Основы горного дела (стр. 3 )

Задание для самоконтроля

1.  Для чего предназначены, как проведены относительно элементов
залегания пласта такие выработки, как ствол, квершлаг, ходок, штрек?
Какие из этих выработок имеют непосредственный выход на дневную поверхность?

2.  Изобразите в продольном и поперечном сечении ствол, квершлаг,
ходок, штрек.

3. Как проветриваются выработки в период проходки и для чего
необходимо соединять выработки в общую вентиляционную систему?

4.Поясните такие понятия, как копер, шкив, бадья, забой, грудь
забоя.

5.Зачем нужен околоствольный двор и какие выработки околоствольного двора Вы знаете?

6.Какие виды крепи горных выработок вы знаете? Из каких частей
состоит металлическая арка, как она устанавливается?

7.Изобразите в масштабе план шахтного поля с вскрывающими выработками и вертикальный разрез для следующих условий. Размеры шахтного
поля: по падению - 1600 м, по простиранию - 4000 м; размер околоствольного двора по оси квершлага - 300 м; стволы расположены в середине
околоствольного двора, расстояние между стволами в направлении простирания пласта - 50 м; длина квершлага от околоствольного двора до
пласта - 100 м; квершлаг пересекает шахтное поле в геометрическом цент-
ре; расстояние в плане между осями квершлага и ходка - 50 м; угол
падения пласта 15°; глубина верхней границы шахтного поля - 100 м;

(Ответ в приложении).

6. ПОДГОТ0ВКА ШАХТНОГО ПОЛЯ

Когда пласт вскрыт и создана вентиляционная сеть горных выработок, проветриваемых с помощью вентилятора, установленного у главного
ствола, можно было бы начинать добычу угля, т. е. разработку. Но где и в каком месте начинать? Отвлекаясь от горного дела, рассмотрим такай
случай: гости сидят за праздничным столом, на столе большой, вероятно очень вкусный, пирог. Никто не решается начать первым. Хозяйка
разрезает его на части и теперь каждому есть чем заняться. Можно представить и другой исход - не ожидая, пока пирог будет разрезан, гости пытаются взять себе свою долю. Но такой вариант явно нежелателен - уж
очень это неудобно, согласитесь! То же самое имеет место и с разработкой пласта - пока он не будет разделен на части, начинать разработку технологически неудобно. Поэтому после вскрытия шахтного поля приступают к его подготовке.

Для этого от штрека 7 по восстанию пласта проводят еще две наклонные выработки - бремсберг и ходок (рис. 12). Бремсберг 8 отстоит от ходка 6 на 20-30 м, такое же расстояние между бремсбергом и ходком 61 . В верхней части ходков сооружают лебедочные камеры 12 и устанавливают в них лебедки - подъемные машины.

Бремсберг - наклонная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на дневную поверхность, предназначенная для транспорта
полезного ископаемого в направлении сверху вниз. Бремсберг проводится
по восстанию пласта и может быть пластовым или полевым. Бремсберг
оборудуется ленточным конвейером. Продольное и поперечное сечение
бремсберга показано на рис. 13.

Комплекс наклонных выработок (бремсберг и два ходка) делит шахтное поле на две части - левую и правую. Их называют крыльями шахтного
поля. Название крыла обычно соответствует сторонам света - Восточное,
Южное и т. д.

От ходков 6 и 61 по простиранию пласта до границ шахтного поля
проходят два штрека. Штрек 10-этажный вентиляционный штрек. Он проводится по верхней границе шахтного поля. Штрек 9-этажный транспортный (откаточный), проводится на 150-250 м ниже вентиляционного.

Часть шахтного поля от одной до другой боковой границы, заключенная между этажными откаточным и вентиляционным штреками, называется
этаж.

На боковых границах шахтного поля этажные штреки соединяются
наклонными выработками 11, называемыми разрезными печами. Разрезная печь - наклонная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на дневную поверхность, пройденная по восстанию пласта, имеющая высоту - равную, мощности пласта. Предназначена для монтажа в ней угледобывающего оборудования. Ширина разрезной печи 4-5 м,
поперечное и продольное сечение печи показано на рис. 14. Разрезная
печь крепится деревянными стойками, установленными под деревянный
верхняк.

В процессе проведения этажных штреков их забои проветриваются
воздухом, подаваемым по трубам, после проведения разрезных печей вентиляционная струя омывает все выработки с помощью вентилятора, установленного у главного ствола.

Горная порода, получаемая при проведении штреков, транспортируется вниз по ходкам через штрек и квершлаг в околоствольный двор и
по вспомогательному стволу выдается на поверхность. Для спуска породы
по ходкам используются составы вагонеток, которые передвигаются по
рельсам с помощью подъемной машины (лебедки) и стального каната.

