Выбор средств комплексной механизации очистных работ следует обосновывать применительно к горно-геологическим условиям одного из разрабатываемых пластов шахтного поля.

При проектировании шахт необходимо предусматривать комплексную механизацию и автоматизацию работ в очистных забоях, наиболее прогрессивные виды оборудования, обеспечивающие высокие технико-экономические показатели, минимальную трудоемкость и максимальную безопасность труда. Выбор средств механизации производить с учетом прогноза развития техники в ближайшие годы.

Оборудование очистного забоя необходимо выбирать в такой последовательности: тип и типоразмер выемочной машины; средства доставки угля по лаве; средства крепления очистного забоя [5].

Тип и типоразмер выемочной машины необходимо выбирать путем сопоставления технических характеристик, приведенных в табл. 5.2, с горно-геологическими условиями. Если при этом окажется, что в условиях проектируемой лавы допустимо применение нескольких видов выемочных машин, то окончательное решение следует принимать руководствуясь данными табл. 5.3

Выбрав тип выемочной машины, определить ширину захвата ее исполнительного органа. Для узкозахватных комбайнов ширину захвата следует принимать 0,63 м для пластов мощностью 1,2 – 2,5 м; 0,8 м для пластов мощностью менее 1,2 м; 0,4 м – при неустойчивой непосредственной кровле или при выемке крепких углей и антрацитов для улучшения их сортности.

Для стругов ширину полосы, вынимаемой за цикл, принимать в пределах 0,8 – 1,2 м.

Таблица 5.2 – Техническая характеристика выемочных машин

Таблица 5.3 – Условия рационального применения выемочных машин

Примечание: “+” целесообразно применение;

“-“ нецелесообразно применение.

Тип забойного конвейера необходимо выбирать по табл. 5.4, учитывая при этом вынимаемую мощность пласта, угол его падения, тип принятой выемочной машины.

Таблица 5.4 – Характеристика забойных конвейеров и комбайнов

При выборе средств крепления очистного забоя необходимо выбрать способ управления кровлей, а также категорию кровли по обрушаемости и устойчивости.

На основании исходных данных изобразить стратиграфическую колонку (рис. 5.7) в масштабе 1:100, используя классификацию ДонУГИ, выбрать способ управления кровлей и средства крепления [6].

В качестве основного способа управления кровлей при всех системах разработки на пластах пологого падения применять полное обрушение кровли, а на пластах наклонного и крутого падения – полное обрушение, плавное опускание, частичную или полную закладку.

Управление кровлей частичной или полной закладкой выработанного пространства применять в случаях, когда это необходимо для безопасного ведения горных работ, охраны поверхности или по экономическим соображениям.

Тип механизированной крепи выбирать по табл. 5.5 с учетом горно-геологических условий: мощности пласта, угла падения, типа выемочной машины и забойного конвейера [7]. При этом следует учитывать, что применение механизированных крепей нерационально при неустойчивой кровле; непереходимых геологических нарушениях; длине выемочного поля менее 800 м; водопритоке в лаву более 10 м³/ч, а также при наличии труднообрушаемой кровли, если в лаве не предусмотрено разупрочнение пород или использование крепей с повышенным сопротивлением.

В длинных очистных забоях рекомендуется применять следующее наиболее эффективное оборудование:

на пластах пологого падения – комплексы оборудования с узкозахватными комбайнами или струговыми установками, безразборными передвижными забойными конвейерами и механизированными гидрофицированными крепями со средствами гидроавтоматического управления;

на пластах наклонного и крутого падения – комплексы оборудования с узкозахватными комбайнами или струговыми установками и механизированными гидрофицированными крепями, а при необходимости и с оборудованием для закладки; комплексы оборудования, состоящие из щитовой крепи и выемочно-доставочных машин при выемке полосами по падению.

Таблица 5.5 – Техническая характеристика механизированных комплексов

В сложных горно-геологических условиях, когда применение механизированных крепей неэффективно, необходимо применять комплексы оборудования с узкозахватными комбайнами или струговыми установками, безразборными передвижными скребковыми конвейерами, гидропередвижчиками и индивидуальной металлической крепью – забойными и посадочными стойками (преимущественно гидравлическими с внешним питанием) и шарнирными верхняками.

Выемку тонких пластов в сложных горно-геологических условиях следует предусматривать с помощью бурошнековых машин без крепления очистного забоя и присутствия людей, а на крутых пластах – комплексами КМД-72.

После выбора основного оборудования в лаве необходимо выбрать вспомогательное оборудование. При выемке пласта по простиранию с углами падения 9⁰ и более и работе комбайна с рамы конвейера следует применять предохранительный канат с поддерживающей лебедкой ЛГКН.

При выемке угля узкозахватными комбайнами различают две принципиальные схемы: челноковую и односторонюю. Выбирая одну из них, необходимо руководствоваться следующими соображениями:

челноковая схема не рациональная при значительном отжиме угля, погрузка которого на конвейер при данной схеме недостаточно эффективна;

односторонняя схема не рекомендуется при залегании в непосредственной кровле неустойчивых пород, наличии ложной кровли, а также при добыче энергетических углей, для которых нежелательно переизмельчение в процессе погрузки.

В тех случаях, когда конструкция исполнительного органа применяемых выемочных машин обеспечивает самозарубку, использовать безнишевую технологию, предусматривающую самозарубку комбайнов: фронтальную или по способу “косой заезд”.

Фронтальную самозарубку применять при расположении исполнительных органов по обоим концам копруса и снабжении их исполнительных органов

торцевыми буровыми резцами. Для остальных узкозахватных комбайнов следует применять самозарубку в пласт “косыми заездами”. При этом челноковую схему выемки следует применять для комбайнов с двухсторонними исполнительными органами, а одностороннюю – при любом их расположении.

Для сокращения размеров ниш необходимо применять двухкомбайновую выемку. В таком случае комбайны должны быть повернуты исполнительным органом в сторону соответствующих концевых участков лав.

Применение различных схем самозарубки комбайнов сопровождать выносом приводов конвейеров на штреки. При этом ширина штреков должна составлять 4-5 м.

Для выемки ниш предусматривать нишенарезные комбайны. Ширину ниш принимать не менее двухкратной ширины захвата исполнительного органа комбайна.

Предусматривать крепление сопряжений лавы со штреком механизированными крепями (рис. 5.8)