Обзор
При методе вторичной выемки, известном как добыча длинными забоями, относительно длинный забой (обычно от 100 до 300 м, но может быть и длиннее) создается путем проходки штрека под прямым углом между двумя штреками, образующими боковые стороны блока лавы, при этом одно ребро этого нового штрека образует лаву. После установки оборудования для лавы уголь можно добывать по всей длине лавы слоями заданной ширины (называемыми «угольной паутиной»). Современный лава поддерживается гидравлическими крепями, которые постепенно перемещаются поперек, поддерживая вновь отработанный забой по мере извлечения слоев, что позволяет участку, где уголь ранее был выработан и укреплен, обрушиться (превратиться в выработанное пространство). Этот процесс повторяется непрерывно, слой за слоем, таким образом полностью извлекая прямоугольный угольный блок, длина которого зависит от ряда факторов (см. примечания ниже).
Поперёк забоя установлена система транспортировки угля, в современных забоях – «бронетранспортёр» (AFC). Выработки, образующие борта блока, называются «шлюзовыми». Выработка, в которой установлен главный панельный конвейер, называется «главными воротами» (или «главными воротами»), а выработка на противоположном конце – «шлюзовыми воротами» (или «хвостовыми воротами»).
Преимущества добычи угля длинными забоями по сравнению с другими методами отбойки столбов заключаются в следующем:
• Постоянная крепь требуется только на первом участке выработки и во время монтажных и восстановительных работ. Остальные крепи (распорные блоки или щиты на современных очистных забоях) перемещаются и переставляются вместе с забойным оборудованием.
• Извлечение ресурсов очень высокое — теоретически 100% извлекаемого блока угля, хотя на практике всегда происходит просыпание или утечка угля из системы транспортировки забоя в выработанное пространство, особенно если на забое много воды.
• Системы добычи угля длинными забоями способны производить значительную добычу из одного лавного забоя — 8 миллионов тонн в год и более.
• При правильной эксплуатации добыча угля осуществляется в ходе систематического, относительно непрерывного и повторяющегося процесса, который идеально подходит для контроля пластов и сопутствующих горных работ.
• Затраты на рабочую силу на тонну продукции относительно низкие
Недостатки:
• Капитальные затраты на оборудование высоки, хотя, возможно, не так высоки, как может показаться на первый взгляд, если сравнить их с количеством комбайнов непрерывного действия, которые потребуются для производства того же объема продукции.
• Операции очень концентрированы («все яйца в одной корзине»)
• Длинные забои не очень гибкие и «непрощающие» ошибок — они плохо справляются с разрывами пластов; штреки должны проходить в соответствии с высокими стандартами, в противном случае возникнут проблемы; хорошее состояние забоя часто зависит от более или менее непрерывной добычи, поэтому проблемы, вызывающие задержки, могут перерасти в более серьезные события.
• Из-за суровых условий работы в длинных забоях для успешной работы необходим опытный персонал.
Важным решением, которое необходимо принять, является размер блоков лавы. Поскольку современные лавы требуют большого количества единиц оборудования (количество которых исчисляется несколькими сотнями единиц, при этом многие компоненты весят до 30 тонн и более), процесс извлечения оборудования из готового блока, его транспортировки на новый блок и последующей установки на новом блоке (часто с вывозом значительной части оборудования из шахты для капитального ремонта) представляет собой весьма трудоемкую операцию. Помимо прямых затрат, производство и, следовательно, доход в этот период равны нулю. Более крупные блоки лавы позволяют минимизировать количество перебазировок, однако существуют ограничивающие факторы для размера блоков лавы:
• Чем длиннее забой, тем больше мощности требуется для системы подачи угля в забое (см. далее примечания к забойным конвейерам). Чем больше мощность, тем больше физические размеры приводных агрегатов (обычно приводной агрегат находится на обоих концах забоя). Приводные агрегаты должны вписываться в выработку и обеспечивать пространство для прохода за ними, вентиляции по всему забою и обеспечения некоторой степени перекрытия кровли и пола. Кроме того, чем больше мощность, тем больше (и, следовательно, тяжелее)цепочки добычина забойном конвейере — эти круглозвенные стальные цепи иногда приходится перемещать вручную на забое, и существуют практические ограничения по размеру горнодобывающих цепей.
• В некоторых случаях при разработке длинных забоев тепло, создаваемое мощными транспортными приводами, может стать фактором риска.
• Ширина и длина забоя могут зависеть от ограничений, создаваемых границами горных выработок, разрывами или изменениями пластов, уже существующей разработкой шахты и/или вентиляционной мощностью.
• Способность шахты разрабатывать новые блоки длинных забоев таким образом, чтобы непрерывность добычи в длинных забоях не оказывала негативного влияния.
• Состояние оборудования — замена некоторых элементов для капитального ремонта или замены в течение срока службы блока выемки может быть проблематичной, и лучше всего это делать во время передислокации.
Время публикации: 27 сентября 2022 г.
