Главная | Обратная связь

Классификация систем разработки

Применяемые системы разработки отличаются весьма большим многообразием, что вызвано сложной взаимосвязью влияющих на них факторов. В практике существуют различные классификации систем разработки, в основу которых положен свой классификационный признак, выделяющий любую систему из других.

Одной из таких классификаций является классификация А.С.Бурчакова и Ю.А.Жежелевского, в которой за основной классификационный признак принято наличие или отсутствие разделения пласта на слои при его выемке.

Большое различие в геологических условиях залегания пластов и технологий выемки угля в очистных забоях обусловило многообразие систем разработки и их вариантов. В этой связи возникла необходимость в их классификации.

В качестве классификационного признака при обычной технологии добычи угля выбрано одно характерное отличие, которое выделяет любую систему разработки из группы других. Таким отличием является определенная очередность ведения подготовительных и очистных работ. Основное отличие предопределяет вид системы разработки сплошная, столбовая и комбинированная при применении длинных очистных забоев (лав или полос); камерная и камерно-столбоваяпри коротких забоях.

Характерным для столбовых систем разработки является то, что до начала очистных работ проводят подготовительные и нарезные выработки, которые полностью оконтуривают запасы в пределах выемочного поля, участка или яруса.

При сплошной системе разработки проведение подготовительных выработок и очистная выемка угля в пределах выемочного поля, участка, яруса или слоя производятся одновременно. Предварительное полное оконтуривание запасов выработками отсутствует, однако для создания благоприятных условий для погрузочных и маневровых работ транспорта забой откаточного штрека может опережать очистной забой или они объединяются в один, общий.

При комбинированных системах для отработки выемочных полей, участков горизонта или ярусов в панели применяют одновременно или последовательно сплошную и столбовую системы разработки или их варианты. При этом столбы в выемочном поле и горизонте или ярусы в панели отрабатывают независимо.

Основное отличие дополняется рядом признаков, которые характеризуют не столько систему разработки, сколько ее варианты.

Первый, признак-технология очистной выемки угля (рис. 2.1). По этому признаку системы разработки разделяются на две группы: I с длинными забоями (лавами и полосами); II с короткими забоями (камерами).

Основное различие между короткими и длинными забоями заключается не только в их длине и различных средствах механизации очистных работ, но и в необходимости проведения мероприятий по управлению горным давлением в выработанном пространстве.

При коротких забоях кровля пласта опирается на массив и целики угля, благодаря чему отпадет необходимость в управлении кровлей вообще или хотя бы на время выемки угля в забое.

 

 

Рис. 2.1

 

Рис. 2.2

При длинных забоях кровля может опираться только на массив угля, причем с одной стороны на непрерывно перемещающийся забой, поэтому для разгрузки массива и призабойной крепи от горного давления необходимо осуществлять, как отмечалось выше, мероприятия по управлению кровлей (или горным давлением). Системы разработки группы I делят на две подгруппы: А системы разработки пластов на полную мощность; В-системы разработки мощных пластов с разделением на слои (наклонные, горизонтальные, поперечнонаклонные, диагональные), одинаковой или разной толщины.

		Третий признак: технологическая схема подготовки этажа или яруса к очистной выемке

 

Рис. 2.3

Второй признак-общее направление перемещения очистного забоя при выемке полезного ископаемого по отношению к элементам залегания пласта (рис. 2.2).

Третий признак технологическая схема подготовки этажа или яруса к очистной выемке (рис. 2.3). Схемы эти могут быть самыми различными, например: с разделением и без разделения этажа на подэтажи; с пластовой или полевой как индивидуальной, так и групповой подготовкой пластов в пределах этажа или яруса; с доставкой полезного ископаемого на задний, передний или двусторонний квершлаг, гезенк, бремсберг.

Основного отличия и трех перечисленных признаков, рассматриваемых совместно, достаточно для полной характеристики системы разработки.

Для конкретных геологических условий необходимо выбрать из многих одну, наиболее прогрессивную и экономически эффективную систему разработки. Главным критерием, определяющим ее прогрессивность, является соответствие современному уровню развития техники. Экономическая же эффективность системы должна определяться технико-экономическим сравнением. Выбор системы разработки может производиться и методом прямого отбора по принципу соответствия ее главнейшим геологическим и горнотехническим условиям месторождения с учетом фактически достигнутых технико-экономических показателей, а выбор варианта отобранной системы методом экономических расчетов.

