1.2 Система разработки короткими столбами

При системах разработки с короткими столбами выемочное поле разбивается сетью нарезных выработок на прямоугольные участки с размерами сторон 10—15 м (короткие столбы) (рисунок 3). Они применяются на пластах средней мощности с углами падения до 18° при весьма неустойчивых или труднообрушаемых породах кровли, а также при погашении охранных целиков.

Достоинства системы: высокая производительность труда, низкая трудоемкость работ по управлению кровлей, высокий уровень нагрузки на выемочное поле.

Рисунок 3 - Система разработки короткими столбами

Из систем разработки с короткими забоями наибольшее распространение имеют камерно-столбовые системы. Шахтное поле делят на панели, размеры которых зависят от условий залегания пластов.

Вначале проводят камеры, которые крепят анкерами (рис. 15.4). Ширина камер 4-12 м. Междукамерный целик отрабатывают в обратном порядке заходками без крепления. Между заходками оставляют целики шириной 1-1,5 м.

Из забоев камер добывают 25-50%, а из заходок 50-75% извлекаемых запасов. Потери угля составляют 25—30% (в особо благоприятных условиях 12-18%). Область применения системы: горизонтальные и пологие пласты мощностью 1,5-3 м с относительно устойчивыми породами кровли, небольшой газоносности, не склонные к горным ударам.

Рисунок 4 - Камерно-столбовая система разработки

1-камеры; 2 -заходка; 3 - вентиляционный штрек; 4 - -бремсберг; 5 – откаточный штрек

Отличительной особенностью технологических схем при камерных и камерно-столбовых системах разработки являются проведение всех выработок, в том числе и транспортных, только по углю и единство оборудования как для подготовительных, так и для очистных работ. Наиболее широкое распространение указанные системы получили в США, Канаде, Австралии, где на их долю приходится более 95% добычи угля подземным способом. Это связано с исторически сложившимся направлением механизации очистных работ и благоприятными горно-геологическими условиями залегания пластов.

Наиболее высокие технико-экономические показатели достигаются при применении комплексов оборудования, в состав которых входят короткозабойный комбайн бурового или режуще-скалывающего действия производительностью 6-8 т/мин, большегрузные самоходные вагонетки вместимостью 8-10 м³ или конвейеры, в том числе телескопические, самоходная машине для установки анкерной крепи. Краткая техническая характеристика короткозабойных комбайнов, выпускаемых фирмами «Джеффри», «Джой» и «Ли-Норс» (США), приведена в таблице 1.

Отличительные особенности отдельных типов комбайнов: значительный клиренс и повышенная ширина гусениц, хорошая маневренность, наличие на корпусе машины устройств для установок анкерной крепи, дистанционное управление с расстояния до 10 м (101-МС, 122-М, 15СМ1-8А, СМ245 и др.), легкий доступ к приводам (11СМ-1А), уменьшенные затраты на техническое обслуживание, 'в первую очередь на замену зубков (12СМ5-8В). Отбитый уголь грузится комбайном в самоходную вагонетку, которая доставляет его к участковому конвейеру. Расстояние от забоя до конвейера обычно не превышает 100- 120 м. Каждый забой обслуживается двумя вагонетками. Большая ширина выработок позволяет груженым вагонеткам развивать скорость до 7-8 км/ч. Движение вагонеток обычно осуществляется по челноковой схеме. Это вызвано широким применением вагонеток с кабельным подводом энергии. Вместимость кузова вагонеток различна. Так, например, фирма «Джой» выпускает вагонетки вместимостью от 3,5 до 3,8 м³.

Успешно применяются вагонетки на пневмоколесном ходу, перемещаемые тягачами с аккумуляторным питанием. Наличие независимого источника энергии позволяет организовать петлевое движение вагонеток, при котором по одной выработке доставляется груз, а по другой перемещаются порожние вагонетки. Эффективность работы короткозабойного выемочного комбайна непрерывного действия значительно снижается из-за того, что транспорт, управление кровлей и вентиляция осуществляются не непрерывно, а циклично. Самоходные вагонетки, доставляющие отбитый уголь от забоя к участковому ленточному конвейеру, не обеспечивают непрерывности работы.

Таблица 1 - Технические характеристики короткозабойных комбайнов

Фирма, модель	Мощность пласта, м	Габариты (длина, ширина, высота), м	Масса, т	Установленная мощность, кВт
«Джеффри» 122-М	1,98—4,12	10x2,8x1,5	59	448
120-НР	1,22—2,9	10,1x2,3x1,1	43	411
101-МС	0,71—1,2	7х2,6х0,6	15	213
«Джой» 11СМ-1А 12СМ5-8В 15СМ1-8А 1ММ	1,02—2,29 1,27—3,05 0,76—1,52 1,8 - 4,5	10,5x2,5x0,8 10x2,2x1 10,5x2,3x0,6 н.д.	37 36 28 н.д.	400 280 231 480
«Ли-Норс» СМ-245	0,76—1,37	97x2,5x0,6	26	216
НН106	1,1—3,0	10x2,5x0,9	39	335
НН606	1,9-4,3	10,1x2,7x1,8	46	335

Для этого, особенно при выемке пластов мощностью более 1,8 м, в состав комплекса оборудования вводят самоходные погрузочные машины как промежуточное звено между комбайном и самоходной вагонеткой. Но и в этом случае не исключаются остановки комбайна на период установки крепи (правила безопасности в США запрещают рабочим находиться в незакрепленной зоне) или наращивания вентиляционного става трубопровода, отставание конца которого от забоя не должно превышать 3 м.

Для обеспечения непрерывности транспорта разработана и фирмой «Джеффри» выпускается многозвенная система, состоящая из ряда отдельных секций скребковых конвейеров длиной по 6 м. Посредством соединения секций, снабженных резиновыми колесиками, образуется конвейерная линия длиной от 60 до 120 м производительностью 11,8 т/мин.

Дальнейшим развитием этой системы явились самоходные каскадно расположенные конвейеры на пневмоколесном ходу. Система состоит из 12 четырехколесных конвейерных тележек с приводом на два колеса и управлением на четыре колеса. Она может применяться в выработках шириной более 5,5 м при прямоугольной форме их сечения.