рис. 7‑77 – Система розробки потужного пласту з використанням щитового обладнання
1 – поверховий транспортний штрек, 2 - поверховий вентиляційний штрек, 3 – вуглеспускна піч, 4 – повітряподавальна піч, 5 – щитове кріплення.
Суть шарової розробки полягає у тому, що потужний пласт розділяють на шари такої товщини, щоб виймання кожного з них можна було уподібнити вийманню пласта середньої потужності. На практиці знайшли поширення похилі, горизонтальні та поперечно-похилі шари (рис. 7.11)
Рис. 7‑78 – Способи розподілу потужного пласта на шари
Похилі шари утворюються шляхом розділення пласта площинами, паралельними напластуванню (рис. 7.11, а); горизонтальні – горизонтальними площинами (рис. 7.11, б); поперечно-похилі – площинами, розміщеними по простяганню пласта з похилом у бік підошви для забезпечення руху відбитого вугілля під дією власної ваги (рис. 7.11, в).
Порядок відробки шарів може бути низхідним (у напрямку зверху вниз) та висхідним (знизу доверху). При управлінні покрівлею в шарі повним обваленням може бути тільки низхідний порядок відробки, при повній закладці – будь-який.
Потужність шару при індивідуальному кріпленні не перевищує 3,5 м, а при механізованому – визначається їх висотою. Найпоширеніша система розробки похилими шарами з вийманням з вийманням шарів у низхідному порядку та управлінні покрівлею повним обваленням.
На рис. 7.12 показана система розробки потужного пласта двома похилими шарами з одночасною розробкою шарів.
Рис. 7‑79 – Система розробки потужного пласта похилими шарами
1, 2 – поверховий польовий штрек відповідно транспортний та вентиляційний; 3, 4 – похилий проміжний квершлаг відповідно транспортний та вентиляційний; 5, 6 – шаровий штрек першого шару відповідно конвеєрний та вентиляційний; 7, 8 – шаровий штрек другого шару відповідно конвеєрний та вентиляційний; 9 – породний прошарок у пласті, що використовується для розділення шарів.
У підошві пласта проводяться польові поверхові штреки – транспортний і вентиляційний, які з'єднуються з пластом проміжними квершлагами. В кожному шарі проводиться свій транспортний та вентиляційний штреки, що дістали назву шарових. Верхній шар відробляється з випереджанням відносно нижнього. Розмір випередження зумовлюється схильністю обвалених порід покрівлі до злежування. При глинистих породах останні вже через кілька місяців ущільняються настільки, що під раніше відробленим шаром можна проводити очисні роботи в нижче розташованому шарі за умови монтажу металевої сітки між шарами. В інших випадках між шарами залишають захисну пачку вугілля товщиною 0,5-1,0 м або породний прошарок у пласті.
Виймання вугілля у верхньому шарі виконується комплексом із кріпленням підтримуючого типу (наприклад КМ-130), а в нижньому – огороджувального типу (ОКП-70 та ін.). Вугілля із лав транспортується конвеєрами по шарових штреках до переднього проміжного похилого квершлагу і далі на польовий транспортний штрек.
В останній час при розробці потужних крутих та крутопохилих пластів все більш застосовується комбіновані системи розробки з гнучким металевим перекриттям. Суть таких систем полягає у тому, що потужний пласт вугілля розділяється на два шари. Перший шар (під покрівлею) товщиною 1,5-2,0 м відробляється довгими стовпами по простяганню. У процесі виймання цього шару на його підошві настеляється гнучке перекриття із металевих штабів та металічної сітки. Другий шар відробляється під захистом цього перекриття зразу на всю останню потужність пласта. У цьому разі здебільшого використовують системи підповерхового обвалення або стовпами по падінню так само, як при щитовій системи розробки.
Питання для самоконтролю.
Дайте визначення терміна "система розробки".
Які вимоги пред'являються до вибору раціональної системи розробки?
Який основний признак прийнятий в класифікації систем розробки? Перелічить класи систем розробки.
Викладіть сутність суцільних систем розробки і назвіть їх відмінні признаки.
Перелічіть різновиди суцільної системи розробки і дайте їх графічну інтерпретацію.
Зобразите графічно суцільну систему розробки пологих пластів лава-етаж з охороною штреків: ціликами вугілля; однобічною і двобічною бутовою смугою; із проведенням штреків по пустим породам. Дайте оцінку кожного з них і назвіть умови їх застосування.
Який спосіб охорони вентиляційних штреків при суцільній системі розробки застосовується найчастіше за все на практиці і чому?
Перелічить умови, в яких при суцільній системі виробки слід розташовувати по пустим порода. Вкажіть параметри їх розташування відносно пласта і виробленого простору.
Зобразите графічно різновиди суцільної системи розробки: із середнім вентиляційним штреком; зі спареними лавами в етажу; з розподілом етажу на підетажі; з вийманням лавами за підняттям. Дайте їм оцінку і вкажіть умови застосування.
Які способи охорони пластових транспортних виробок застосовуються при суцільній системі розробки крутих пластів? Зобразите їх графічно, дайте їх оцінку і вкажіть умови застосування.
Те ж для вентиляційних штреків.
Перелічить умови, при яких допускається послідовне провітрювання лав.
Викладіть сутність стовпових систем розробки і назвіть їх відмінні признаки.
Перелічить різновиди стовпових систем розробки і дайте графічну інтерпретацію кожної з них.
Зобразите графічно стовпову систему розробки пологих пластів: лава-ярус; зі спареними лавами в ярусі; з поділом етажу на підетажі; з вийманням по повстанню чи падінню одинарними і спареними лавами, дайте оцінку кожної з них і назвіть умови їх застосування.
Як проводять виїмкові штреки відносно ізогіпси пласта? Які фактори впливають на вибір направлення проведення штреків?
Перелічити способи підготовки довгих стовпів по простяганню, зобразіть їх графічно, дайте їм оцінку і вкажіть умови їх переважного застосування.
Чому різновид стовпової системи розробки лава-ярус має найбільше розповсюдження порівняно з іншими різновидами систем цього класу?
В чому полягає особливість застосування стовпових систем розробки крутих пластів порівняно з пластами пологими і похилими?
Викладіть сутність щитової системи розробки потужних пластів. Зобразіть її графічно і дайте їй оцінку.
Які системи розробки відносяться до комбінованих і з якою ціллю вони застосовуються?
Наведіть приклади комбінованих систем розробки суцільних зі стовповими і стовпових з суцільними, зобразіть їх графічно, дайте оцінку їм і вкажіть доцільність їх застосування.
Якими принципами необхідно керуватися при конструюванні системи розробки, що забезпечує високі навантаження на очисний вибій по газовому чиннику? Поясніть роль кожного з них.
Перелічіть способи розділу потужного пласта на шари, що знайшли застосування на практиці, і зобразіть їх графічно.
В якій послідовності здійснюється виймання шарів і чим це визначається?
Зобразіть графічно системи розробки похилими шарами з вийманням лавами по простяганню; по падінню і з виїмкою смугами по простяганню. Дайте їм оцінку і вкажіть області застосування кожної.
Яким чином запобігають попадання обрушених порід або закладки з одного шару в інший при нисходячому порядку їх відробки?
Викладіть сутність і зобразіть графічно систему розробки горизонтальними шарами. Дайте оцінку їй і вкажіть область її застосування.