Следовательно, для обеспечения высокоэффективной и надежной работы шахты "Есаульская", учитывая способ и схемы вскрытия подготовки шахтного поля принимается столбовая система разработки с использованием механизированных очистных комплексов последнего поколения.

 

 

2.5. Технологические решения по отработке запасов поля шахты «Крутая»

Разнообразие геологических условий залегания угольных пластов предопределило различные варианты систем разработки крутых и крутонаклонных угольных пластов:

сплошная система разработки по схеме лава-этаж с потолкоуступной формой забоя; с косыми уступами; с прямолинейным забоем; с прямолинейным забоем, с делением этажа на подэтажи; без оставления и с оставлением охранных целиков у штреков.

Тонкие угольные пласты с крутым и крутонаклонным залеганием в основном отрабатываются по схеме лава-этаж.

Сплошная система разработки с потолкоуступной формой забоя применяется на пластах до 1,5 м с породами любой устойчивости и газоносности угольного пласта. В связи с ограниченностью отработки крутых и крутонаклонных угольных пластов рекомендуется сплошная система разработки по схеме лава-этаж с прямолинейным забоем.

Прямолинейная форма забоя при разработке крутых и крутонаклонных угольных пластов применяется в случае использования в качестве средств выемки угля очистных комбайнов. Угольный забой наклонен в сторону массива угля под углом 5-12⁰ к линии падения пласта либо более 12⁰ в случае диагонального забоя. Наклон угольного забоя обеспечивает устойчивость выемочных машин, а также снижает скорость движения угля вдоль забоя и его потери в выработанном пространстве. При этом в выработанном пространстве на высоте 15-20 м от конвейерного штрека подготавливают выход из лавы. В нижней части лавы забой движется с опережением, и при этом образуется так называемый магазинный уступ. В нем накапливается уголь, который через люки, оборудованные питателями, выпускается на конвейер или грузится в вагонетки. Размеры магазинного уступа принимают до 20-25 м по восстанию и до 10-12 м по простиранию, который дополнительно делят на две-три части. В верхнем углу каждой части магазинного уступа проходятся специальные опережающие ниши.

Магазинный уступ имеет объем, достаточный для размещения угля, отбитого в пределах машинной части лавы. В верхней части лавы оформляют нишу, которая необходима для обеспечения спуска комбайна.

В верхней части лавы выкладывают бутовую полосу размером по падению от 15 до 20 м, под которой размещают один или два ряда усиленных упорных костров.

Вариант сплошной системы разработки с прямолинейным забоем без магазинирования угля (аккумуляция последнего осуществляется в очистном пространстве) показан на рис.2.8.

Рис.2.8. Сплошная система разработки с прямолинейным забоем без магазинного уступа:

1 – комбайн; 2 – лебедка; 3 - вентиляционный штрек; 4 – печь; 5 - конвейерный штрек; 6 – отбитый уголь

 

Технологические схемы, исключающие наличие потолкоуступной формы забоя, снижает интенсивность внезапных выбросов угля и газа, а безмагазинная выемка с наклонным очистным забоем исключает нависающий массив угля и повышенное горное давление в уступах.

Щитовая система разработки без скреперования угля вдоль очистного забоя предназначена для отработки пластов крутого падения мощностью более 1,2 м с коэффициентом крепости угля по шкале проф. М.М. Протодьяконова более 0,7. Схема очистного забоя без скреперования угля показана на рис.2.9.

Перемещение щитовых крепей по падению пласта осуществляется путем выемки опорных целиков угля буровзрывным способом.

Среднесуточная нагрузка на очистной забой с применением щитовой системы разработки без скреперования угля рассчитывается с учетом транспортирования угля по печам, закрепленным срубовой деревянной крепью, или по скважинам для очистных забоев со щитовой крепью.

Рис. 2.9. Щитовая система разработки крутого пласта:

1 – предохранительная решетка; 2 – предохранительный канат; 3 – переход; 4 – канатная лестница; 5 – глухая ляда; 6 – решетчатая ляда; 7 – ходовое отделение

 

При отработке пластов мощностью 5-10 м с коэффициентом крепости угля 0,7 применяется щитовая система разработки со скреперованием угля вдоль очистного забоя на две-три фланговые печи. Для доставки угля из забоя применяется скреперная установка УСЩ, состоящая из подвесного полка, скреперной лебедки, скрепера и элементов подвески (рис. 2.10).

Рис. 2.10. Схема размещения оборудования щита со скреперной установкой УСЩ