Обоснование применения комбинированной закладки при тра диционных схемах очистной выемки комплексно-механизированными забоями Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

Prohorov Nikolai Iljich, candidate of technical sciences, professor, Russia, Tula, Tula State University

УДК 622.272/.275; 622.831

ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ КОМБИНИРОВАННОЙ ЗАКЛАДКИ ПРИ ТРА ДИЦИОННЫХ СХЕМАХ ОЧИСТНОЙ ВЫЕМКИ КОМПЛЕКСНО-МЕХАНИЗИРОВАННЫМИ ЗАБОЯМИ

В.И. Сарычев, Е.И. Захаров, С.С. Жуков

Рассмотрена технология комбинированной закладки выработанных пространств при традиционных схемах очистной выемки комплексно-механизированными забоями; получены зависимости изменения вынимаемой эффективной мощности от параметров закладки.

Ключевые слова: пакетированная закладка, пневматическая закладка, комбинированная закладка, вынимаемая эффективная мощность пласта.

Обобщение опыта применения системы отработки длинными столбами позволили предложить, как одну из наиболее перспективных, схему комплексно-механизированной выемки с закладкой выработанных пространств. Для разработки пологих пластов тонких и средней мощности предлагается использовать механизированные комплексы для выемки угля с пакетированной закладкой выработанного пространства на базе серийных механизированных, выпускаемых для работы с обрушением. Данные схемы предполагают использование отечественного оборудования для выемки угля, закладки выработанного пространства, доставки пакетированной закладки, транспортирования угля и подержания выработок. Предлагаемые варианты технологий работ включают следующий комплект оборудования: ленточный конвейер; механизированная крепь; крепь сопряжения; очистной комбайн; монорельсовый транспорт; моноканатный транспорт [1,2,3].

Главным критерием применения той или иной технологической схемы очистных работ с закладкой выработанного пространства является обеспечение требуемой (в соответствии с нормативами подработки зданий и соружений) эффективной вынимаемой мощности. Однако данные схемы были ориентированы только на применение пакетированной закладки, в данной работе предлагаются варианты комбинированной закладки выработанных пространств: на основе устанавливаемых пакетов и пневматической закладки.

Влияющими факторами в случае применения технологии с комби-

нированной закладкой выработанных пространств при традиционных системах разработки являются: ш, - мощность пласта, м; ку3 - коэффициент

уплотнения пород закладочного материала; к уп - коэффициент уплотнения пород закладочного пакета; Д- - технологическое расстояние от кровли до закладочного пакета, м; а, - ширина пакета, м; Нп - высота закладочного пакета, м; Ь, - расстояние между соседними пакетами, м.

Рассмотрим общую схему формирования закладочного массива при комбинированной закладке, обеспечивающую обоснование эффективной вынимаемой мощности (рис. 1).

После установки закладочного пакета АВСД в выработанном пространстве и заполнения пространства между рядами пакетов пневматической закладкой ЛВББ, вследствие воздействия на закладочный массив об-рушающихся пород кровли, закладочный пакет займет пространство Л1В1С1Д1, а площадь пневматической закладки составит Л1В1Б1Б1. Площадь Л1В1СД1 будет в к уп (коэффициент уплотнения пакетированной закладки) раз меньше площади закладочного пакета АВСД, соответственно площадь Л1В1Б1Б1 будет меньше начальной в к уз раз.

уз

Рис. 1. Схема к определению эффективной вынимаемой мощности при комбинированной закладке выработанных пространств

Тогда вынимаемая эффективная мощность пласта тэф будет определяться по следующей формуле:

(а (1 - К уП)—Ь (1 - К уз ))И п

т

эф

ті

а + Ь

(1)

В результате многовариантных исследований были получены графики зависимости вынимаемой эффективной мощности от расстояния между закладочными пакетами (частоты установки), представленные на рис. 2.

Рис. 2. Зависимость тэф от расстояния между закладочными пакетами при комбинированной закладке

В случае если пневматическая закладка между рядами закладочных пакетов не производится, формула (1) примет следующий вид:

а Куп Ип

тэф = т------• (2)

^ а — Ь

Для установления влияния на эффективную мощность пневматической закладки был произведен расчет с теми же параметрами, что и при наличии пневматической закладки. Графически результаты расчеты представлены на рис. 3.

Сравнивая полученные результаты, можно отметить, что отсутствие пневматической закладки, приводит к значительному увеличению значений вынимаемой эффективной мощности пласта.

тэф, 2,5 м

2

1,5

1

0,5

0

Рис. 3. Зависимость тэф от расстояния между закладочными пакетами при пакетированной закладке

Для принятых горно-технологических параметров системы разработки и физических параметров закладочного массива с применением пневматической закладки при расстоянии между рядами пакетов 2 м (высота пакета 2,1 м) эффективная мощность составит 1,06 м. Если же рассматривать технологическую схему без применения пневмозакладки, то значение тэф = 1,06 м будет отвечать расстоянию между рядами пакетов 0,29 м. В результате возрастает объем работ, связанный с перемещением и установкой закладочных пакетов. В таких ситуациях применение пневматической закладки является вполне оправданным.

Список литературы

1. Сарычев В.И., Харламов А.Е. Технологические схемы и параметры пакетированной закладки выработанных пространств в длинных очистных забоях// Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. Вып. 1. С. 203-209.

2. Копылов А.Б., Сарычев В.И., Харламов А.Е. Технологии ведения очистных работ в длинных очистных забоях: схемы с использованием пакетированной закладки выработанных пространств// Материалы 6-й Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики «Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики»/ ТулГУ, 2729 октября 2010 г. Тула-Донецк-Минск. Тула. 2010. Т.1. С. 237-244.

3. Копылов А.Б., Сарычев В.И., Харламов А.Е. Обоснование пара-

314

О 0,5 1 1,5 2 2,5 3 Ь,

---------Нп = 1,7 м — — Нп = 1,9 м м

— * Нп = 2,1 м -------------------------------Нп = 2,3 м

метров эффективной технологии ведения очистных работ с использованием пакетированной закладки выработанных пространств // Материалы 7-й Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики «Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики»/ ТулГУ, 27-28 октября 2011 г. Тула-Донецк-Минск. Тула. 2011. Т.1. С. 281-285.

Сарычев Владимир Иванович, д-р техн. наук, проф., sa.rvchevv@ jna.il.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Захаров Евгений Иванович, д-р техн. наук, проф., [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Жуков Сергей Сергеевич, канд. техн. наук, инженер, sarychevy@mail. ru, Россия, Москва, Министерство чрезвычайных ситуаций

JUSTIFICATION OF COMBINED LAYING WITH TRADITIONAL EXTRACTION USING

COMPLEX MECHANIZED FACES

V.I. Sarychev, E.I. Zaharov, S.S. Zhukov

Technology of the goaf combined laying with traditional schemes extraction complex mechanized faces considered; relation of takes effective width of stratums from the laying parameters derived.

Key words: batch laying, air laying, combined laying, takes effective width of stra-

tums.

Sarychev Vladimir Ivanovich, doctor of technical sciences, professor, [email protected], Russia, Tula, Tula State University,

Zakharov Evgeniy Ivanovich, doctor of technical sciences, professor, sary-chevy@,mail.ru, Russia, Tula, Tula State University,

Zhukov Sergey Sergeyevich, candidate of technical sciences, engineer, [email protected], Russia, Moscow, Ministry of Emergency Situations