Проведение этажных штреков и разрезных печей создало условия для
начала очистных работ.

Задание для самоконтроля

1.Какие выработки необходимо провести после вскрытия шахтного
поля для того, чтобы подготовить его к эксплуатации?

2.Вычертите продольное и поперечное сечение бремсберга и разрезной печи в процессе их проведения.

3. Зачем нужны лебедочные камеры на ходках?

4. Для условий вопроса 7 предыдущего параграфа покажите этажные
штреки и разрезные печи, если расстояние между этажными штреками в
плоскости пласта 200 м. Покажите путь движения воздушной струи по выработкам.

7. ОЧИСТНЫЕ РАБОТЫ

После окончания работ по подготовке шахтного поля в разрезной
печи монтируют оборудование для непосредственной добычи угля. Чтобы
добыть уголь, необходимо отделить часть его от массива пласта, доставить отбитый уголь до откаточного штрека и далее выдать его на поверхность.

Разработка угля начинается в разрезной печи за счет ее расширения в сторону ходков. Таким образом, одна из стенок печи становится
подвижной, т. е. забоем. Такой забой называют очистным, а горную выработку, в которой добывают уголь, называют лавой или просто очистным
забоем.

Если разрезная печь при добыче угля будет постепенно увеличивать свою ширину, то породы кровли могут обрушиться под действием
своего веса, что недопустимо, так как в лаве работают люди и механизмы. Поэтому кровлю в лаве нужно крепить.

Таким образом, в лаве для добычи угля необходимо выполнять следующие основные процессы: отделение угля от массива, транспортировка
отделенного угля вдоль лавы до откаточного штрека, крепление кровли
в лаве. Эти процессы механизированы и выполняются с помощью следующих машин и механизмов:

отбойка угля - с помощью угольного комбайна,
транспортировка угля вдоль лавы - с помощью скребкового конвейера,

крепление кровли - с помощью механизированной крепи.

Рассмотрим принцип работы этих механизмов.

Скребковый конвейер (рис. 15) состоит из верхнего и нижнего
приводов 1 и линейного става 2. Привод конвейера представлен электродвигателем 3, редуктором 4 и приводным барабаном 5. От электродвигателя вращательный момент передается на редуктор, который уменьшает число оборотов вала до необходимого, и далее на вал барабана. На барабане имеются специальные шестерни-звездочки, могущие входить в зацепление с круглозвенной цепью 6. Линейный став состоит из отдельных секций.
Линейные секции конвейера представляют собой жесткую металлическую конструкцию из двух С-образных профилей, соединенных посередине горизонтальной полкой. Соседние секции соединены между собой таким образом, что допускают поворот одной секции относительно другой на некоторый угол. Таким образом, общая конструкция линейного става может быть не только прямолинейной, но и допускает некоторые изгибы в горизонтальной плоскости. Вдоль линейного става сверху и снизу полки расположены две круглозвенные цепи, замыкающиеся в вертикальной плоскости через звездочки приводных барабанов.

Через определенное расстояние вдоль става цепи соединены горизонтально расположенными металлическими пластинами – скребками 7. При
включении приводов вращение от двигателя через редуктор передается
на барабан, звездочки входят в зацепление с цепью и протягивают ее
вдоль конвейера. Если теперь уложить на конвейер насыпной груз (отбитый уголь), то он будет транспортироваться скребками до нижнего барабана и далее может быть перегружен на транспортную установку в откаточном штреке.

Общая длина скребкового конвейера равна длине лавы. Скорость движения скребковой цепи - 0,8-1,25 м/с. Высота линейных секций конвейера - 160-200 мм. Масса конвейера - 600-1000 кг/м длины лавы. Ширина
линейного става - 500-700 мм.

Угольный комбайн предназначен для отбойки угля от массива и погрузки его на конвейер. Комбайн (рис. 16) состоит из корпуса 1, в котором смонтированы электродвигатель и редуктор, и исполнительных органов 2. С помощью специальных лыж комбайн установлен на раме линейного
става конвейера. Комбайн движется вдоль лавы в ту или иную сторону
следующим образом: в корпусе комбайна смонтированы звездочки зацепления 4. Круглозвенная цепь 3 заведена между звездочками так, что имеется
возможность войти в зацепление с приводной звездочкой. Цепь растянута
вдоль конвейера лавы и закреплена на приводах конвейера. Когда от двигателя

комбайна через его редуктор вращение передается на звездочку,
она входит в зацепление с цепью комбайна и подтягивает его вдоль лавы
к приводу конвейера. При перемене направления вращения звездочки комбайн, будет перемещаться к противоположному концу лавы. При выключении
двигателя комбайн останавливается.