ПРОВЕДЕНИЕ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ НАКЛОННЫХ ВЫРАБОТОК

Печи служат для вентиляции, доставки материалов и разрезки лав в новых выемочных участках (разрезные печи). В большинстве случаев печи проводят снизу вверх без подрывки боковых пород.

Ширина печей принимается в зависимости от их назначения, а площадь поперечного сечения их может быть 1,5—4 м².

Выемка угля при проведении печей производится отбойными молотками, буровзрывным способом, сбоечно-буровыми машинами, нарезными комбайнами и с применением гидромеханизации.

При буровзрывном способе проведения печей бурение шпуров производится электросверлами. Глубина шпуров 1,5—2 м; число шпуров принимают из расчета 2—3 шпура на 1 м² площади забоя. В зависимости от мощности пласта шпуры располагают в один и два ряда (при прямоугольном поперечном сечении) и по концен­трической окружности (при круглом поперечном сечении).

Отбитый уголь из забоя может двигаться под действием соб­ственного веса по почве печи (при углах наклона более 35—40°), по неподвижным металлическим рештакам (при углах наклона 20— 35°) и транспортироваться конвейером или скрепером.

Проветривание забоя печи может быть осуществлено вентилято­рами частичного проветривания с подачей воздуха по вентиляци­онным трубам.

Стремление механизировать работы по проведению скатов, вен­тиляционных печей и печей для спуска леса, прокладки кабелей и трубопроводов, дегазации пластов, спуска воды с верхних гори­зонтов, а также проведение мероприятий по борьбе с внезапными выбросами угля и газа вызвали необходимость создания специаль­ных сбоечно-буровых машин и буровых станков. Такие машины бурят и расширяют скважины по углю и породе.

Техническая характеристика сбоечно-буровых машин и буровых станков приведена в табл. 42.

Наибольшее распространение получили сбоечно-буровые машины (СБМ-Зу), легкий буро-сбоечный станок (ЛБС-4) и др.

Сбоечно-буровая машина СБМ-Зу предназначена для бурения снизу вверх углеспускных печей в крутых пластах, а также во­доспускных, вентиляционных и другого назначения скважин в кру­тых и пологих пластах по плоскости их залегания. Эта машина весьма широкое распространение получила на шахтах Кузнецкого бассейна.

Буровая машина «Стрела» предназначена для проведения вос­стающих выработок (скаты, гезенки и др.) по породе с ƒ до 10—12 по шкале проф. М. М. Протодьяконова. Оснащена электрическим или пневматическим двигателем. С пневмодвигателем может при­меняться в шахтах, опасных по газу или пыли, а также в опасных по внезапным выбросам.

Машина для проведения восстающих выработок (ПВВ-2м) может проводить углеспускные печи круглого, сводчатого и квадратного поперечного сечения; площадь круглого сечения — 1,31 м², свод­чатого — 2,0 м² и квадратного — 2,25 м².

Наибольшая механизация проведения печей обеспечивается при применении сбоечно-буровых машин и нарезных комбайнов.

На рис. 147 показана схема проведения разрезной печи с приме­нением сбоечно-буровой и нарезной машин.

Сбоечно-буровая машина СБМ-Зу или буровой станок БШ-2 (возможен и другой тип машины) с нижнего штрека (чаще откаточного) на верхний (вентиляционный) пробуривает скважину диаметром 300—500 мм. После этого нарезная машина (типа МРС) снизу вверх расширяет скважину до попереч­ного сечения 450 X 1137 мм. Нарезная машина удерживается на канате, пропущенном в скважине, и подается на забой печи с помощью лебедки типа 1ЛГКН-1-1. После проведения печи комбайном про­изводится ее окончательное оформление (ширина 2 м, высота 0,7 м) и крепление. Крепление осуществляется сверху вниз. Крепление печи производится деревянными стойками, устанавливаемыми под распил. Расстояние между стойками по падению 0,9 м, по прости­ранию 0,7 м. Крепежный материал спускается легким скипом с по­мощью лебедки (типа ВЛ-2), установленной на верхнем штреке. На бурении скважины обычно заняты 2 человека, на расширении сква­жины нарезной машиной — 4 человека, а на оформлении и креплении печи — 3 человека.

Скорость проведения разрезной печи в месяц по указанной схеме составляет 300—350 м. Производительность труда рабочего на выход 1,55 м (2,18 м³ в свету).

