Призабойные гидравлические стойки
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

- стойки постоянного сопротивления: при работе имеют вначале некоторую податливость, обусловленную сжатием рабочей жидкости, находящегося в ней воздуха и деформацией уплотнительных устройств, а затем сохраняют постоянное рабочее сопротивление.

Когда давление рабочей жидкости в полости стойки превышает давление настройки ее предохранительного клапана, последний срабатывает, в результате чего часть рабочей жидкости сливается, давление внутри рабочей полости стойки падает, выдвижная часть опускается.

Гидравлические стойки выполняют с внутренней гидросистемой (ГК) (насос встроен внутрь каждой гидравлической стойки, и рабочая жидкость, залитая в стойки перед вводом в работу, находится в них постоянно в течение всего периода эксплуатации) и с внешним питанием (ГВ) (насос находится вне стойки и требуется подвод жидкости под давлением от насоса по напорной магистрали при каждой уста­новке гидростоек).

 

Контрольные вопросы

1. Какие способы искусственного поддержания массива вам известны?, Назначение, условия применения, классы систем разработки?

2. Какие напряжения и за счет чего возникают в магазинированной руде?

3. Поясните, к каким отрицательным последствиям может привести конвергенция бортов выработанного пространства? И что можно предпринять?

4. Какие требования предъявляются к крепи?

5. Какие виды крепи применяются в очистных забоях?

6. Как распределяется опорное давление при системах разработки с креплением

7. Приведите с графической интерпретацией основные технологические характеристики металлических стоек.



ЛЕКЦИЯ №7

 

План лекции

 

1. УСМ при системах с закладкой при разработке угольных месторождений:

1.1. Полная и частичная закладка выработанного пространства. Технология работ.

1.2. Виды закладки, требования к закладочным материалам, транспортирование в очистное пространство. Достоинства и недостатки, условия применения.

2. УСМ при системах с закладкой при разработке рудных месторождений.

2.1. Распределение опорного давления при камерных системах разработки с закладкой.

2.2. Расчет прочности твердеющей закладки при разработке пологопадающих месторождений.

2.3. Расчет прочности твердеющей закладки при разработке крутопадающих месторождений.

 

 

УПРАВЛЕНИЕ СОСТОЯНИЕМ МАССИВА ГОРНЫХ

ПОРОД ПРИ СИСТЕМАХ С ЗАКЛАДКОЙ

ВЫРАБОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА

 

УСМ ПРИ СИСТЕМАХ С ЗАКЛАДКОЙ ПРИ РАЗРАБОТКЕ УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Частичная закладка

Частичная закладка применяется крайне редко.

Условия применения: m < 1,5 (2 м); весьма трудно обрушающиеся породы h ≤ 0,15mR, где h - величина опускания кровли в призабойном пространстве; m – мощность пласта, м; R – ширина призабойного пространства, м.

Цель – удержание пород непосредственной и основной кровли от обрушения при помощи бутовых полос, возводимых по простиранию (или по падению) на пологих и наклонных пластах при выемке по простиранию (или по падению).


 

 

 


 

 

 



Пологие и наклонные пласты.

 

При принятой ширине бутового штрека (b = 2 – 4 м) высота подрывки (0,8 – 1,5 м)

hп = m∙lб /(b×kр),

где m -   вынимаемая мощность пласта, м; lб - ширина бу­товой полосы, м;  kр = 2÷2,2 - коэффициент разрыхления породы при закладке.

Подрывка в бутовом штреке может быть нижней (почвы) или верхней (кровли). В шахтах, опасных по газу, следует подрывать почву.



Рис. Технология наращивания бутовой полосы

1 – бутовая полоса;

2 – бутовый штрек;

3. – ходовой шпур;

4. – оконтуривающая органка (для предохранения призабойного пространства от взрывных работ)

Выкладку бутовых полос производят вручную и располагают их ниже бутовых штреков, так как при этом легче закладывать породу.

Края породных полос (стенки) шириной не менее 1 м выкладывают из крупных кусков породы и расклинивают их. Пространство между стенками заполняют мелкими кусками породы. Запрещается оставлять в бутовой полосе не заполненные породой пустоты, так как это может привести к увеличению горного давления на крепь, прогибу и обрушению кровли. Сначала выкладывают нижнюю стенку, а затем часть боковой стенки (со стороны забоя лавы), которую наращивают по мере закладки бутовой полосы. При закладке породы металлическую призабойную крепь удаляют.

Трудоемкость управления кровлей частичной закладкой на 50 ÷ 70 % выше, чем при полном обрушении.

