Способы и технологические схемы проведения горных выработок

Под способом проведения горной выработки понимают совокупность производственных процессов, выполняемых в необходимой последовательности для образования и сохранения полости в массиве горных пород определенного поперечного сечения и протяженности. В зависимости от физических свойств горных пород, назначения, срока службы и площади поперечного сечения выработок различают обычные и специальные способы их проведения.

Обычные способы проведения выработок применяются в средних горно-геологических условиях, позволяющих обнажать забой и бока выработки, специальные — в сложных как горно-геологических, так и гидрогеологических условиях. Если породы допускают даже незначительные обнажения кровли, но достаточные для установки крепи, то применяют обычные, т.е. самые распространенные, способы проведения горных выработок. В очень неустойчивых породах (сыпучих, плывунах) применяют специальные способы проведения выработок.

Специальные способы применяют иногда и в тех случаях, когда породы относительно устойчивы, но приток воды из них в выработку настолько большой, что удаление ее при помощи обычных средств водоотлива нецелесообразно и невозможно. К специальным способам относят замораживание, тампонирование, проходку с забивной или опускной крепью, забойное водопонижение, щитовой способ и др.

Применение специальных способов проведения выработок предусматривает кроме выполнения совокупности производственных процессов, минимально необходимых при обычных способах, дополнительное проведение специальных работ (процессов).

Обычные способы проведения выработок по методу отбойки (разрушения) горной массы от массива в забое и применяемым при этом средствам делят на комбайновый и буровзрывной, на способы проведения с помощью отбойных молотков, с применением струи воды высокого напора.

Способ проведения выработки определяется горно-геологическими условиями, в которых будет проводиться выработка, и производственно-техническими возможностями горного предприятия. Выбираемый способ должен обеспечивать требуемую безопасность труда, нормальное и надежное выполнение проходческих процессов и операций и максимальную экономичность.

К горно-геологическим факторам, влияющим на выбор способа проведения выработки, относятся прочность пород, мощность пласта угля или рудной жилы, угол падения залежи, нарушенность, газоносность, водообильность, ударо- и выбросоопасность горных пород.

В наибольшей мере выбор способа проведения выработок определяет прочность горных пород. Этот фактор определяет границу между комбайновым и буровзрывным способами, диктует выбор подавляющего большинства проходческих машин и механизмов — бурильных установок, погрузочных машин, средств доставки и транспорта горной массы.

К производственно-техническим факторам относятся площадь сечения выработки, ее протяженность, назначение и срок службы, глубина заложения, угол наклона, взаимное расположение выработок, способы доставки и транспортирования горной массы, материалов и оборудования.

Наиболее распространенным в настоящее время является буровзрывной способ, при котором массив разрушается с помощью зарядов взрывчатого вещества (ВВ), размещаемых в шпурах или скважинах. С применением этого способа в горнорудной промышленности проводят почти все выработки, в угольной промышленности — около 65%.

Для различных горно-геологических и горнотехнических условий на основании производственного опыта и научных исследований разработан ряд технологических схем проведения горных выработок, которые характеризуются взаимосвязью во времени основных и вспомогательных процессов и средств механизации работ.

Проходческие процессы проведения горных выработок подразделяются на основные и вспомогательные. Основными технологическими процессами являются разрушение и отбойка породы или полезного ископаемого от массива в забое, погрузка и транспортировка горной массы и возведение постоянной крепи. Они выполняются в забое или в непосредственной близости от него.

Вспомогательными процессами являются возведение предохранительной и временной крепей, настилка рельсовых путей или наращивание конвейерной линии, оборудование водосточной канавки, наращивание вентиляционных, водяных и воздушных магистралей, силовых, контрольных и телефонных кабелей.

Технология проведения выработки называется поточной, если имеется совмещение основных процессов во времени и выемка горной массы происходит непрерывно. Примером такой технологии может служить проведение выработки с помощью комбайна, когда устойчивость обнажений пород боков и кровли позволяет не останавливать комбайн во время возведения крепи.

Технология проведения выработки называется цикличной, когда проходческие процессы периодически повторяются и выполняются последовательно или с частичным совмещением. К такой технологии относится буровзрывной способ проведения или комбайновый, когда для возведения крепи работа комбайна приостанавливается.

Совокупность периодически повторяющихся основных проходческих процессов, выполняемых в определенном порядке в течение заданного отрезка времени для обеспечения подвигания выработки на определенную величину, называется проходческим циклом, а время, в течение которого он выполняется — продолжительностью цикла.

В настоящее время находят применение следующие схемы.

1. Технологические схемы проведения выработок с применением буровзрывных работ:

 по углю;

 смешанным забоем с совместной выемкой угля и породы;

 смешанным забоем с раздельной выемкой угля и породы;

 по породе.

2. Технологические схемы проведения выработок с применением комбайнов.

3. Технологические схемы проведения выработок широким забоем.

4. Технологические схемы проведения выработок с применением буросбоечных машин.

Выбор той или иной технологической схемы проведения горных выработок зависит от многих факторов. Основными из них являются; физико-механические характеристики горных пород, положение выработки в земной коре, размеры поперечного сечения, назначение выработки и др.