Технологические схемы проведения подготовительных выработок в Кузнецком бассейне

Проектирование проведения горных выработок представляет собой комплексный процесс, включающий установление формы и размеров поперечного сечения, выбор способов и технических средств для ведения проходческих работ. В проект также входят организация проветривания, транспорта горной массы, крепления выработок, настилки рельсового пути или подвески монорельсовой дороги, устройства водосточной канавки. Важным этапом является разработка организации работ и расчет технико-экономических показателей. Рассмотрим несколько технологических схем проведения подготовительных выработок при столбовых системах разработки, широко применяемых на шахтах Кузнецкого бассейна.

Технологическая схема №1 предусматривает проведение одиночным забоем горизонтальной выработки по пласту с использованием проходческого комбайна и ленточного перегружателя (рис. 16,а). В состав используемого оборудования входят комбайны типов ГПКС, АМ50, АМ65, АМ75, П110, навесной ленточный перегружатель серийного производства и телескопический ленточный конвейер моделей 2ЛТ100У, 2ЛУ120У. Для крепления применяются средства бурения и установки анкеров Wombat, Rambor, РБШСПП, ЭРП18д-2М, ЭР-18д.

Рис. 16. Технологические схемы 1 (а) и 2 (б) проведения конвейерного штрека одиночным забоем с использованием ленточного или скребкового перегружателя: 1 - проходческий комбайн; 2 - ленточный или скребковый перегружатель; 3 - ленточный конвейер; 4 - ручные бурильные установки; 5 - вентиляционный став; 6 - лебедка проходческая; 7 - лебедка для доставки; 8 - противопожарный став

Технологический цикл включает последовательное выполнение ключевых операций: подготовку к работе и детальный осмотр состояния забоя, непосредственное разрушение угля и пород с последующей погрузкой горной массы, доставку необходимых материалов в забой, возведение временной и постоянной крепи. В течение ремонтной смены выполняются вспомогательные работы: доставка материалов, техническое обслуживание комбайна, конвейера и перегружателя, зачистка выработки, передвижка перегружателя, наращивание конвейера, вентиляционного става и водоотливного става, а также настилка рельсового пути.

Данная схема классифицируется как постоянная, поскольку после завершения проходки смонтированные ленточный конвейер и рельсовый путь не демонтируются. Они используются для монтажа машин и оборудования механизированного комплекса и служат для транспортировки горной массы в процессе отработки выемочного столба. Это повышает экономическую эффективность за счет многократного использования инфраструктуры.

Технологическая схема №2 также ориентирована на проведение одиночным забоем горизонтальной выработки по пласту с применением комбайна, но с использованием скребкового перегружателя (рис. 16,б). Принципиальное отличие этой схемы от предыдущей заключается именно в замене типа перегружающего устройства. Состав остальных машин и механизмов, а также последовательность и перечень всех технологических операций остаются идентичными схеме №1.

Технологическая схема №3 предназначена для проведения горизонтальных выработок сдвоенными забоями по пласту комбайном с использованием перегружателя, самоходного вагона и ленточного конвейера (рис. 17). Данная схема дополнительно включает в себя, помимо стандартного набора оборудования, самоходные вагоны типов 5ВС-15М, Shuttl-Car, а также скребковый конвейер СР-70 или СР-70/05.

Рис. 17. Технологические схемы 3 проведения выемочных штреков сдвоенным забоями с использованием самоходного вагона и скребкового конвейера в одном забое и скребкового или ленточного перегружателя в другом: 1 - проходческий комбайн; 2 - самоходный вагон; 3 - скребковый конвейер; 4 - ленточный конвейер; 5 - ручные бурильные установки; 6 - вентиляционный став; 7 - лебедка для доставки; 8 - противопожарный став

Технологические процессы в двух забоях осуществляются независимо друг от друга, что повышает общую производительность. Операции включают подготовку и осмотр забоя, выемку угля или породы, погрузку и транспортировку горной массы с помощью самоходного вагона или скребкового конвейера, перенос шлангов и кабелей, доставку материалов, возведение крепи и выгрузку самоходного вагона. Эта схема нашла широкое применение при оконтуривании протяженных выемочных столбов на высокогазоносных пластах.

Технологическая схема №4 описывает проведение горизонтальных выработок по пласту комбайном с использованием перегружателя и бункер-поезда (рис. 18). Ее ключевое отличие от первых двух схем заключается в применении бункер-поезда, который состоит из трех-пяти вагонов с донной разгрузкой и системы лебедок для его перемещения по рельсовому пути.

Рис. 18. Технологические схемы 4 проведения вентиляционного штрека комбайном с использованием ленточного перегружателя и бункер поезда: 1 - проходческий комбайн; 2 - вагоны с донной разгрузкой; 3 - тяговая лебедка; 4 - скребковый конвейер; 5 - ручные бурильные установки; 6 - вентиляционный став; 7 - противопожарный став

Данная технология рекомендуется для проведения таких выработок, как вентиляционные штреки и путевые выработки, которые изначально не предназначены для конвейерного транспорта горной массы. Смонтированный в процессе проходки рельсовый путь не демонтируется и эксплуатируется на протяжении всего периода очистной отработки выемочного столба или панели, обеспечивая логистику.

Технологическая схема №5 реализует проведение одиночным забоем выработки комбайном с использованием комбинации скребкового и ленточного конвейеров (рис. 19). В рамках этой схемы функцию перегружателя выполняет скребковый конвейер, модели СР-70 или СР-70/05. Ленточный конвейер, как правило, используется телескопический, что позволяет оперативно наращивать транспортную линию по мере продвижения забоя.

Рис. 19. Технологические схемы 5 проведения одиночной выработки комбайном с использованием скребкового и ленточного конвейеров: 1 - проходческий комбайн; 2 - скребковый конвейер; 3 - ленточный конвейер; 4 - ручные бурильные установки; 5 – вентиляционный став; 6 - лебедка проходческая; 7 - лебедка для доставки; 8 - противопожарный став

Выбор конкретной технологической схемы является критически важным проектных решением, определяющим эффективность и безопасность горных работ. Он основывается на комплексном анализе горно-геологических условий, включая мощность пласта, газоносность, устойчивость боковых пород. Также учитываются доступность оборудования, требования к производительности и экономическая целесообразность для обеспечения рентабельности предприятия.

Сведения об авторах и источниках:

Авторы: Жежелевский Ю. А., Федерова М. А.

Источник: Система разработки угольных месторождений.

Данные публикации будут полезны студентам вузов, обучающимся по специальности «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых», начинающим специалистам горной промышленности, а также всем, кто интересуется технологиями подземной добычи угля.