Полная закладка может применяться в любых условиях. Но так как она наиболее дорогая и трудоемкая, применяется в случаях, когда другие способы управления горным давлением не эффективны.

Полная закладка применяется при разработке пластов под застроенными территориями, ж/д, водными объектами, на мощных пластах, при углях, склонных к самовозгоранию, при трудноуправляемых породах, на пластах опасных по внезапным выбросам угля и газа.

 


Пример. Под застроенными площадями находится:

- на Украинском Донбассе > 2100 млн. т угля, в т.ч.

в пределах Донецка – 650 млн. т;

- в Кузнецком бассейне > 2000 млн.т;

- в Карагандинском бассейне – 580 млн. т.

 

Требования, предъявляемые к закладочному материалу:

- содержание горючих не > 20%, он недолжен выделять вредных газов в выработанное пространство;

- небольшая усадка (не > 15 – 20%);

- минимальная стоимость. Необходимо ориентироваться на местные материалы;

 

По способу доставки закладочного материала в выработанное пространство и возведению закладочного массива различают:

- ручную (при небольших объемах);

- самотечную;

- механическую (применяется редко, отсутствуют надежные средства закладки);

- пневматическую;

- гидравлическую.

 

Требования , связанные со способом закладки:

- при гидравлическом, пневматическом и механическом:

- минимальная абразивность для уменьшения износа металлических труб и резиновой ленты;

- при пневматическом и механическом:

- минимальное количество пылевых фракций;

- при гидравлическом:

- закладочный материал должен хорошо отдавать воду и не размокать а ней, содержание глинистых фракций не > 10%. Небольшое количество глины (до 10%) способствует повышению качества закладки (повышает плотность закладки и воздухонепроницаемость).


Размер кусков

Закладка

Размер кусков, мм

максимальный оптимальный
Пневматическая

60 – 80 для предотвращения закупорки труб

< 50
Гидравлическая < 20
Самотечная

200 - 250 для предотвращения повреждения крепи

< 100
Механическая < 50

 

Самотечная закладка

 

Самотечная, под действием собственного веса, mпласта – любая; a > 40°.

Закладочный материал доставляется к лаве по вентиляционному горизонту в вагонетках или конвейерами.

Закладку производят полосами шириной 6 – 10 м.

Перед закладкой выработанное пространство от призабойного ограждают органкой и отшивкой из досок (обаполов).

 


Рис. Возведение закладочного массива при потолкоуступном забое (при наличии передвижного ограждения):

1 – призабойные стойки; 2 – якорное устройство; 3 – органка; 4 – ограждение; 5 – рештаки для угля

 

При применении в лаве механизированных комплексов на пластах тонких и средней мощности, ограждение изготавливают из металлической сетки, прикрепленной к элементам механизированной крепи.

Достоинства самотечной закладки:

- невысокие затраты (1м3 закладки – 1 руб. в старых ценах);

- небольшое количество применяемого оборудования;

- сравнительно нежесткие требования к закладочному массиву.

Недостатки:

- ограниченная область применения;

- большие усадки (10 – 20 ÷ 40%).

 


Пневматическая закладка

 

Закладочный материал в выработанное пространство доставляется по трубам с помощью сжатого воздуха.

2 технологические схемы:

1 – с расположением дробильно-сортировочной установки (ДСУ) и пневмозакладочной машины (ПЗМ) в подземных горных выработках;

2 – ДСУ – на поверхности; ПЗМ – в подземных горных выработках.

 

1 схема применяется в Донбассе, так как позволяет уменьшить выдачу породы на поверхность, выход которой достигает 40% объема добычи.

ДСУ → на откаточном горизонте в районе ОД, а ПЗМ → на вентиляционном горизонте. Дробленую породу от ДСУ доставляют колесным или конвейерным транспортом, а от ПЗМ до выработанного пространства – сжатым воздухом по трубам диаметром 150 – 250 мм. Скорость на выходе 30 – 40 м/с.

2 схема. Доставка закладочного материала по стволу – в скипах или по ребристому трубопроводу. Далее как в схеме 1.

Пример.  Двухкамерная закладочная машина ДЗМ-2, производительность 60 – 120 м3/ч с дальностью транспортирования по трубам до 1500 м.

 


Рис. Пневматическая закладка выработанного пространства:

а - принципиальная схема пневмозакладочного комплекса: 1 – ДЗМ-2; 2 – закладочный трубопровод; 3 –труба для подачи воды; 4 – трубопровод сжатого воздуха; 5 – компрессор; б – возведение закладочной полосы: 1 – трубопровод; 2 – перегородка (из дерева, мешковины, или металлической сетки); 3 – монтируемый (из снятых труб) трубопровод (для новой полосы)

Для механизации закладочных работ применяют трубопроводы с боковым выносом закладочного материала.

