Глава 9.Системы разработки горизонтальными слоями
При этих системах мощный пласт разделяется на горизонтальные слои толщиной 3,0–3,5 м. Отработка слоев может производиться как в восходящем, так и нисходящем порядке в зависимости от применяемого способа управления кровлей и крепости угля. Большие потери угля при управлении кровлей полным обрушением и обусловленная этим высокая пожароопасность, сложность управления кровлей и аварийность работ при зависании перепускаемых пород с отработанных слоев по причине малой длины лавы ограничивают применение системы разработки горизонтальными слоями с обрушением кровли.
При выемке слоев снизу вверх с закладкой последняя, уплотняясь, вызывает оседание и растрескивание угольного массива, что может приводить к вывалам кусков угля, а также способствовать самовозгоранию пласта. В связи с этим в последнее время предпочтение отдается нисходящему порядку отработки слоев с закладкой (рис. 9 .45).
|
|
Рисунок 9.45 – Система разработки горизонтальными слоями 1, 2 – соответственно транспортный и вентиляционный полевые этажные штреки; 3 – транспортный промежуточный квершлаг; 4, 5 – пластовые основные штреки; 6 – углеспускная печь; 7 – вентиляционная |
печь (она же и закладочная); 8, 9 – соответственно конвейерный и вентиляционный слоевые штреки; 10 – вентиляционный квершлаг; 11 – полевая вентиляционная сбойка; 12 – разрезной орт; 13 – фланговая воздухоподающая печь; 14 – межслоевые сбойки для проветривания
Поскольку областью применения системы являются мощные пласты с углами падения свыше 30–35°, то в основном применяется этажная подготовка шахтного поля с полевыми или групповыми штреками, проводимыми по другим пластам. По простиранию этаж разделяется на односторонние или двусторонние выемочные поля длиной соответственно 150 и 300 м.
Каждое выемочное поле (двустороннее) посредине вскрывается с полевого штрека промежуточным квершлагом, который продолжается центральным ортом и пересекает пласт на всю мощность. От центрального орта по пласту у почвы и кровли проводят два основных штрека, а от них в середине выемочного поля проводят две центральные печи, которые крепят сплошной крепью. В каждой из печей устраивают два отделения — грузовое и ходовое. Печь, расположенную у кровли пласта, используют в качестве углеспускной, а у почвы пласта — для доставки крепежного леса, оборудования и для вентиляции. В нижней части углеспускной печи устраивают бункер.
В породах почвы пласта или по расположенному вблизи пласту (если он имеется) проводят вентиляционно-закладочную печь и от нее — короткие вентиляционные квершлаги из расчета один квершлаг на два слоя. Печь состоит из двух отделений — ходового с трубопроводом для спуска закладочного материала и рабочего, служащего для спуска леса и оборудования.
У каждой из границ выемочного поля проводят также по две печи (у кровли и у почвы пласта), используемые для подготовки горизонтальных слоев.
Слоевые штреки обычно проводят с помощью буровзрывных работ и в большинстве случаев крепят деревянной крепью. Для большей устойчивости они проводятся не на всю высоту слоя, а с оставлением угольной потолочины толщиной 1,0–1,5 м.
Очистные работы в слое начинаются от разрезного орта, проводимого у дальней границы выемочного участка. Обычно выемка угля производится буровзрывным способом. Перед взрыванием шпуров забойный конвейер устанавливают у самого забоя, а к первому ряду стоек на 2/3 их высоты прибивается металлическая сетка. Благодаря этим мероприятиям обеспечивается взрывонавалка угля. Только около 40% отбитого угля убирается вручную.
Транспортирование угля производится скребковым конвейером по слоевому штреку до углеспускной печи и далее по промежуточному квершлагу на этажный транспортный штрек.
Закладочный материал по трубам подается с вентиляционного штрека по вентиляционно-закладочной печи, вентиляционному квершлагу и слоевому штреку в выработанное пространство слоя. Чаще всего применяется пневматическая закладка. При этом закладочная установка располагается на вентиляционном горизонте в районе промежуточного квершлага.
Проветривание выемочного поля осуществляется по схеме: 1–3–5–13–8'–14–8–очистной забой–9–7–10–11–2.
Достоинства системы разработки горизонтальными слоями:
возможность разработки пластов со значительно изменяющейся мощностью;
малые потери угля и небольшая вероятность возникновения пожаров при технически правильном ведении закладочных работ;
удобное положение рабочих в забое.
Недостатки:
большой объем проведения подготовительных выработок;
небольшая длина очистного забоя, затрудняющая применение высокопроизводительной техники;
слоевые штреки подвержены интенсивному влиянию очистных работ;
большой расход леса;
имеющиеся в пласте породные прослойки вынимаются вместе с углем.
Условия применения: пласты с углами падения более 30 градусов1 и мощностью свыше 8 м, с углями любой крепости и газоносности при боковых породах любой устойчивости. Особенно желательно применение системы на пластах с изменяющейся мощностью, на сильно нарушенных участках, в местах раздутия пластов и т.д.
Дальнейшее совершенствование системы ведется по пути создания средств комплексной механизации очистной выемки в забое с твердеющей закладкой для исключения необходимости возведения предварительной крепи.