 |
|
Стовпова система розробки крутих пластів з розділенням поверху на підповерхи.
При відробітку пластів потужністю більше 1,8-2,0 м, що залягають в склад-них гірничо-геологічних умовах, виникає небезпека обвалення вышерасполо-женних уступів, а процес кріплення виробленого простору стає вельми тру-домістким і небезпечним. Тому в таких умовах вибою додають почвоуступ-ную або прямолінійну форму, а поверх ділять на 2-3 підповерхи і виємоковоє поля завдовжки по простяганню 250-300 м. Кожне виємковоє поле розкри-вають з групового або польового штреку проміжними квершлагами: відкату-вальним і вентиляційним (рис.4.16).
Для підготовки выемочного ділянки до очисної виїмки від промквершлагов по пласту проводять поверхові відкатувальний і вентиляційний (мінусовою) штреки. Від відкатувального штреку на межі целика вугілля (10-15 м), що за-лишається для охорони квершлагів, проводять скати для проходу людей і доставки лісоматеріалів (можна проводити 1 скат з двома відділеннями) і сполучаючі відкатувальний і вентиляційний горизонти. Зі встановленням нормального провітрювання починають проводити поверхові і проміжний штреки, два з яких є спареними і проводяться одночасно з паралельним штреком. Штреки розділяють виємковоє поле на стовпи завдовжки по па-дінню 35-50 м. Поверхові штреки через кожних 80-100 м з'єднуються між собою печами, що полегшує провітрювання вироблень в період їх проведен-ня. Вони служать також для спуску у відкатувальний штрек вугілля, що отримується від проведення проміжних і вентиляційного штреків (при вказаній потужності перетину штреків повністю вписується в пласт і вони проходяться по вугіллю без підривання бічних порід), а також при очисних роботах у верхніх підповерхах. Біля кордону виємкового поля проводиться розрізна пекти, від якої починають вести очисні роботи.
| А-А |
1 – проміжний відкатувальний квершлаг; 2 – ходовий і углеспускной скати; 3 – поверховий відкатувальний штрек; 4 – паралельний штрек; 5 – проміжний штрек; 6 – мінусовою (поверховий вентиляційний) штрек; 7 – гезенк ("га-чок"); 8 – проміжний вентиляційний квершлаг; 9 – розрізна печи; 10 – печі для вентиляції і спуску вугілля, що здобувається при проходці штреків; 11 – очисні вибої
Малюнок 4.16 – Стовпова система розробки крутих пластів з розділенням поверху на під-поверхи
Форма очисного вибою залежить від засобів механізації виїмки вугілля. Найбільш поширеним є буропідривний спосіб його відбою, вживаний в двох варіантах: котороткошпуровой і длинношпуровой методи. Відбійні молотки, комбайни з індивідуальною і механізованою крепью тут не застосовуються: перші унаслідок надзвичайної великої трудомісткості і небезпеки, а другі – відсутності для виїмки пластів такої потужності. Можливе застосування комп-лексів типу КМД і вугільних пил.
При короткошпуровом способі відбою шпури завдовжки 1,3 м буряться у напрямі посування очисного вибою в 1-3 ряди по потужності пласта залежно від фортеці вугілля, наявності порідних прошарків і ін. чинників. Після обу-рювання вибою (звичайний 3 вибійники обурюють його за 2-3 години) про-водиться їх заряджання і підривання. Оскільки очисний вибій при такій тех-нології виїмки вугілля має почвоуступную форму, останній падає на перекри-шу нижележащего уступу, що запобігає розкріплюванню вибою. Найбільш трудомістким процесом при цьому є кріплення очисного вибою, на який до-водиться до 70% всієї трудо-місткості очисних робіт. Керування покрівлею здійснюється повним обваленням, для чого пробивається одне, рідше дворяд-на органка. В період виїмки вугілля очисний вибій має при цьому почвоус-тупную форму, а перед обваленням порід покрівлі – прямолінійну, як пока-зано на малюнку 4.16. Крок посадки покрівлі складає 10-15 м.
