Разработка технологии и оборудования проведения выработок при механогидравлической технологии добычи угля на пластах с углом наклона свыше 25 градусов, страница 4

В Прокопьевском угольном бассейне для подготовки крутонаклонных пластов применяют в основном  три технологии проведения:

1.3.1 Комбайновая технология проведения

По существу комбайновый способ проведения горных выработок на крутонаклонных пластах ничем не отличается от комбайнового способа на пологих пластах. Для перемещения  с одного яруса на другой в связи с невозможностью транспортировки 10 тонного и более оборудования проходки, необходимо производить его демонтаж с последующим его монтажом. Данная технология сопряжена с большими материальными и временными затратами, что экономически не выгодно.

Наряду с недостатками следует отметить, что комбайновое проведение требует соблюдение определенной формы выработки: прямоугольной, трапециидальной и особых требований к креплению горной выработки. В условиях крутонаклонных пластов мощностью 2,5-3м последний недостаток вызывает необходимость присечки кровли пласта или почвы.

К достоинствам комбайнового способа проведения относится:

1.  Возможность точного соблюдения требуемых параметров формы выработки.

2.  Низкие показатели воздействия по сравнению с буро-взрывным способом на окружающий углепородный массив.

3.  Образование при проведении горной массы, крупностью не превышающей размеров необходимых для ее гидротранспорта.

1.3.2 Буровзрывная технология проведения

Еще одним из применяемых способов проведения горных выработок на наклонных и крутонаклонных пластах является буровзрывной способ. Он  заключается в обуривании забоя горной выработки шпурами, закладкой в них взрывчатого вещества с последующим взрыванием, и после проветривания выгрузкой горной массы гидросмывом или другими средствами. Данная технология проведения, не смотря на свою видимую простоту и возможность проведения горной выработки по крепким углям и породам обладает рядом недостатков, к ним относятся:

1.  Снижение безопасности ведения проходческих работ в связи с применением взрывчатых веществ и предъявлением к работе с ними особых требований безопасности.

2.  Динамическое воздействие взрыва, на окружающий массив проводимой горной выработки, существенно снижает его устойчивость в следствии образования дополнительных трещин, что осложняет крепление горной выработки и увеличивает затраты на ее поддержание.

3.  Так же стоит отметить, что данный способ не позволяет получить четкого соблюдения требуемого контура выработки, в следствии разных прочностей угольных пачек слагающих массив забоя выработки.

4.  При буро-взрывном способе проведения предъявляются особые требования к проветриванию горной выработки и соблюдению безопасного пылегазового режима.

5.  В связи с образованием при взрыве крупных фракций углепороднего массива (свыше 300мм), осложняющих их гидротранспортировку, возникает необходимость при данном способе проходки в дополнительном дроблении отбитой горной массы.

Следует отметить, что наряду с перечисленными недостатками существуют и достоинства:

1.  Малая металлоемкость, а следовательно и вес применяемого для проведения оборудования

2.  Возможность ведения горных работ без потребления высоконапорной воды

3.  Способность проведения горной выработки в крепком углепороднем массиве.

1.3.3 Гидромониторная технология проведения

Данная технология предполагает проведение горной выработки гидромониторным агрегатом, перемещаемым с яруса на ярус.

Агрегат устанавливается на устье выработки, к нему монтируется став высокого давления и подается 120-160 м3/час технологической воды под давлением 120-160атм. Образованной струей производят описание контура выработки и производят ее проходку на 6-8м с промежуточным креплением, далее производится перенос гидромонитора и наростка трубопровода. 

Данная технология проведения является энергоемкой из-за применения большого расхода высоконапорной технологической воды, а сложности связанные с оконтуриванием выработки и гидравлической деформации окружающего массива ведет к большим неоправданным затратам на крепление и поддержаниям.

При воздействии гидроманиторной струи на массив угля в связи с природной трещиноватостью угольного массива создаются зоны дополнительной трещиноватости, за счет расширения и дальнейшего развития природных трещин, за счет местного воздействия воды высокого давления, что приводит к разрушению окружающего массива и снижает устойчивость горной выработки, а так же осложняет ее крепление.

Из-за геометрической характеристики работы гидроманитора, очень сложно соблюсти контур выработки, что создает сложности при креплении горной выработки.

Следует отметить, что гидроманитор используется для очистной выемки, и применение его на проведении выработок является мерой вынужденной во многом не оправданной, что приводит к снижению добычи.

В связи с образованием при  гидроманиторном проведении крупных кусков фракций углепородного массива (свыше 300мм), осложняющих их гидротранспортировку возникает необходимость при данном способе проходки в дополнительном дроблении отбитой горной массы.

Достоинствами данного способа проведения является:

1.  Многофункциональность применяемого на проведении оборудования т.е проведение выработки и очистная выемка производится одним и тем же агрегатом с использованием одних и тех же трубопроводов.

2.  Проходческие работы осуществляются без применения электроэнергии в забое.

3.  Исключается присутствие угольной пыли в горной выработке.

1.4 На угледобывающих предприятиях УК «Южкузбассуголь»

Анализ современного состояния шахтного фонда УК «Южкузбассуголь»  показывает, что 81% шахт изношены и имеют возраст более 30 лет. Эти угольные предприятия: шахта «Есаульская», шахта «Абашевская», шахта «Осиниковская», шахта «Томская» – нуждаются в мероприятиях, связанных с поддержанием добычи. Такими мероприятиями в первую очередь являются: поддержание действующей мощности реконструкция, расширение за счет прирезки запасов и отработки ранее не отрабатываемых пластов.

Развитие техники и технологии отработки тонких пластов позволяет многим шахтам перспективу воспроизводства запасов видеть в подготовке и отработке пластов мощностью 0.7-1.2м, а это ведет к увеличению проход- ческих забоев с высоким коэффициентом присечки. При этом в первую оче­редь при подготовке лав на тонких пластах пресекаются породы почвы, пре­дел прочности на сжатие которых у подавляющего большинства рабочих пла­стов на 20-30% выше, чем пород непосредственной кровли /1/.