Основы горного дела (стр. 6 )

В некоторых случаях целесообразно шахтные стволы проводить не
вертикально, а под меньшим углом. Такую выработку называют наклонным
стволом.

Вертикальная или наклонная выработка, выходящая на поверхность
и служащая исключительно для выдачи из шахты отработанной воздушной
струи, называется шурф. Глубина шурфа обычно не превышает 80-100 м.
Более глубокий шурф называют вентиляционным стволом.

Таким образом, при строительстве и эксплуатации шахты используются разнообразные горные выработки, знание особенностей проведения которых и их функциональное назначение необходимо горному инженеру.
Горные выработки - основа горной терминологии. Классификация горных выработок относительно их расположения в пространстве и назначения показана в таблице.

Задание для самоконтроля

1.Перечислите все вертикальные, наклонные, горизонтальные горные выработки.

2.Какие горные выработки не участвуют в общей системе проветривания шахты?

3.В чем отличие между гезенком и слепым стволом, между тоннелем и штольней, между косовичником и просеком, между квершлагом и ортом, вертикальным и наклонным стволом?

11. Подземный транспорт

Добытый в очистном забое уголь, порода, получаемая при проведении и ремонте выработок, должны быть выданы на поверхность. Для этой
цели горные выработки оборудуются средствами транспорта.

Уголь по горизонтальным и наклонным выработкам транспортируют,
как правило, ленточными конвейерами (рис. 36).

Сущность работы ленточного конвейера состоит в том, что между установленными на концах конвейера барабанами 1 натянута замкнутая прорезиненная лента 2. По
длине конвейера лента опирается на ролики 3, смонтированные на металлических опорах. Ролики с верхней стороны конвейера уложены таким образом, что лента приобретает форму желоба. Передний в направлении движения груза по конвейеру барабан через редуктор соединен с двигателем.

При вращении этого барабана за счет трения между ним и лентой
последняя приходит в движение. Когда на ленту грузится разрыхленный
уголь - он транспортируется по выработке (со скоростью 2-3 м/с). Ленточные конвейеры имеют длину до 1000-1500 м, часовую производительность от 300 т/ч до 1500 т/ч.

Для перевозки материалов и породы по горизонтальным выработкам применяют электровозный транспорт. При этом груз размещают в шахтных вагонетках емкостью от 1 м до 3,5 м. Из вагонеток формируют составы, которые перевозятся электровозом по рельсовому пути шириной 600 мм или 900 мм. Электровоз снабжен аккумуляторной батареей. После работы в течение смены батареи обмениваются в электровозном гараже на заряженные. Электровоз имеет вес от 5 до 14 т и перевозит составы до 90 т.

При транспортировке породы и материалов по наклонным выработкам
составы вагонеток перемещаются с помощью специальных лебедок - подъемных машин (рис. 37).

Подъемная машина устанавливается в специальной камере 1 в верхней части наклонной выработки. При подъеме состава 2 стальной канат 3, один конец которого соединяют с составом, навивается на барабан машины 4, при спуске - сматывается с барабана. С помощью таких машин можно транспортировать составы по наклонным выработкам длиной до 1500 м.

Транспорт полезного ископаемого и других грузов по вертикальным
выработкам называют подъемом.

Уголь выдают из шахты с помощью подъемных сосудов, называемых скипами. Отсюда подъем для угля часто называют скиповым подъемом (рис. 38, а).

Скип - это металлический ящик, дно которого при разгрузке открывается. Скип имеет емкость от 5 до 30 т, загружается в околоствольном дворе из угольного бункера с помощью специального дозатора.

Для подъема из шахты груженных и спуска в шахту порожних скипов
над стволом сооружают копер 1 - металлическую или железобетонную конструкцию, на котором расположена подъемная машина 2. Через барабан
подъемной машины перекинуты стальные канаты 3. Скипы подвешены к канатам таким образом, что один скип 4 (нижний) находится в нижней части ствола под загрузкой, а второй 5 в это время находится на копре и содержимое его разгружается в бункер 6. После загрузки нижнего и разгрузки верхнего скипа включается двигатель подъемной машины и груженный скип перемещается вверх по стволу к месту разгрузки. Порожний скип в это время опускается под загрузку.

Скиповая установка работает в автоматическом режиме.

Клетевой подъем (рис. 38, б) предназначен для выдачи породы и
спуска в шахту материалов в вагонетках, а также для перевозки по стволу рабочих. Для функционирования установки также необходим копер 1, подъемная машина 2, подъемные канаты 3. Подъемным сосудом служит клеть 4 - стальная конструкция, аналогичная кабине лифта. (Клети подвешены на канатах таким образом, что верхняя - на верхней приемной, площадке ствола, т. е. в том месте, где в клеть можно загружать вагонетки с материалами и выгружать вагонетки с породой.

