Сущность столбовой системы разработки.

 

65. Система разработки длинными столбами по простиранию при панельной подготовке шахтного поля.

 

66. Система разработки длинными столбами по падению (восстанию) при погоризонтной подготовке шахтного поля.

В настоящее время при использовании механизированных комплексов находят широкое применение различные варианты системы разработки длинными столбами по падению. Один из них— отработка горизонта одинарными столбами с прямоточной схемой проветривания (см. рис. 3.5). Выемочные столбы располагаются между откаточным и вентиляционным горизонтом. При полевой подготовке шахтного поля вскрытие пласта осуществляется квершлагами. Подготовка выемочных столбов осуществляется проведением спаренных выработок с откаточного до вентиляционного штрека. При отработке столба по мере подвигания очистного забоя целик, расположенный со стороны выработанного пространства, или остается, или вынимается с помощью забойного оборудования (рис. 6.7). Применение данного варианта системы разработки позволяет снизить потери угля. Система разработки длинными столбами по падению (восстанию) по сравнению с системами, отрабатывающими пласты по простиранию, имеет ряд преимуществ, основными из которых являются:

возможность обеспечения в пределах выемочного столба постоянной длины лавы при проведении наклонных выработок строго по заданному направлению, что особенно важно при работе механизированных очистных комплексов, сокращение или увеличение длины которых в период эксплуатации связано с определенными трудностями (простои лавы, снижение добычи и др.);

простая, следовательно, более надежная схема подземного транспорта;

простая прямоточная схема проветривания лавы в пределах выемочного столба бремсберговой части шахтного поля с обособленной подачей свежего воздуха к местам выделения метана, что особенно важно при разработке весьма газоносных пластов.

Рис. 6.7. Вариант системы разработки длинными столбами с погашением целика:

а — по падению; б — по восстанию пласта

К недостаткам системы относятся большой объем наклонных выработок, проведение и эксплуатация которых в сравнимых условиях обычно обходится дороже, чем горизонтальных; усложняется вспомогательный транспорт по наклонным выработкам из-за отсутствия простого и надежного механического оборудования.

Область применения системы разработки столбами по падению:

угол падения пластов до 12—15°;

мощность пласта до 4,5..5 м (при наличии комплексов, которые могут вынимать уголь на полную мощность пласта);

небольшая водообильность вмещающих пород;

на пластах со сложной гипсометрией, когда не может быть обеспечена постоянная длина лавы при отработке выемочных столбов по простиранию.

Обводненные месторождения рекомендуется разрабатывать длинными столбами по восстанию, так как это обеспечивает возможность отвода воды за пределы призабойного пространства. При разработке мощных пластов, угли которых склонны к отжиму, возникают трудности с обеспечением безопасных условий работы в результате его обрушения в призабойное пространство. Поэтому по восстанию отрабатывают пласты мощностью до 1,8— 2 м с углами падения до 8..10°.

67. Система разработки длинными столбами по простиранию на пологих пластах при этажной подготовке шахтного поля.

При этажной подготовке шахтного поля различают столбовые системы разработки без разделения и с разделением этажа на подэтажи.

В первом случае в пределах крыла этажа имеется одна лава, нарезаемая около границы шахтного поля. В этом принципиальное отличие варианта системы разработки длинными столбами по простиранию при панельной подготовке, когда в крыле панели располагается одна лава (см. раздел 3.1 и: рис. 3.1). Все остальное сохраняется без изменений.

Вариант столбовой системы без разделения этажа на подэтажи применяют на пластах тонких и средней мощности при длине крыльев шахтного поля до 2,5—3 км и спокойном залегании пластов, когда можно длину лавы принять до300..350 м и обеспечить нагрузку на забой не менее 2500— 3000 т угля в сутки.

Во втором случае, при разделении этажа на подэтажи, этаж разделяют на выемочные поля размером по простиранию 750..1000 м. Выемочное поле по падению делят на 2 выемочных участка (подэтажа). Каждое выемочное поле обслуживается своим промежуточным бремсбергом, который располагается у одной из границ или в средней части выемочного поля. В зависимости от этого различают несколько вариантов системы. Очистные забои, как правило, перемещаются в направлении промежуточного бремсберга независимо от места его расположения.

Если направления отработки выемочного поля и отработки полей, расположенных в пределах крыла этажа, совпадают, то такой вариант называют системой разработки длинными столбами по простиранию с доставкой угля по промежуточному штреку к переднему бремсбергу (см. рис. 3.4).