На рис. 148 приведена схема проведения разрезной печи нарез­ным комбайном КН-3. Комбайном можно проводить выработки по углю с углом наклона не более 15°. Ширина выработки 4,5 м, высота— 1 м.

Разрезную печь крепят деревянными стойками под распил.

Скорость проведения выработки в месяц по указанной схеме 600—700 м. Сменное звено состоит из 4-х человек; производительность труда проходчика на выход составляет 2,5 м.

Рис. 148. Схема проведения разрезной печи нарезным комбайном КН-3:

1 – комбайн; 2 – скребковый конвейер; 3 – вентиляционные трубы

Скаты проводят в пластах угля с углом падения более 30°, когда уголь и порода могут перемещаться вниз под влиянием собственного веса.

В зависимости от мощности пласта и пропускной способности ската его проводят с подрывкой или без подрывки боковых пород.

В скатах должны устраиваться два отделения (рис. 149, а): одно отделение для спуска угля под действием собственного веса 1 сечением не менее 1,0Х 1,5м, другое отделение ходовое 2 шири­ной не менее 0,8 м. Если по скатам спускается уголь и порода, то их устраивают с тремя отделениями: одно — для передвижения людей, два — для спуска угля и породы. Ходовое отделение от углеспускного и породоспускного отшивается досками. В отшивке 3 устраивают окна размером 0,2 X 0,2 м, закрываемые задвижками; расстояние между окнами должно быть не более 5 м. Окна пред­назначены для разборки застрявших кусков угля и породы.

Для предохранения крепи от разрушения углеспускные и породоспускные отделения могут обшиваться листовым железом или оборудоваться трубами; в последнем случае отшивка ходового отделения необязательна. Скаты проводят как снизу вверх, так и сверху вниз; чаще всего их проводят в направлении снизу вверх, так как в этом случае не требуется подъема, погрузки и водоотлива. На пластах с большим выделением метана и на нарушенных пла­стах скаты проводят сверху вниз, причем способы проведения их аналогичны способам проведения уклонов.

При длине до 150 м и благоприятных условиях залегания пласта перед проведением ската сбоечно-буровой машиной пробуривают скважину диаметром 300—850 мм в направлении снизу вверх (с от­каточного штрека на вентиляционный или другой верхний штрек). После этого может быть пройден скат снизу вверх или сверху вниз (рис. 149, в). Перед проведением ската по скважине сверху вниз внизу строят бункер 6.

При невозможности пробуривания скважины для проветривания ската проводят печь (рис. 149, б) на расстоянии 6—10 м от ската, соединяемую со скатом сбойками (просеком) через каждые 5—10 м; последние могут быть горизонтальными или наклонными (диаго­нальными).

Наклонные сбойки обеспечивают передачу угля из печи в скат, что создает хорошие условия для оборудования ходка в печи; однако при наклонных сбойках поддержание сопряжений выработок более затруднительно, поэтому они не всегда могут быть рекомендованы. Сбойки могут быть использованы для той же цели, что и окна в от­шивке ската, поэтому ходового отделения в скате при наличии рядом оборудованной ходовой печи не требуется.

Проведение печи параллельно скату для проветривания значи­тельно увеличивает объем проходческих работ и удорожает стои­мость проведения скатов. Поэтому скаты часто проводят одним забоем (рис. 149, а), с применением вентилятора частичного про­ветривания 7.

Применение взрывных работ в шахтах, опасных по газу или пыли, при проведении восстающих выработок снизу вверх без сква­жин допускается только в особых случаях. В этих условиях отбойка угля должна производиться отбойными молотками.

При проведении скатов сверху вниз по скважинам (рис. 149, в), обеспечивающем спуск угля, очень удобно производить отбойку отбойными молотками. Взрывные работы в таких случаях приме­няются очень редко из-за опасности застревания угля в скважине.

При проведении ската снизу вверх отбитый уголь по на­клонному полку 4 (рис. 149, а, б)самотеком ссыпается в углеспускное отделение, при проведении же ската сверху вниз уголь спускается по скважине самотеком (рис. 149, в)или при отсут­ствии скважины погружается в скип 5 и выдается на верхний штрек.

Скаты крепят обычно деревянной крепью неполными или полными крепежными рамами, а на крутом падении — венцовой крепью сплош­ной или на стойках.

