Технология разработки нарушенных угольных пластов

Переход геологических нарушений механизированными комплексами связан с осложнениями по управлению секциями крепи, необходимостью присечки боковых пород, возведению дополнительной крепи и укреплением пород для предотвращения вывалов непосредственной кровли, что приводит к снижению технико-экономических показателей работы очистных забоев.

Впервые технологические схемы по переходу геологических нарушений были разработаны для условий Норильского угленосного района, имеющего интенсивную нарушенность пластов.

Эти технологические схемы успешно применялись не только на шахтах Норильска, но и были взяты за основу при разработке схем и инструкций для шахт Донбасса, Кузбасса и других бассейнов и месторождений страны.

Дальнейшее повышение эффективности разработки нарушенных пластов и использования высокопроизводительной техники возможно посредством научного обоснования оптимизации технологии очистной выемки.

Коллектив авторов Академии Наук СССР, сибирского отделения якутского филиала института горного дела Севера, обобщил опыт отработки нарушенных участков в своей работе "Технология разработки нарушенных угольных пластов" (Ф.М. Киржнер, В.Н. Скуба, Е.М. Козионов, П.Е. Левкович), Якутск, изд. ЯФ СО АН СССР, 1983 г. Проведение авторами исследования позволяют получить рекомендации по совершенствованию технологии и средств комплексной механизации при отработке нарушенных пластов в условиях шахты "Джебарики-Хая".

В данном разделе использованы также рекомендации института горного дела им. А.А. Скочинского "Прогрессивные технологические схемы разработки пластов на угольных шахтах" ч. II, Пояснительная записка. М 1979г. и "Технологические схемы очистных и подготовительных работ для шахт области многолетней мерзлоты, учитывающие применение систем и средств регулирования теплового режима", ИГД им. А.А. Скочинского, М. 1987 г.

Целесообразность перехода механизированными комплексами геологических нарушений в виде сбросов (взбросов) устанавливается технико-экономическими расчетами. Переход тектонического нарушения без демонтажа очистного комплекса целесообразен при следующих условиях:

1) амплитуда геологического нарушения не должна превышать мощность пласта в 1,25-1,3 раза;

2) коэффициент крепости боковых пород не более 4 по шкале М.М. Протодъяконова, что позволяет при предварительном ослаблении массива с помощью буровзрывных работ разрушать породы выемочными машинами;

3) расстояние между непереходимыми нарушениями для выемочных участков, предназначенных к отработке механизированными комплексами, должно быть не менее 200 м;

4) длина очистного забоя должна быть не менее 100 м.

По сложности перехода механизированными комплексами тектонические нарушения разделены на три группы.

К первой группе относятся нарушения с амплитудой Н¹, при переходе которых отсутствует необходимость присечки боковых пород.

Ко второй – нарушения с амплитудой Н², при переходе которых осуществляется присечка пород кровли или почвы, или кровли и почвы пласта исполнительным органом комбайна.

К третьей – нарушения с амплитудой Н³, переход которых совершается с предварительной подрывкой крепких вмещающих пород БВР и последующей присечкой исполнительным органом комбайна.

Признаком первой группы является соотношение Н¹ £ m – h_min, второй - m – h_min <Н²< m + m_n - h_min, третьей - m + m_n - h_min < Н³,

где: Н – амплитуда нарушения, м;

m – мощность пласта, м;

h_min – минимальная рабочая высота крепи, м;

m_n - мощность присекаемых комбайном пород, м.

Отработка участков угольных пластов с тектоническими нарушениями, расположенными диагонально к линии очистного забоя, осуществляется путем постоянного перемещения комплекса вверх или вниз или с его поворотом в вертикальной плоскости. Во время перехода геологического нарушения осуществляется полная затяжка пород кровли.

Переход нарушений первой группы рационально производить мелкоступенчатым способом, который заключается в опускании (поднятии) комплекса на высоту ступени h_с за цикл с тем, чтобы к сбросу (взбросу) подойти с минимальной раздвижностью крепи. Максимально возможная высота ступени по верхней пачке пласта не должна превышать 0,3 м. Высота по нижней пачке зависит от конструктивных особенностей оборудования и составляет 0,05-0,15 м.

Переход нарушений второй и третьей групп рекомендуется осуществлять с разворотом комплекса в вертикальной плоскости. При переходе нарушения с лежачего крыла к висячему переднюю часть основания крепи и конвейер опускают в траншею, образованную с помощью буровзрывных работ в призабойном пространстве лавы перед лавным конвейером. глубина траншеи не должна превышать 0,8 м, а ширина 1,2 м. Угол наклона комплекса не должен быть более 20°. Несоблюдение данного условия приводит к разрушению направляющих лыж конвейера и редуктора шнека комбайна.

Переход нарушения с висячего крыла к лежачему выполняется путем сокращения гидравлической раздвижности гидростоек при распертом козырьке секции крепи стойкой и подкладыванием под основание крепи направляющих клиньев.

Длина пути перехода нарушения вычисляется по формулам:

а) при мелкоступенчатом способе –

,

б) развороте комплекса -

,

где Н – требуемая величина общего подъема или опускания механизированной крепи;

- ширина секции крепи механизированного комплекса;

h – допустимая величина первой ступени подъема или опускания механизированной крепи, зависящая от конструкции оборудования и горно-геологических условий; h £ 0,3 м;

a - предельный угол устойчивости механизированной крепи, определяемый по таблице 5.8 "Прогрессивных технологических схем разборки пластов на угольных шахтах" ч. II Пояснительная записка.

Переход комплексами нарушений при наличии в кровле и почве пласта одинаковых по крепости пород может быть осуществлен мелкоступенчатый способом или после разворота крепи в вертикальной плоскости, но присечку пород целесообразно проводить одновременно в кровле и почве пласта, обеспечивая минимальный объем присекаемых пород.

При одностороннем способе присечки пород объем присекаемых пород – Q_п рассчитывается по формулам:

,

если амплитуда смещения пласта H £ m,

и ,

если H > m.

При двустороннем способе присечки пород используют формулы:

,

если амплитуда смещения пласта H £ m,

и ,

если H > m.

Здесь y, g, a - углы соответственно встречи нарушения с лавой, падения плоскости сместителя, падения пласта, град.

Переход таких нарушений начинают на расстоянии от сместителя. В формулах знак плюс соответствует согласным нарушениям, минус – несогласным.

Дата добавления: 2015-08-27