Если же очистные забои в выемочном поле перемещаются в направлении, противоположном общему направлению отработки этажа, то такой вариант называют системой разработки длинными столбами по простиранию с доставкой угля по промежуточному штреку к заднему бремсбергу (рис. 6.11). При этом в крыле этажа обычно находятся два действующих бремсберга: один служит для транспортирования угля из верхних лав действующего выемочного поля, а второй обслуживает подготовительные работы в следующем подготавливаемом выемочном поле.

Подготовительные работы в каждом этаже начинают от капитальной наклонной выработки проведением этажных откаточного, вентиляционного и промежуточных штреков. Для удобства проветривания подготовительных забоев параллельно штрекам проводят просеки. Штреки и просеки сбивают печами.

Промежуточные штреки проводят до границ выемочного поля, а откаточные и вентиляционные этажные штреки проводят. с опережением с таким расчетом, чтобы можно было своевременно подготовить к очистной выемке второе и последующие выемочные поля.

Между этажными штреками проводят разрезные печи, промежуточный бремсберг и людской ходок. Из разрезных печей начинаются очистные работы.

После отработки первого выемочного поля очистные работы переходят во второе, затем в третье и так до границы шахтного поля. После отработки первого этажа в эксплуатацию включается второй этаж.

В выемочном поле, как правило, очистной забой верхнего подэтажа опережает забой нижнего на 10—15 м.

Проветривание забоев очистных и подготовительных выработок производится за счет общещахтной депрессии. При разработке весьма газоносных пластов предусматривается обособленное проветривание каждой из лав. Это достигается проведением двух промежуточных штреков, разделяющих два смежных подэтажа. Один из них является вентиляционным для нижней лавы. По нему исходящая струя воздуха поступает к людскому ходку, а затем уходит на этажный вентиляционный штрек. Другой штрек — конвейерный для верхней лавы — служит для подачи свежего воздуха.

 

Рис. 6.11. Система разработки длинными столбами по простиранию при доставке угля
на задний бремсберг при этажной подготовке шахтного поля:

1 — этажный откаточный штрек; 2 — просеки; 3, 4 — промежуточные штреки; 5 — этажный вентиляционный штрек; 6 — печь; 7 — ходок; 5 — бремсберг; 9 — разрезная печь

 

Уголь из лавы нижнего подэтажа подается на скребковые конвейеры, установленные в просеке и в углеспускной печи. На сопряжении углеспускной печи с откаточным штреком оборудуется полустационарный погрузочный пункт.

Из верхней лавы уголь поступает в промежуточный штрек. По промежуточным штреку и бремсбергу ленточными конвейерами уголь доставляют к капитальному бремсбергу при отработке первого выемочного поля или в откаточный штрек через промежуточный бремсберг при отработке последующих. На пересечении бремсберга и штрека оборудуют стационарный погрузочный пункт.

Сравнение системы разработки длинными столбами по простиранию с доставкой угля к заднему бремсбергу с той же системой разработки, но с доставкой угля к переднему бремсбергу показывает, что при втором варианте увеличиваются объемы работы транспорта, а следовательно, и затраты на него за счет «перепробега» груза. Однако условия поддержания промежуточных бремсбергов и ходков при доставке к переднему бремсбергу лучше, чем при первом варианте, так как они весь срок существования находятся в нетронутом массиве угля. Кроме того, сокращается на один комплект число проведенных промежуточных бремсбергов и ходков, так как последнее выемочное поле в крыле этажа рекомендуется отрабатывать на наклонные выработки предпоследнего поля, т. е. на задний бремсберг.

При выборе варианта системы разработки следует учитывать газообильность шахты и схему проветривания выработки. На сильно газовых шахтах при центральном проветривании следует применять вариант системы с доставкой угля к переднему бремсбергу, а при фланговом проветривании — к заднему бремсбергу, что исключает скопление метана до опасных концентраций в верхней части лавы.

На шахтах с небольшим выделением метана, если разрабатываются пласты с крепким, не склонным к самовозгоранию углем, следует применять систему разработки длинными столбами по простиранию с доставкой угля к заднему бремсбергу. Если же угли склонны к самовозгоранию, то целесообразнее применять вариант системы с доставкой угля к переднему бремсбергу, который позволяет переходить забоями лав наклонные выработки с погашением целиков.