Выемка угля отбойными молотками

Отбойные молотки в качестве средств механизации выемки угля на пологом падении применяются крайне редко. В основном они используются при выполнении вспомогательных операций – выемка ниш, оформление забоя, подрывка боковых пород.

Широкое применение в настоящее время они находят при разработке крутых пластов (до 70% общей добычи угля). Хотя технология выемки угля с использованием отбойных молотков морально устарела, обладает высокой трудоемкостью, большим расходом лесоматериалов (до 80 м³ на 1000 т добычи), но, в то же время, она является универсальной, пригодной практически во всех сложнейших горно-геологических условиях крутого падения. В обозримом будущем трудно предположить, что ей найдется альтернатива.

Отбойный молоток представляет собой поршневую пневматическую машину ударного действия с клапанным воздухораспределением. В настоящее время для отбойки угля мягкого и средней крепости, а также мягких пород применяются молотки МО5ПМ и МО6ПМ. Если требуется большая сила удара, применяются молотки МО7ПМ. Перечисленные молотки выполнены по одной конструктивной схеме и отличаются только длиной ствола и ударника; основное положение при работе молотка – вертикально вниз. Работают молотки при давлении воздуха 0,3...0,5 МПа при частоте ударов 1100...1500 в минуту и расходе воздуха 1,5 м³/мин. Масса молотков от 7,8 до 9 кг.

Выемка угля молотками на крутом падении ведется в потолкоуступном забое. Профессия рабочего, осуществляющего выемку, – забойщик на отбойных молотках VI разряда. Перед началом работы он должен осмотреть забой и привести его в безопасное состояние, проверить состояние отбойного молотка, подсоединить шланг к магистрали и продуть его, после чего вставить пику и опробовать молоток на холостом ходу. Согласно ПБ при углах падения более 30° и высоте уступа более 10 м обязательно применение предохранительных полков. Поэтому перед началом работы забойщик на необходимом расстоянии от ножки вышележащего уступа должен устроить сплошной предохранительный полок из досок и обаполов, а в нижней части уступа – решетчатый предохранительный полок.

Выемка угля отбойными молотками в уступе производится, как правило, одним рабочим, иногда практикуется спаренная работа (один осуществляет выемку угля, другой крепит уступ).

Работу по выемке угля забойщик в отдельных случаях начинает с производства так называемого “подбоя”. По всей высоте уступа сверху вниз по почве пласта вынимается узкая щель глубиной 0,2-0,3 м. Она служит для образования дополнительной обнаженной плоскости, что приводит к уменьшению крепости угля за счет действия сил горного давления и облегчает дальнейшую выемку угля.

Согласно ПБ выемка угля в уступе разрешается только сверху вниз.

Благодаря наличию этих ниш тысячи рабочих были спасены при завалах лавы и внезапных выбросах угля и газа. Спасательная ниша обладает повышенной устойчивостью, потому что с трех сторон находится массив угля.

Иногда на особо опасных пластах приходится делать двойные спасательные ниши (2 м по падению и 1,8 м по простиранию).

После выемки “коня” забойщик обязан закрепить его согласно паспорту крепления. Запрещается выемка очередного “коня” без закрепления предыдущего. При неустойчивых вмещающих породах выемка осуществляется участками длиной 1 м по падению и шириной 0,45 м (полполоски) по простиранию. После выемки всего “коня” под прикрытием временной крепи возводится постоянная, а временная удаляется.

По мере выемки угля рабочий производит пропуск угля в пределах рабочего места, смазку отбойного молотка, замену пики, наблюдает за состоянием воздухопроводного шланга. Он обязан постоянно следить за состоянием кровли и при необходимости возводить предохранительную крепь.

В конце смены рабочий отсоединяет молоток, сматывает шланг и убирает инструмент.

Размер выемочного уступа по падению h_у определяется из условия снятия одним забойщиком за одну смену полосы угля по всей длине уступа с некоторым перевыполнением плана:

, (3.14)

где N_в – норма выработки на отбойку и крепление лавы (10...20 т);

k_п – коэффициент перевыполнения плана (1,1...1,15);

n – количество рабочих в одном уступе, чел.;

r – ширина снимаемой полосы (0,9 м);

r – плотность угля, т/м³;

m – мощность пласта, м.

Выемка угля осуществляется полосами шириной по простиранию пласта 0,9 м и длиной по падению пласта 2 м (профессиональное название такой полосы – “конь”). Первым вынимается так называемый “горловой конь”, а затем спасательная ниша (“куток”) (рис. 3.12). Правилами безопасности запрещается выемка угля без создания спасательной ниши, которая служит для временного нахождения рабочих в аварийных ситуациях (обрушение кровли, сползание почвы и т.д.).

Норма выработки зависит от категории угля по отбойности, мощности и угла падения пласта, длины уступа, плотности угля, наличия прослоек и ложной кровли, а также от паспорта крепления.

Длина уступа в зависимости от горно-геологических и горнотехнических условий колеблется от 8 до 20 м. Ширина уступа b_у (ширина ножки) колеблется от 1,8 до 4,5 м. При ширине уступа меньше 1,8 м возможно травмирование рабочего углем, отбитым в выше расположенном уступе, при ширине уступа более 4,5 м происходит полоска стоек крепи в пределах рабочего пространства, ухудшаются условия поддержания и управление кровлей.

Количество выемочных уступов в лаве определяется по формуле

, (3.15)

где Н_э – наклонная высота этажа, м;

h_маг – высота уступа-магазина, м;

– суммарная высота целика, м;

h_п, h_ош – соответственно, высота просека и откаточного штрека, м.

Полученное число уступов корректируется так, чтобы размер уступа по падению был кратен 2 м, а число уступов было целым числом

. (3.16)

Правая часть данного уравнения величина постоянная. Если при корректировке не удается получить тождество, то необходимо изменить высоту уступа-магазина или высоту целиков.

Выемка угля осуществляется в три смены на неопасных по выбросам пластах и в две – на опасных. Одна смена отводится при этом на проведение противовыбросных мероприятий и одна смена – ремонтная, когда осуществляется доставка леса в лаву на сутки, выкладка костров, перенос воздушной магистрали, разделка запасных выходов.

Добыча угля из молотковой лавы составляет 150...200 т в сутки при производительности труда забойщика около 10 т.