Элементы горных выработок

ПОДЗЕМНАЯ ОБСЛУЖИВАЮЩАЯ ГОРНАЯ ВЫРАБОТКА

Подземная обслуживающая горная выработка (рис 1) имеет следующие элементы: кровлю 1, забои 2, 4, 5, бока 3, 7, почву 6, устье 8.

рис. 1. Подземная горная выработка

Устье выработки — место примыкания её к земной поверхности или другой выработке гораздо большего поперечного сечения.

Забой — поверхность горных пород или полезного ископаемого, на которую воздействуют орудиями труда с целью направленной выемки (отбойки), в результате чего он перемещается, а выработка удлиняется. Это основной процесс при подземной добыче угля.

Форма забоя зависит от размеров выработки, горно-геологических условий, физико-механических свойств пересекаемых пород, применяемых орудий труда и конкретных задач. Чаще он плоский, но может быть ступенчатым, уступным и т. д. Если осуществляется раздельная (селективная) выемка угля и породы, то забои приобретают уступную конфигурацию: на рис. 1 — плоский опережающий угольный забой 4 и два отстающих уступных породных 2, 5 (по кровле и почве пласта). Если же вести совместную выемку угля и породы, то забои будут иметь плоскую форму по всему сечению выработки. Встречаются и более сложные их конструкции.

Когда выработка достигнет своей проектной длины, её забой закрепляют (консервируют), и он прекращает своё существование, преобразуясь в торец (стенку).

Забой и устье, следовательно, не могут быть постоянными элементами обслуживающих горных выработок.

Сопряжения — характерный элемент всех выработок, за исключением тех, которые имеют малый размер поперечного сечения (шпуры, скважины и др.).

Постоянными элементами обслуживающих горизонтальных и наклонных горных выработок являются бока (стенки — у вертикальных), почва и кровля, а действующих очистных — забой, рабочее и выработанное пространство, почва кровля и сопряжения. Бока имеют короткие очистные выработки и полосы (реже).

На устройстве элементов лав остановимся подробнее (рис. 2). Лава 8 подготовлена двумя горизонтальными выработками 13 и 15 для подачи соответственно свежей и отвода отработанной струи воздуха (насыщенной газами, влагой и другими примесями). Фронт 9 перемещается по простиранию пласта в направлении двойной стрелки. С противоположной стороны остается выработанное пространство 1, которое постепенно заполняется породами 20 кровли, обрушающимися под действием сил горного давления Q. Рабочее пространство поддерживается крепью 22 и 23.

Как видим, лава имеет два сопряжения (7, 10), почву 19, кровлю 18, забой 11 и выработанное пространство 1. боков нет. В качестве таковых условно принимают: в одном случае — фронт 9 и обрушившиеся породы 20, в другом — сопряжения 7 и 10, которые именуются здесь бортами — левым и правым либо верхним и нижним (разрез, А — А). Эти два случая различают в зависимости от применяемых орудий труда по способу извлечения угля и направлению продвигания забоя. Первый из них характерен для работы добычных комбайнов, вынимающих полезное ископаемое не по всему фронту сразу, а заходками шириной (глубиной) 0,5 м и более, которая обуславливает длину забоя 11, перемещающегося вдоль лавы по восстанию пласта.

Именно направление выемки определяет (ориентирует) элементы лавы. Тогда её правым боком можно принять фронт 9, а левым крепь 22 либо обрушившиеся породы 20. перемещение же работ происходит по простиранию пласта скачкообразно (циклично) на шаг, равный ширине захвата комбайна.

Таким образом, фронт лавы, её бока и борта не являются постоянными элементами, а определяются конкретными условиями разработки и, прежде всего, применяемыми орудиями труда.

Правильный выбор способа и направления выемки полезного ископаемого, базирующийся на детальной геологической разведке месторождения, во многом предрешает экономические показатели деятельности горных предприятий. Это задача — важнейшая функция органов управления угольной промышленности.

Но вернёмся к нашему примеру. По мере выемки угля передвигают крепь 23 и 22, а следовательно, перемещается вся лава. Позади остается выработанное пространство 1, в которое попадает часть подготовительных выработок 6 и 13. из них заблаговременно извлекают всё ценное и необходимое для повторного использования (оборудование транспортные сооружения и устройства, средства связи, энергоснабжения и т. д.). Участки 2 погашают и тщательно изолируют, чтобы там случайно не оказались люди и не проник туда воздух. Требования правил безопасности в данном случае должны соблюдаться неукоснительно.

рис. 2. Основные элементы лавы:

1, 4 — выработанные пространства лавы и верхнего яруса, 2 — погашенный участок вентиляционного штрека, 3 — погашенный целик, 5, 14 — охранные целики вентиляционного и откаточного штрека, 6, 15 — штреки (вентиляционный и откаточный), 7, 10 — сопряжения лавы с вентиляционным штреком и просеком, 8 — лава, 9 — фронт лавы, 11 — забой заходки, 12 — ниша, 13 — просек, 16 — печь, 17 — вентиляционная перемычка, 18, 19 — кровля и почва лавы, 20 — обрушенные породы, 21 — верхняк, 22, 23 — крепи (специальная и призабойная) рис. 3. Открытая горная выработка

ОТКРЫТЫЕ ГОРНЫЕ ВЫРАБОТКИ

Открытые горные выработки не имеют кровли (см. рис. 3), поэтому контур их поперечного сечения не замкнут. Плоскости 7 и 8 называют дном или подошвой, бока — бортами 1 и 4, а забои 3 и 6 после окончания проходки — торцом. Формы поперечных сечений указанных выработок однообразны: чаще встречаются трапециевидные, реже — прямоугольные. Борта обычно располагают к горизонту под углом 30 — 60^о (углом откоса борта).