Когда нижняя клеть загружена вагонеткой с породой, а верхняя – вагонеткой с материалами или порожней вагонеткой, включается двигатель подъемной машины, верхняя клеть опускается, а нижняя поднимается.

Схема, изображающая графически технологическое взаимодействие
транспортных установок шахты, называется схемой транспорта. Для рассматриваемого примера шахты схема транспорта показана на рис. 39.

На современных шахтах транспорт угля от очистного забоя до бункера скипового подъема конвейеризирован 1. Вспомогательный транспорт (транспортирование породы, материалов, людей) - рельсовый 2.

Выданный из шахты уголь, после разгрузки скипа в бункер конвейером подается в железнодорожные вагоны 3 для отправки потребителю.
Порода, выдаваемая из шахты в вагонетках, перегружается на конвейер
и далее поступает в железнодорожные вагоны 4 для вывоза в отвал.

Задание для самоконтроля

1.Какие виды транспорта грузов в шахте вы знаете?

2.В чем принцип работы ленточного конвейера?

3.В чем сущность электровозной откатки в шахте?

, 4. Как транспортируются материалы по наклонным выработкам?

5.В чем принцип работы клетевого подъема?

6.В чем принцип работы скипового подъема?

7.Изобразите на рисунке схему транспорта шахты при разработке
уклонной части шахтного поля.

(Ответ в приложении).

12. ВЕНТИЛЯЦИЯ ШАХТЫ

Ранее уже отмечалось, что для создания нормальных условий работы горные выработки необходимо проветривать. Ознакомившись с общей
схемой сети выработок шахты, можно рассмотреть вентиляцию шахты
целиком.

Поступающий в шахту атмосферный воздух состоит из смеси газов.
Необходимый для жизни человека кислород содержится в нем в количестве примерно 20,95% по объему. Проходя по горным выработкам, воздух
насыщается парами воды, углекислым газом, сероводородом и другими газами. Из угля выделяется газ метан, при взрывных работах имеет место
выделение ядовитых газов. Вследствие этого процентное содержание
кислорода падает, а безопасные условия работы требуют наличия его в
шахтной атмосфере не менее 20%.

Весьма опасным на угольных шахтах является газ метан. Он горюч
и способен в смеси с воздухом образовывать взрывчатую смесь. Взрывоопасная смесь - при содержании метана в воздухе от 5-6% до 14-16%.
Правила безопасной эксплуатации шахт требуют, чтобы исходящая из лавы
воздушная струя содержала до 1% метана.

В зависимости от того, сколько метана выделяется при добыче в
шахте одной тонны угля, шахты делят на категории. При выделении метана до 5 м3 на I т суточной добычи угля шахты относят к I категории.
Если выделение метана от 5 до 10 м3/т - ко 2 категории, от 10 до
15 м3/т - к 3-й, свыше 15 м3/т - шахты называют сверхкатегорными. Большинство современных шахт отнесены к сверхкатегорным. Правилами безопасности установлено, что исходящий из шахты воздух не должен содержать метана более 0,75%. Для обеспечения этого требования в шахту подается от 2 до 20 тысяч кубических метров воздуха в минуту. Если выразить количество подаваемого в шахту воздуха в тоннах, то оно в 2-5 раз превысит величину суточной добычи угля из шахты.

Для подачи в шахту таких количеств воздуха используют мощные
вентиляторные установки, так называемые вентиляторы главного проветривания. У главного ствола устанавливают два вентилятора (один из них резервный). Всас вентилятора соединяют специальным вентиляционным каналом с главным стволом. При работе вентилятора свежий воздух входит в шахту по вспомогательному стволу, а выдается по главному. На рис. 40 показана схема вентиляции шахты.

Для того, чтобы свежая и отработанная струи воздуха не смешивались, в выработках устанавливают вентиляционные двери 1 или двери с окном 2, когда нужно ограничить количество проходимого по выработке воздуха. Обходные выработки 3 позволяют передать воздух с одного крыла на другое, обеспечить "обход" наклонных выработок.

При проведении выработок их забои проветриваются вентиляторами
местного проветривания 4. Это переносные вентиляторные установки, которые нагнетают воздух в забой выработки по прорезиненным трубам.

Вентиляторы местного проветривания устанавливают на свежей вентиляционной струе. Отработанный воздух выходит из забоя выработки и
разбавляется потоком свежего воздуха.

На шахте создается специальная структурная единица - участок
вентиляции и техники безопасности. В его функции входит контроль вентиляционного режима и обеспечение надежного проветривания, а также
контроль состояния техники безопасности на всех видах подземных работ.