Столбовая система разработки

При столбовой системе разработки отработка лавы ведется на передние промежуточные квершлаги. По аналогии с пологим падением применение данной системы разработки позволяет использовать в лаве выемочные комбайны с индивидуальной или механизированной крепью. По сравнению с выемкой угля отбойными молотками добыча из лавы и производительность труда ГРОЗ при этом резко возрастают. Охрана откаточного штрека также, как и при сплошной системе разработки, может осуществляться угольными или искусственными целиками (на рисунке изображены искусственные целики). По данным ДонУГИ искусственные целики могут применяться примерно на 70% шахтопластов ЦРД. Охрана вентиляционного штрека производится бутовой полосой или сочетанием угольных целиков с бутовой полосой. Расстояние между промежуточными квершлагами такое же, как и при сплошной системе разработки (рис.4.7).

Машинная часть лавы и магазинный уступ разделяются рядом деревянных костров. Они предохраняют оставляемые угольные или возводимые искусственные целики от разрушения обрушившейся сверху породой. Размеры магазинного уступа, как и при сплошной системе разработки, выбираются с таким расчетом, чтобы в нем помещался весь уголь с полосы, снимаемой по всей длине лавы.

Рисунок 4.7 – Столбовая система разработки крутопадающего пласта

Во избежание «подсыпки лавы» расстояние между откосом насыпанного угля и выступом угля в массиве должно быть не менее 1м. Технология выемки угля в лаве с применением очистных комбайнов следующая.

Выемочными комбайнами типа УКР-1, «Поиск» или «Малыш», работают по односторонней схеме снизу вверх. Вдоль лавы они перемещаются рабочим и предохранительным канатами по почве пласта. Тяговая лебедка типа ЛГКН или ЛП устанавливается на вентиляционном штреке. Канаты перебрасываются через шкивы кран-балки. После снятия полоски угля по всей длине лавы и переноса шкивов кран-балки на величину захвата, равную 0,9м, комбайн опускается вниз и шнеками заводится в магазинный уступ.

В случае применения в лаве индивидуальной крепи после спуска комбайна вниз рабочие через 10-12м делают перекрытия и производят крепление своего участка лавы снизу вверх. Лава готова к следующему циклу. Комплекты крепи такие же как и при сплошной системе разработки. При применении в лаве механизированной крепи, например, КГУ или «Днепр», передвижка секций крепи осуществляется вслед за продвижением комбайна.

Отбитый уголь самотеком движется по почве пласта вниз и собирается в магазинном уступе, через погрузочные бункеры загружается в вагонетки. Далее транспортируется по пластовому откаточному штреку на передний промежуточный квершлаг, по полевому групповому откаточному штреку к главному откаточному квершлагу и по нему к скиповому стволу.

Так как пластовые штреки поддерживаются в массиве угля, то затраты на их поддержание значительно меньше, чем при сплошной системе разработки.

Преимущества, недостатки и область применения, за исключением угла падения, аналогичны столбовой системе разработки на пологом падении.

Столбовая система разработки более прогрессивна, чем сплошная.

ТЕХНОЛОГИЯ ВЫЕМКИ УГЛЯ

Упрощено классификацию технологии выемки угля можно представить следующим образом (рис.5.1):

Рисунок 5.1 – Классификация технологии выемки угля

Рассмотрим кратко основные способы добычи угля.

Открытый способ добычи угля

Открытым способом в Украине добывают бурый уголь в Днепровском буроугольном бассейне. На крупных разрезах в России применяются мощные многоковшевые экскаваторы с вылетом стрелы до 60-100м и ёмкостью ковша до 8м³. Ленточные конвейера транспортно – отвальных мостов имеют длину до 200м. Производительность труда рабочего на разрезах по сравнению с шахтой в 10-15раз выше, а себестоимость меньше в 3-5 раз. Такое несоответствие объясняется очень высокой стоимостью применяемого на разрезах оборудования и большим расходом электроэнергии.

Перспективы добычи угля открытым способом в Украине ограничены. Различные строительные материалы, доломитизированный известняк, железная руда, полиметаллические руды добываются на Украине открытым способом.

Гидродобыча

На Украине вблизи г. Красноармейска работал один из крупнейших в Советском Союзе гидрорудник «Пионер». Добыча угля велась с помощью гидромониторов и в экспериментальном порядке гидропушек. Уголь на сборные штреки, проведенные под уклоном, смывался струей воды. По сборным штрекам этой же струей воды по желобам транспортировался до пульпосборников. Оттуда насосами перекачивался в зумпф главного ствола. По нему эрлифтной установкой выдавался на поверхность. На поверхности происходило обезвоживание угля и отправка его потребителям. Применялась система разработки длинными столбами по простиранию с выемкой угля заходками по падению. Производительность труда в 1,5-2,5раза выше, чем на традиционных шахтах, себестоимость 1т добытого угля 2-3раза ниже. Однако из-за профессиональных болезней подземных рабочих, связанных со 100% относительной влажностью шахтного воздуха; сложности поддержания выемочных выработок из-за резкого снижения под влиянием влаги прочности вмещающих пород; большого износа труб эрлифта; очень большого расхода воды; а также больших потерь угля гидрорудник, постепенно переводится на сухую технологию добычи угля, т.е. превращается в обычную шахту.

Подземная газификация

Идея подземной газификации угля высказана Д.И. Менделеевым в 1888г. Суть ее состоит в сжигании в пласте угля и выдачи на поверхность генераторного газа, состоящего из продуктов неполного окисления (сгорания) углерода, азота; паров воды, кислорода и водорода и т.д. Перед 2-й Мировой войной в Советском Союзе было построенно две станции, одна из них на Украине. В настоящее время переспективы подземной газификации очень малы, т.к. теплотворная способность газа намного ниже, чем природных газов, а стоимость выше, процесс горения практически неуправляемый. По данным ДонУГИ можно управлять этим процессом при мощности сжигаемого пласта более 1-1,2м. Но такие пласты успешно разрабатываются по традиционной технологии.

5.4 Механизированный способ выемки без постоянного присутствия рабочих в лаве

Данный способ базируется на применении механизированных автоматизированных комплексов и агрегатов, управляемых автоматикой или дистанционно. Комплексы КМ-87А, «Донбасс-А», были изготовлены и испытаны более 30лет назад. Они показали свою работоспособность.

На сегодняшний день средства автоматизации стоят в несколько раз больше, чем механизированный комплекс. С учетом мирового опыта при серийном производстве применение автоматизированных комплексов и агрегатов является перспективным для Украины.