Добыча угля длинными лавами

Wikipedia, the free encyclopedia

Автор перевода: Гуцалюк С.В.

Источник: Wikipedia, the free encyclopedia. Longwall mining [Электронный ресурс] / Wikipedia, the free encyclopedia. Режим доступа к статье: http://en.wikipedia.org/wiki/Lonwall Mining

Добыча угля длинными лавами — форма подземной добычи угля, при которой длина лавы может достигать длины 250 – 400 м, мощность пласта 1 – 2 м, а длина панели равна, как правило, 3 – 4 км.

Выработка, которая находится в начале лавы (на сопряжении со штреком), называется “maingate” или “headgate” (дословно, «главные ворота»); выработка, которая находится в конце лавы (на противоположной стороне блока панели) называется “tailgate” (дословно, «задние ворота»). Эти выработки должны быть предварительно подготовлены, поскольку добычу по данному методу нельзя начать без такой подготовки. Одна сторона блока панели, где размещено оборудование, называют «лицом» забоя. Другая сторона блока обычно — одна из главных транспортных выработок шахты. Пространство за лавой называется отработанным.

Свежая струя воздуха перемещается через главные ворота, далее по лаве, и затем к задним воротам. Проходя по лаве, воздух перестает быть свежим, однако он уносит угольную пыль и газы шахты, такие как метан, углекислый газ, в зависимости от геологии угля. Исходящая струя воздуха высасывается вентиляторами шахтной вентиляции, находящихся на поверхности. Ряд перемычек устанавливается по мере продвижения лавы с целью поддержания заданного газового уровня в выработанном пространстве.

Как правило, чтобы избежать воспламенения угля в выработанном пространстве, допускают рост концентрации газов в выработанном пространстве с целью вытеснения кислорода из выработанной области. Это означает, что необходим постоянный контроль за взрывоопасной средой между «лицом» забоя и выработанным пространством.

При добыче угля длинными лавами применяется следующее оборудование.

Прежде всего, это ряд гидравлических домкратов, называемых крепями кровли, стойками или щитами. Их ширина, как правило, 1,75 м, и размещаются они друг около друга в линию (длиной до 400 м) для поддержания кровли. Отдельная крепь может весить 30 – 40 тонн, раздвигается на максимальную высоту до 6 м и выдерживает усилие до 1000 – 1250 тонн каждая с возможностью самостоятельного подвигания к забою при помощи гидравлики на расстояние до 1 м за один раз.

Уголь отделяется от забоя машиной, называемую комбайном. Эта машина, как правило, весит 75 – 120 тонн и включает основную часть, в которой размещены основные электрические узлы; тяговые движущие элементы, перемещающие комбайн вдоль забоя; насосную подсистему, обеспечивающую функционирование орошения и гидравлических узлов комбайна. С обоих концов основной части размещены поворотные плечи, которые могут подниматься или опускаться посредством гидроцилиндров, и на которых расположены барабаны с 40 – 60 режущими зубьями. Внутри поднимающих плеч размещены очень мощные электродвигатели (как правило до 850 кВт), которые передают вращающий момент к режущим барабанам через ряд шестеренок, установленным на концах плечей. Барабаны вращаются со средней скоростью скоростью 20 – 50 оборотов в минуту.

Комбайн двигается вдоль забоя посредством бесцепной системы подачи (которая напоминает износоустойчивую стойку и систему зубчатого валика, специально разработанную для горных условий). При этом комбайн опирается на БЗК. Скорость перемещения комбайна 10 – 30 метров в минуту в зависимости от условий резания пласта. БЗК, на который «посажен» комбайн, размещен перед стойками крепи, и отделяемый при помощи вращающихся барабанов уголь погружается на БЗК. Уголь удаляется из очистного забоя при помощи скребкового цепного конвейера, называемого также БЗК (бронированный забойный конвейер), к главным воротам. Здесь уголь погружается на ленточный конвейер и транспортируется на поверхность обычно через сеть ленточных конвейеров.

В главных воротах уголь обычно уменьшается в размере при помощи дробилки, и загружается на первый ленточный конвейер посредством перегружателя.

Поскольку комбайн удаляет уголь из массива, то крепь перемещается вперед во вновь созданное пространство. По мере добычи угля лава двигается через пласт и пространство позади лавы, называемое выработанным, постепенно увеличивается. Это пространство разрушается под весом породы кровли. Это разрушение может значительно сказаться на ландшафте поверхности, вызывая такие серьёзные проблемы как изменение русла рек и повреждение фундаментов строений.

Преимущества добычи угля длинными лавами:

выше ресурсооборот (приблизительно 80 % по сравнению с 60% камерным или столбовым методами добычи);
меньше необходимость применения щитовых агрегатов;
выше степень очищения добываемого угля за счет увеличения стадий процесса обогащения;
минимальная ручная обработка;
безопасность шахтеров повышена за счет того, что они всегда находятся под гидравлическими крепями во время извлечения угля.