2.8.Сплошная система разработки крутых пластов

Основной разновидностью сплошной системы разработки на пластах крутого падения является лава-этаж (рис. 2 .11). Разновидность системы с разделением этажа на подэтажи в последнее время почти не встречается.

Рисунок 2.11 – Сплошная система разработки крутых пластов лава-этаж: а, б – соответственно с потолкоуступной и прямолинейной формой очистного забоя; в – элементы уступа; 1, 2 – соответственно транспортный и вентиляционный этажные квершлаги; 3, 4 – соответственно транспортный и вентиляционный этажные штреки; 5 – разрезная печь; 6 – рабочий уступ; 6' – магазинный уступ; 7 – просек; 8 – углеспускная печь; 9 – растяжка уступа; 10 – забой уступа; 11 – спасательная ниша

От этажных квершлагов в обе стороны по пласту проводятся этажный транспортный и вентиляционный штреки. В 20–40 м от транспортного квершлага, оставляя охранный целик над ним, проводят разрезную печь на всю высоту этажа. Как правило, печь, должна проводиться по предварительно пробуренной скважине путем расширения последней сверху вниз. Ширина печи составляет 1,8–2,0 м при индивидуальной крепи в лаве и 4,0 м при механизированной.

При потолкоуступной форме очистного забоя (рис. 2 .11, а) выемку угля производят отбойными молотками вначале в самом нижнем уступе, а при подвигании его на 1,8 или 2,7 м по простиранию отбойку начинают во втором уступе, не прекращая ее в первом. При подвигании второго уступа на 1,8 или 2,7 м вводят в работу третий уступ, затем аналогичным образом четвертый и так далее, пока не будут введены в работу все уступы лавы и забой не примет форму, показанную на рис. 2 .11, а.

При прямолинейном забое (рис. 2 .11, б) с выемкой угля комбайном после подготовки магазинного уступа выемку вначале производят в верхней части печи с таким расчетом, чтобы обеспечить угол наклона забоя на массив порядка 5–10°, а на выбросоопасных пластах и более.

Отбитый в забое уголь скатывается под действием собственного веса в нижнюю часть лавы, где устраивается так называемый магазинный уступ, в котором уголь временно магазинируется, что связано с прерывностью работы подземного транспорта.

Достоинства и недостатки сплошной системы разработки крутых пластов — общие для сплошных систем (см. п. 2.1).

Область применения — крутые пласты мощностью до 1,3 м.

2.8.1Способы расположения и охраны транспортных штреков

Этажные транспортные штреки могут проводиться как по пласту, так и по пустым породам, то есть полевыми.

Пластовые штреки проводятся, как правило, с подрывкой пород почвы пласта, без нарушения пород кровли. При наличии сползающей почвы допускается подрывка и кровли, но на величину не более 1,0 м. При крепких однородных породах кровли допускается и бóльшая величина их подрывки.

Охрана пластовых выемочных штреков может осуществляться целиками угля и искусственными сооружениями в виде костров, кустов, кустокостров и железобетонных тумб. Впрочем, последние не нашли применения на крутых пластах.

Охрана целиками угля (рис. 2 .12, а) обеспечивает надежное сопряжение лавы со штреком. Размер целиков по падению находится в пределах 6–14 м в зависимости от крепости угля и мощности пласта. При мягких углях он принимается равным 8–10 м на пластах мощностью до 1,2 м и 12–14 м на пластах свыше 1,2 м. При крепких углях он соответственно равен 6–8 и 8–10 м.

Размер целиков по простиранию принимается в пределах 4,5–5,4 м, ширина углеспускных печей — 1,8 м. Количество свободных (ничем не загроможденных и не используемых для спуска угля) печей для выхода из лавы на транспортный штрек должно быть не менее двух, а минимальное опережение просека по отношению к забою магазинного уступа — не менее 20 м.

	Рисунок 2.12 – Технологические схемы расположения и охраны транспортных штреков при сплошной системе разработки крутых пластов: а, б, в, г – по пласту с охраной соответственно целиками угля, кострами, кустокострами, кустами; д – по пустым породам; 1 – пластовый транспортный штрек; 2 – просек; 3 – углеспускная печь; 4 – полевой транспортный штрек; 5 – наклонный гезенк

Недостатки охраны штрека целиками угля:

• необходимость проведения дополнительных выработок (печей, просеков);

• потери угля, которые особенно ощущаются при ограниченной высоте этажа;

• неудобства доставки крепежных материалов и оборудования в лаву через углеспускные печи.

Условия применения: пласты с несамовозгорающимися углями, неопасные по внезапным выбросам и горным ударам, с почвами, склонными к сползанию.

Охрана штреков кострами (рис. 2 .12, б) применяется на пластах мощностью до 0,9 м, не склонных к сползанию пород почвы, склонных к самовозгоранию, выбросам угля и газа и горным ударам. При породах прочных применяются обычные костры из деревянных стоек, а при породах слабых — из шпального бруса.

На пластах мощностью свыше 0,9 м для охраны штреков применяются кусты (г) и кустокостры (в), которые эффективны при сползающих почвах. Количество стоек в кусте от 60 до 100 штук, а в кустокостре выбирается из условия полного заполнения костра.

Охрана штреков кострами, кустами и кустокострами уменьшает объем проведения нарезных выработок, исключает потери угля, однако увеличивает расход лесоматериалов.

Проведение штреков по пустым породам (д) применяется на пластах, склонных к самовозгоранию, выбросам угля и газа, со слабыми боковыми породами и почвами, склонными к сползанию. В этом отношении полевое расположение штреков является универсальным способом обеспечения хороших условий их эксплуатации в самых сложных условиях разработки пластов при сплошных системах.

Полевые штреки располагают в почве пласта для удобства транспортирования угля на расстоянии 5–20 м от него. Наиболее часто принимается размер 5–10 м, так как при большем расстоянии остается не извлеченной значительная полоса угля в нижней части лавы.

Гезенки, соединяющие штрек с лавой, проводятся либо буровзрывным способом с креплением рамками по падению, либо с помощью буросбоечных машин типа "Стрела". При машинном проведении диаметр гезенков равен 1 м, сами гезенки не крепятся, тщательно закрепляют только их устья.

Расстояние между гезенками принимается в пределах 6–8 м. При меньшем расстоянии возрастают общие затраты на проведение гезенков в пределах этажа, а при бóльшем — увеличивается трудоемкость работ в просеке по ручной переброске угля, возрастают потери отбитого и не погруженного угля в лаве.

Угол наклона гезенков на практике принимается в пределах 50–60°. При этом полевой штрек попадает в зону опорного давления отрабатываемого пласта. Для устранения вредного влияния опорного давления рекомендуется производить бурение разгрузочных скважин диаметром 250–400 мм с нижнего просека.