При индивидуальной крепи трубопровод располагается на специальных салазках и передвигается гидродомкратами по мере подвигания очистного забоя. При применении механизированной крепи трубопровод и ограждающие резиновые щиты закрепляют к задним стойкам крепи и передвигают вместе с крепью. Шаг закладки равен шагу передвижки крепи.

Рис. Схемы возведения закладочного массива с помощью трубопровода

с боковым выносом закладочного материала:

а – при индивидуальной крепи; б – при механизированной крепи и различных способах крепления трубопровода: 1 - трубопровод; 2 – отклоняющие колена; 3 – домкрат пере­движки;. 4 – салазки; 5 – ограждение; 6 – домкраты крепления трубопровода

 

Достоинства пневматической закладки:

- простота возведения закладочного массива;

- сравнительно высокая его плотность (усадка до 25%);

- возможность возведения закладочного массива почти под кровлю выработанного пространства;

- благоприятные условия для комплексной механизации и автоматизации работ;

 Недостатки:

- значительное пылеобразование;

- большие капитальные затраты на оборудование;

- высокий расход сжатого воздуха (100 – 110 м3 на 1м3 закладочного материала)

- повышенные требования к закладочному материалу;

- быстрый износ трубопроводов.


Гидравлическая закладка

 

Получила наибольшее распространение.

Технологические процессы :

- образование закладочной пульпы в смесительных камерах;

- транспортирование закладочного материала по трубопроводам до выработанного пространства и его укладка;

- отвод воды до отстойников, ее осветление и откачка на поверхность.

 

Пульпопровод . Армированные износоустойчивые трубы диаметром 150 – 200 мм. Дальность транспортирования пульпы под естественным напором не превышает 8-кратной высоты пульпового става.

 

Требования к пульпе. Отношение твердой фазы к жидкой:

- при использовании дробленых коренных пород Т:Ж → до 1:6;

- при применении песка Т:Ж = 1:1 ÷ 1:1,5.

 

Ширина закладочной полосы (шаг закладки) 3 – 8 м.

Важным показателем является коэффициент фильтрации – количество воды (см3), проходящее через единицу площади массива (см3) в единицу времени (с).

 

Пример. Коэффициенты фильтрации:

- песок………………………………0,0068 ÷ 0,04

- аргиллиты…………………………0,14

- порода из отвалов…………………0,19

- крупные куски породы (~50мм)….15 ÷ 19 

 

Закладочные работы включают:

- подготовка к закладке (возведение перемычек, устройство дренажных каналов);

- намыв закладочного массива.

Перемычки – из дерева, ткани, металлической сетки.

 

Технология

При отработке пологих пластов лавами по простиранию гидрозакладку можно проводить также, как и пневмозакладку, когда посредине полосы располагают пульпопровод, который по мере заполнения полосы закладочным материалом укорачивают и монтируют для следующей полосы.

При отработке пластов лавами по восстанию вдоль забоя прокладывают пульпопровод с боковыми отводами через каждые 10 м.

Для лучшего заполнения на пологих пластах пульпопровод в лаве подвешивается ближе к кровле, а забой лавы при отработке по восстанию располагают диагонально.

 

 


Рис. Схемы возведения закладочного массива при гидрозакладке:

а – при отработке по простиранию; б – при отработке по восстанию;

1 — комбайн; 2 —забойный конвейер; 3 — ограждение; 4 — конвейер подготовительной выработки; 5 — пульпопровод; 6 — закладочный массив

 

Достоинства гидрозакладки:

- высокая производительность (до 200 - 300 м3/ч закладочного материала);

- высокая степень механизации;

- малая трудоемкость работ;

- простота оборудования и ведения работ;

- высокая плотность закладочного массива (усадка 7 ÷ 15%).

Недостатки:

- подача в шахту большого количества воды;

- невозможность совмещения работ по выемке угля и закладке;

- необходимость дополнительной выработки для осветления воды и водоотливные установки для ее откачки.

 


Твердеющая закладка

 

- литая закладка;

- жесткая закладка.

Литая закладка – смесь инертных материалов с вяжущими добавками (цемент, гипс, ангидрит, молотые шлаки доменного производства ….). Готовая смесь на поверхности и по трубопроводам транспортируют в выработанное пространство.

Жесткая закладка – смесь инертного заполнителя, который в выработанное пространство укладывается с помощью пневмозакладочной машины и вяжущего вещества с водой, подаваемого в заложенный массив.





Дата: 2019-02-25, просмотров: 175.