Одной из важнейших задач планомерной отработки запасов в шахтном поле и обеспечения непрерывной добычи полезного ископаемого подземным способом является необходимость постоянного поддержания вскрытых и подготовленных к отработке выемочных пластов угля или готовых к выемке запасов руды. Это достигается своевременным проведением подготовительных, капитальных и нарезных выработок.
Для проведения подготовительных выработок в различных горно-геологических условиях необходимо соответствующее горнопроходческое оборудование, использование передовых приемов и методов труда, форм организации производства.
Выбор способа проведения подготовительных выработок зависит в основном от горно-геологических условий, таких, как мощность и угол падения пласта, крепость боковых пород, степень нарушенности месторождения, газоносность, приток воды и др., а также применяемой техники.
На угольных и рудных шахтах применяют два основных способа механизированного приведения выработок: буровзрывной с применением погрузочных машин и способ, основанный ив применении проходческих и нарезных комбайнов.
На выбор технологических схем и оборудования для проведения горных выработок большое влияние оказывают производственно-технические факторы: протяженность горной выработки, форма площади сечения, необходимые скорости проведения выработки, угол наклона выработки к горизонту,
Если горно-геологические факторы в значительной мере являются критериями, с которыми должны быть увязаны технические возможности способов производства работ и оборудования, то производственно-технические факторы в большей мере влияют на выбор варианта организации работ и технико-экономические показатели проведений выработки.
Для каждого подготовительного забоя составляется технологический паспорт проведения выработки, который включает в себя: график организации работ, график выходов рабочих, паспорт крепления выработки, паспорт буровзрывных работ, схему проветривания выработки, а также перечень оборудования и инструментов и таблицы технико-экономических показателей.
Сооружение любой выработки включает комплекс работ, обеспечивающих готовность к сдаче ее в эксплуатацию в заданные сроки с определенными технико-экономическими показателями.
Продолжительность сооружения выработки tсв независимо от ее назначения и условий проведения определяется суммой затрат времени на разные виды работ:
(1)
где tп — продолжительность подготовительных работ; tт.ч — время на проведение технологической части выработки длиной 10-30 м и установку в ней проходческого оборудования для нормальной работы в забое; tпр — время на проведение и крепление выработки с намеченной расчетной скоростью; tз— продолжительность заключительных работ.
В состав подготовительных работ входят: оснащение выработок проходческим оборудованием; прокладка к забою линий электроснабжения, сжатого воздуха, связи, освещения, водоснабжения; оборудование подземного транспорта; устройство водоотвода или водоотлива; установка вентиляторов частичного проветривания и прокладка вентиляционного трубопровода и др.
Продолжительность подготовительных работ определяется расчетом.
Продолжительность проведения технологической части горной выработки определяется по формуле
(2)
где — длина (м) или объем (м3) технологической части выработки; — скорость проведения технологической части выработки, м/мес или м3/мес; tм — время установки проходческого оборудования и приведения его в рабочее состояние, мес.
К заключительным работам относятся: демонтаж проходческого оборудования и подготовка выработки к сдаче в эксплуатацию (чаще всего tз = 0,5-1,7 мес.).
Выбранная технологическая схема проведения выработки, определяющая применяемое в забое оборудование в зависимости от горно-геологических условий и производственно-технических факторов, в значительной мере предопределяет объем и продолжительность подготовительных и заключительных работ.
Наиболее продолжительное по времени проведение основной части выработки. Это время определяется по формуле
(3)
где Lв — полная длина выработки, м; — скорость проведения выработки, м/мес.
Скорость проведения и крепления выработки зависит от принятой технологической схемы производства и организации работ.
К основным производственным процессам принято относить разрушение горной массы в забое выработки и ее извлечение, крепление выработки. Вспомогательные процессы — это вентиляция, водоотлив, доставка оборудования и материалов, сооружение транспортных и других коммуникаций.
В зависимости от характера взаимосвязи выполняемых процессов применяют в основном поточную или цикличную организацию работ по проведению выработок.