Лекция № 23 Выемка шнекобуровыми машинами

Раздельная выемка горизонтальных, пологих и наклонных (20 – 25°) тонких пластов (менее 2.5 – 3 м) полезного ископаемого, главным образом угля, без удаления покрывающих и вмещающих вскрышных пород может успешно осуществляться шнекобуровыми машинами.

Шнекобуровая выемка (рис. 23.1) заключается в выбуривании угля параллельными скважинами большого диаметра (500 – 1000 мм и более). Подаваемый из скважины шнеком уголь через перегрузочный конвейер поступает в транспортные средства (обычно автосамосвалы).

Рисунок 211 Схема шнекобуровой машины:

1 – двигатель; 2 – гидравлический домкрат; 3 – патрон; 4 – буровая коронка; 5 – рама установки; 6 – направляющий фонарь; 7 – погрузочный лоток

Рабочий орган шнекобуровой машины – секционный шнек; первая секция шнека оснащена направляющим забурником с буровой коронкой, максимальный диаметр которой составляет 2130 мм (в настоящее время имеются коронки с диаметром до 3000 мм). Диаметр коронки должен быть на 15 – 20 см меньше мощности выбуриваемого пласта. Последняя секция бурового става закрепляется в шпинделе. В настоящее время выпускаются одно- и многошпиндельные (до пяти) шнекобуровые машины.

Подача шнека на забой гидравлическая. Угол наклона шнеков регулируется посредством гидравлических домкратов. Длина каждой секции до 6 м. Она ограничивается допустимыми размерами машины, так при наращивании шнека и его извлечении привод подается к задней раме машины на длину секции.

Глубина скважин ограничивается прочностью бурового става и составляет 60 – 70 м. В процессе бурения производится постепенное наращивание шнеков. Средняя скорость бурения (и подача шнека на забой) составляет 1.5 – 2 м/мин.

Шнекобуровые машины устанавливают в разрезной траншее таким образом, чтобы бур был направлен перпендикулярно к борту траншеи. Искривление и выклинивание скважин предотвращают посредством гидравлических домкратов, строго параллельным перемещением вдоль борта траншеи (уступа) и точной установкой машины. У российской двухшпиндельной шнекобуровой машины ШБ – 2 производительностью до 1000 т/смену для этой цели предусмотрены рельсобалочный ход и система автоматической ориентации. Точность установки машины 10% ; при глубине бурения 70 м отклонение скважин от заданного направления не превышает 0.15 м.

Для предотвращения обрушения покрывающих и вмещающих пород оставляют предохранительные межскважинные целики, а в некоторых случаях дополнительные барьерные целики между группами скважин.

В результате оставления предохранительных целиков и недобора у кровли и почвы пласта потери угля при шнекобуровой выемке составляют в среднем 45 – 50%, достигая в ряде случаев 50 – 60%.

Потери сокращаются до 33 – 38% при выемке многошпиндельными машинами, когда между группами скважин оставляют только барьерные целики.

Цикл бурения одной скважины складывается из времени собственного бурения tб, извлечение бурового става tи наращивания tн разборки секций шнеков tр и перемещения машины tпер:

Тс = tб + tи + tн + tр + tпер. (23.1)

Общее время собственного бурения скважины глубиной 70 м машиной ШБ -2 в углях средней прочности при скорости бурения 3.5 м/мин и скорости извлечения става 6 м/мин (длина секции шнека 5.6 м) составляет 40 – 50 мин. Время извлечения бурового става равно 25 – 30 мин, время наращивания секций составляет 1.5 – 3 мин, время их разборки 1 – 2.5 мин, время на передвижку и установку машины по направлению не превышает 6 -8 мин (в среднем tпер = 4 мин).