При длинношпуровом способі відбою шпури (свердловини) буряться па-ралельно очисному вибою на всю довжину підповерху в 2-3 ряди по потуж-ності пласта. Відстань між свердловинами по простяганню визначається пас-портом буропідривних робіт. Кріплення очисного вибою не проводиться (люди не присутні в нім), а утримання крівлі здійснюється стрічко-вими цели-ками, що залишаються у виробленому просторі, ширина яких приймається рівній потужності пласта, що розробляється.
Відробіток стовпів проводиться з випередженням верхніх підповерхів. При цьому відста-вання вибою лави нижнього підповерху від межі обвалюваємого простору вищерозміщеного підповерху має бути не менше 15 м, тобто верхня лава повинна випереджати нижнюю на 20-30 м.
Провітрювання ділянки і транспорт вугілля показані на малюнку 5.16 стрілками.
Достоїнства системи:
- простота організації робіт і універсальність, що дозволяє застосовувати її в найскладніших гірничо-геологічних умовах.
Недоліки системи:
- висока трудомісткість робіт, особливо по кріпленню і керуванню покрівлею;
- значна коливається навантаження на очисний вибій в часі і незначна її се-редня величина;
- велика витрата лісоматеріалів у варіанті з обваленням покрівлі, що досягає 45-60 м3/1000 т здобичі;
- великі втрати вугілля в целиках, що становлять 20-30%.
Сфера застосування системи: круті і крутопохилни пласти потужністю 1,8-3,5 м з будь-якими умовами їх залягання.
| а |
| б |
| в |
Вентиляційні штреки найчастіше проводяться по обрушених породах (по завалу) на місці колишніх відкатувальних штреків. Їх проведення здійснюється відбійними молотками із-за наявності в старих виробленнях рам металевої крепи, що не витягують. крупних глиб обрушених порід і ін. Спроби вживання прохідницьких комбайнів по обрушених породах не увінчалися успіхом,
а) целіками вугілля; б) бутовими смугами; у) комбінованим спосібом
Малюнок 4.17 – Спосіби охорони вентиляційних штреків при суцільній системі розробки крутих пластів
оскільки при цьому потрібний вживання забивної випереджаючої крепи. Порода від проходки штреку вантажиться у вагонетки з відкидним днищем або кузовом, що перекидається, і доставляється до місця її розван-таження, де вона самоплив транспортується і укладається в заздалегідь від-шитий бутовий ящик (мал.4.17.б), під підставою якого встановлюється два ряди костриць – наполегливий і піднаполегливий. Охорона бутовими смугами є найбільш поширеним способом, особливо на пластах, схильних до само-возгорання і раптових викидів вугілля і газу. Проте за наявності грунту, схильного до сповзання, переважна охорона целі-ками (мал.4.17,а), а при вугіллі, схильному до висипання, – комбінований спосіб, що перед-бачає оконтуривание целіків з трьох сторін органною крепью, установку костриць і викла-дення бутової смуги (мал.4.17,в).
При виїмці вугілля комбайнами з індивідуальною і механізованою крепью типа КГУ форма очисного вибою – прямолінійна з нахилом на масив під ку-том 60-750 і наявністю магазинних уступів (мал.4.18,а). Нахил машинної час-тини лави необхідний для кращого притиснення комбайна до вибою, знижен-ня швидкості руху вугілля по лаві, а, отже, і зменшення пилє-створення. При такому положенні вибою відбите комбайном вугілля рухається по лаві не із швидкістю вільного падіння, а ковзає по голому масиву і гальмується силами тертя.
Відстань між геологічними порушеннями по простіру, при якому вживання комбайнів з індивідуальною крепью економічно виправдане, можна оцінити по формулі
| б |
| 60°-75° |
| а |
 |
а, б – відповідно з магазинною і безмагазинной технологією виїмки вугілля
Малюнок 4.18 – Суцільна система розробки крутих пластів з прямолінійною формою очисного вибою
(4.1)
де, Lпр – відстань між геологічними порушеннями по простіру, м.;
Cмон.-дем. – вартість монтажно-демонтажних робіт, грн..;
lк – довжина комбайнової частини лави, м.;
P – продуктивність пласта, т/м2;
Cм – собівартість видобутку 1 т вугілля по очисному вибою при вжи-ванні відбійних молотків, грн..;
С к – те ж при вживанні комбайнів.