Крепежный лес в забой ската доставляют при помощи лесодоставочной механической установки (рис. 149, в), оборудованной скипом 5 небольшой емкости. Лебедка скиповой установки распо­лагается на верхнем штреке; отделение для доставки леса в целях безопасности отшивается от ходового отделения.

При проведении скатов снизу вверх доставка леса производится по углеспускному (породоспускному) отделению с помощью легких лебедок с приводом от ручного сверла. Лесоспускное (лесоподъемное) отделение при доставке леса в скипах обязательно обшивается досками. В зависимости от угла наклона обшивка производится по всему периметру или только со стороны почвы и стенок на неко­торую величину от почвы. Организация работ непосредственно в забое при проведении скатов отличается большой простотой вслед­ствие небольшого их сечения и небольшого количества рабочих (2—3 человека в смену), занятых на проведении. Выполнение опе­раций проходческого цикла в большинстве случаев последовательное.

Бурение является одним из наиболее интенсивных источников пылеобразования в шахтах, так как весь выбуриваемый уголь (порода) превращается в штыб, который при перемещении по сква­жине дополнительно измельчается. При выбуривании 1 м скважины диаметром 300 мм образуется до 100 кг штыба и пыли; запыленность воздуха при этом в сотни раз превышает допустимую по санитарно-гигиеническим нормам.

Исследованиями МакНИИ установлено, что для борьбы с пылью не представляется возможным рекомендовать какой-либо один уни­версальный способ. Выбор того или иного способа обеспыливания воздуха обусловливается различными факторами, главными из ко­торых являются угол наклона скважины, вид энергии, место располо­жения двигателя, тип буровой машины и бурового става. Для Донец­кого бассейна наиболее приемлемыми (основными) являются «мок­рые» способы обеспыливания, промывка при бурении, использова­ние воздушно-водяной смеси, применение туманообразователей и оро­шение с помощью форсунок.

Промывка является наиболее эффективным и простым способом, однако практическое использование ее связано с весьма большим расходом воды, необходимым для выноса штыба, и обводнением рабо­чего места. В связи с этим этот способ рекомендуется для горизон­тальных, наклонных и нисходящих скважин, при бурении которых не требуется отвода промывочной жидкости от машины. Эффектив­ность пылеподавления при применении промывки достигает 96-99%.

Буровые машины с пневмодвигателем могут работать в забое восстающей скважины на смеси, состоящей из сжатого воздуха и воды. Такая смесь используется в качестве энергоносителя и од­новременно как средство борьбы с пылью, образующейся при бурении. Вода и воздух предварительно смешиваются в специальном смесителе. Из смесителя турбулентный поток смеси подается по ставу полых штанг к двигателю (при бурении скважин машиной БРМ-2), на выходе из выхлопных отверстий которого образуется воздушно-водяная подушка. Подавление пыли происходит непо­средственно у места ее образования (в забое скважины) замечет непрерывной подачи смеси на продукты разрушения.

Применение воздушно-водяной смеси для пылеподавления воз­можно и при бурении восстающих скважин полым стержневым ставом машинами типа ЛБС-4, БШ-2 и др. В этом случае смесь сжатого воздуха и воды подается к забою скважины через муфту, установленную на специальной вставке к шпинделю сбоечно-буровой машины (полый став и отверстия в буровой коронке), минуя пневмодвигатель. Вода подается к смесителю под давлением 3—5 am, воздух — под давлением 3—4 am; расход этих компонентов смеси составляет: воды — 6—8 л и воздуха — 1,5—2,0 м³ в минуту. Эффективность пылеподавления составляет 90—99%.

Борьба с пылью при бурении восстающих скважин также может успешно осуществляться с помощью туманообразующих устройств. Туман в скважине на расстоянии 6—8 м от устья создает сплошную «пробку», активно гасящую пыль. Эффективность пылеподавления при применении этого способа составляет 93—97%.

Эффективным является при пылеподавлении и применение фор­сунок, которые, разбрызгивая воду, создают водяную завесу, сма­чивающую падающую вниз буровую мелочь.

При бурении восстающих скважин машинами с электроприводом рекомендуется осуществлять сухое пылеулавливание посредством пылеуловителей, комплектно выпускаемых с этими буровыми ма­шинами.

Соблюдение мер по борьбе с пылью при бурении скважин по­зволяет резко снизить запыленность воздуха и таким образом оздо­ровить условия труда рабочих.