3.3.3Способы подготовки столбов
Применяют следующие способы подготовки длинных столбов при отработке их лавами по простиранию (рис. 3 .19):
проведением новых транспортного и вентиляционного штреков (а);
проведением нового транспортного и повторным использованием в качестве вентиляционного бывшего транспортного штрека вышележащего яруса (б);
проведением сдвоенных штреков (в);
проведением спаренных штреков (г);
комбинированным проведением штреков (д).
|
|
|
|
|
Рисунок 3.19 – Способы подготовки длинных столбов по простиранию |
При подготовке столба первым способом (рис. 3 .19, а) между смежными ярусами оставляют целики угля шириной 20–40 м, что позволяет подготавливать в крыле панели одновременно несколько ярусов, обеспечивая необходимую нагрузку на панель. В этом основное достоинство способа, благодаря чему он имел в свое время широкое применение на практике. Однако ему присущи и крупные недостатки.
Подготовка столба совпадает во времени с ведением очистных работ в вышележащем ярусе, что приводит к тому, что вентиляционный штрек примерно на половине своей длины испытывает влияние временного опорного давления верхней лавы, а по проходе очистных работ он находится в зоне стационарного опорного давления. В связи с этим затраты на его поддержание значительно выше затрат на поддержание транспортного штрека, расположенного в массиве угля. Охрана вентиляционных штреков межъярусными (междуэтажными) целиками не всегда обеспечивает необходимую их устойчивость и приводит к значительным потерям угля — до 18–25%.
Область применения способа: небольшая глубина разработки, устойчивые боковые породы пласта, не склонные к пучению, отсутствие мощных песчаников в породах основной кровли, малоценные угли.
Большие потери угля и высокая трудоемкость работ по поддержанию вентиляционных штреков, особенно на больших глубинах, обусловили появление способа проведения их вприсечку к выработанному пространству в зоне с пониженным горным давлением1.
Способ подготовки длинных столбов с повторным использованием транспортного штрека в качестве вентиляционного (рис. 3 .19, б) применяется на пластах с породами почвы, не склонными к пучению. При этом охрана штреков может осуществляться либо бутовыми полосами (на пластах мощностью до 1,0–1,2 м), либо с помощью искусственных сооружений в следующих условиях:
органная деревянная крепь — при залегании в кровле легко- и среднеобрушающихся тонкослоистых глинистых и песчаных сланцев при мощности пласта до 2,5 м;
костры из шпального бруса — при залегании в кровле легко- и среднеобрушающихся пород и мощности пласта до 2,5 м;
тумбы из железобетонных блоков — при залегании в кровле легко- и среднеобрушающихся пород, устойчивой почве и мощности пласта до 1,5 м;
литые полосы из быстротвердеющих материалов — при залегании в кровле средне- и труднообрушающихся пород, устойчивой почве и мощности пласта до 2,5 м.
Достоинства способа:
уменьшается в два раза объем проводимых для подготовки столба выработок;
исключаются потери угля в межъярусных (междуэтажных) целиках.
Недостатки:
возможность отработки в крыле панели только одной лавы;
необходимость ведения ремонтных работ по поддержанию штрека в рабочем состоянии и сложность его проветривания.
При подготовке столбов сдвоенными штреками (рис. 3 .19, в) от панельного бремсберга проводят два штрека на расстоянии 15–25 м друг от друга, которые для целей проветривания забоев и концентрации транспортирования горной массы сбиваются между собой вентиляционными печами. Верхний штрек служит в качестве транспортного для верхнего столба, а нижний — в качестве вентиляционного для нижнего столба. На практике часто используют только один нижний штрек, который вначале служит транспортным для верхней лавы, а затем, после ее отработки, — вентиляционным для нижней, а параллельный штрек используется только при подготовке столба и в качестве просека при его отработке. На пластах мощностью свыше 1,5 м этот штрек сразу проводится в виде просека, то есть без подрывки пород.
Достоинства способа:
хорошее проветривание забоев при подготовке столба;
возможность одновременной подготовки, а затем и отработки нескольких ярусов в крыле.
Недостатки:
потери угля в межъярусных (междуэтажных) целиках;
при слабых боковых породах — плохие условия поддержания будущего вентиляционного штрека, который подвергается опорному давлению при отработке верхней лавы.
Область применения: пласты средней мощности с непучащими породами, залегающие на небольшой глубине.
Способ подготовки столбов спаренными штреками (рис. 3 .19, г) отличается от рассмотренного выше тем, что между двумя штреками производится выемка угля, то есть штреки проводятся широкими забоями, и оба угольных забоя объединены в один, а порода от их проведения размещается в общем выработанном пространстве. Расстояние между штреками (ширина раскоски) принимается из расчета размещения всей породы, получаемой от проведения обоих штреков.
Достоинства способа:
отсутствие тупиковых забоев;
проветривание за счет общешахтной депрессии;
оставление в шахте породы от проведения штреков;
дополнительная добыча угля при подготовке столбов.
Недостатки:
плохие условия поддержания вентиляционного штрека, испытывающего влияние опорного давления при отработке верхней лавы;
необходимость устройства вентиляционных стенок для предупреждения утечек воздуха через бутовую полосу, поскольку последняя из-за небольшой ширины выработанного пространства (раскоски) уплотняется недостаточно.
Комбинированный способ подготовки столбов (рис. 3 .19, д) включает проведение штреков в массиве угля спаренными забоями и вприсечку к выработанному пространству. Основные его преимущества заключаются в возможности работы двух лав в крыле панели, а также в хороших условиях поддержания всех штреков: вентиляционный штрек верхней лавы проводится вприсечку, транспортный штрек нижней лавы находится в массиве, а два средних штрека не испытывают вредного влияния опорного давления, если нет взаимного опережения лав. Последнее достоинство позволяет применять этот способ и на пластах с невысокой степенью пучения пород, а также залегающих на большой глубине.
Окончательный выбор того или иного способа подготовки столбов производится на основании учета конкретных горно-геологических условий залегания пласта и горнотехнических факторов с последующим экономическим сравнением наиболее приемлемых вариантов.