Розрахунки показують, що при потужності пласта від 0,6 до 1,2 м.
Lпр = 100-250 м. При меншій відстані застосовувати комбайни економічно не вигідно унаслідок надмірного зростання вартості монтажно-демонтажних робіт.
| А |
| А |
| 6-8 |
| 50°-60° |
| А-А |
Наявність магазинних уступів укорочує машинну (комбайнову) частину лави, збільшує важкомісткість очисних робіт, стримує зростання наванта-ження на очисний вибій і його посування, погіршує умови праці робітників, оскільки виїмка вугілля в уступах як і раніше проводиться відбійними молотками з використанням мускульної сили вибійників. Їх ліквідація (мал.4.18,б) приводить до поліпшення всіх техніко-економічних показників: навантажен-ня на лаву збільшується на 20-25%, посування – на 9,5-12%, про-дуктивність праці – на 11-15%, собівартість вугілля, що добувається, зни-жується на 13-15%. Проте при цьому вельми складним стає забезпечення лави запасними виходами, оскільки відбите вугілля, заповнюю-
чи вироблений простір під кутом природного укосу, "запечатує" лаву (мал.4.18,б).
1 – польовий відкатувальний штрек; 2 – порідний скат (гезенк); 3 – просік; 4 – очисний вибій; 5 – відбите вугілля
Малюнок 4.19 – Розташування вироблень на відкатувальному горизонті при суцільній системі розробки крутих пластів з польовою підготовкою поверху і безмагазинной технологією виїмки вугілля
Тому при безмагазинной технології виїмки вугілля вони споруджуються у виробле-ному просторі, для чого на висоті 16-18 м. завчасно викладається 3-4 ряди костриць, створюючих корридор для проходу людей і вентиляції, як це показано на малюнку 4.18,б. Покрівля або грунт в колишніх углеспускних печах (на крутому падінні їх називають гезенками) і прилеглому до них корридоре підри-ваються відбійними молотками і перекріплюються суцільною венцовой крепью, забезпечуючи вільний прохід людей і свіжою струмені повітря.
Не дивлячись на вказані переваги безмагазинная технологія виїмки вугілля не знайшла широкого вживання на шахтах, оскільки вимагає дуже чіткої організації роботи підземного транспорту (безперервного обміну наван-тажених і порожніх складів на ділянці видобутку), що важко досяжно на практиці. При непередбачених затримках з обміном складів лава "підсипа-ється", а метан, що виділяється при цьому, швидко досягає гранично допустимої концентра-ції, при якій лава має бути зупинена і разгазироваться.
Суцільна система розробки застосовується і при польовій підготовці повер-ху. При цьому форма очисного вибою може бути різною і, як вже наголошувалося вище, залежить від засо-бів механізації очисних робіт. На малюнку 4.19 як приклад показано розташування гірничих вироблень на відкатуваль-ному горизонті при польовій підготовці поверху і безмагазинной технології виїмки вугілля.
Польові штреки розташовують в грунті на відстані 5-20 м. від нього. Гезенки (скати), що спо-лучають польовий штрек з лавою, проводяться через 6-8 м. по простіру буропідривним спосі-бом, за допомогою буросбоєчних машин типа "Стріла" або відбійними молотками.
.
Сферою застосування суцільної системи розробки крутих пластів з польовою підготовкою поверху є:
- пласти з помилковою покрівлею і сповзаючим грунтом, при яких про-ведення вироблень пластів приводить до їх порушення і неможливості утримання;
- при одночасному відробітку пластів, що вельми зближують;
- пласти, схильні до самозагорання вугілля, при розробці яких залишен-ня вугільних целіків заборонене ПБ, а також пласти, небезпечні по раптових викидах вугілля і газу, при розробці яких целіки, будучи концентраторами напруги, сприяють розв'язуванню викидів.