Глава 10.Системы разработки поперечно‑наклонными слоями
Сущность системы заключается в том, что мощный пласт отрабатывается слоями толщиной 2,7–3,0 м и в редких случаях до 3,5 м, имеющими наклон 30–40° к горизонту (рис. 10 .46).
Рисунок 10.46 – Система разработки поперечно-наклонными слоями
1, 2 – соответственно транспортный и вентиляционный полевые этажные штреки; 3 – транспортный промквершлаг; 4 – вентиляционный промквершлаг; 5 – основной пластовый штрек; 6 – фланговые вентиляционно-закладочные печи; 7 – конвейерный квершлаг; 8 – бункер-скат; 9 – углеспускная печь в закладке: 10 – дренажная печь; 11, 12 – соответственно транспортный и вентиляционный слоевые штреки; 13 – очистной забой
При угле падения пласта около 60° поперечно-наклонный слой располагается почти нормально к плоскостям напластования. Благодаря наклонному положению слоя обеспечивается самотёк угля и закладки в очистном забое. Наклон забоя предопределяет и положение слоевых штреков: у висячего бока находится верхний штрек, служащий для доставки закладки и леса, а у лежачего бока — нижний для транспортирования угля.
В общем случае разработка поперечно-наклонными слоями менее эффективна, чем горизонтальными слоями. Повышенные затраты и трудоемкость крепления выработанного пространства и слоевых штреков, а также их поддержание при разработке поперечно-наклонными слоями значительно превышают эффект от самотечного движения угля и закладки в забое. Поэтому эта система разработки применяется сравнительно редко и лишь тогда, когда необходимо сохранить поверхность от подработки: наклонное положение забоя обеспечивает при гидравлической закладке большую степень заполнения выработанного пространства закладочным материалом и большую плотность закладочного массива, а следовательно, меньшие деформации и сдвижения боковых пород. По этой причине систему разработки поперечно-наклонными слоями целесообразно применять в варианте с выемкой слоев снизу вверх и с гидравлической закладкой.
Как правило, применяется полевая подготовка. Этаж разделяется на двусторонние выемочные поля. На транспортном горизонте у лежачего бока пласта устраивают водосборник. На флангах выемочного поля (а при его делении на выемочные участки на их флангах) проводят вентиляционные печи, которые используются также для спуска лесоматериалов и подачи закладки по трубопроводу. В центре каждого выемочного участка (на рис. 10 .46 выемочное поле не разделено на участки) после отработки трёх слоев проводят конвейерный квершлаг, соединяющий полевой транспортный штрек с углеспускными печами, которые в процессе выемки слоев сооружаются в закладочном массиве. По обе стороны от углеспускной печи также в закладочном массиве сооружаются дренажные печи.
Отличительной особенностью разработки пласта поперечно-наклонными слоями является то, что слоевые штреке не проводятся по углю, а сооружаются в закладочном массиве позади очистного забоя разрабатываемого слоя. При этом конвейерный штрек разрабатываемого слоя всегда располагается в закладочном массиве нижележащего отработанного слоя.
Выемка угля в слое осуществляется с помощью буровзрывных работ или отбойных молотков, крепление — деревянной рамной крепью, состоящей из верхняков, под которые подбиваются стойки, устанавливаемые на лежни.
Отбитый уголь под собственным весом скатывается по почве слоя или по рештакам на скребковый конвейер, установленный в слоевом штреке, и доставляется к углеспускной печи в закладке, далее по конвейерному квершлагу к сбойке-бункеру, из которого грузится в вагонетки на полевом штреке.
Доставка в очистные забои материалов производится через вентиляционные печи и верхние слоевые штреки.
Проветривание участка осуществляется по схеме: 1–8–7–9–11–13–12–6–4–2.
Достоинства системы разработки поперечно-наклонными слоями:
возможность разработки пластов переменной мощности;
обеспечение создания плотного закладочного массива;
самотечное движение угля в забое и самонавалка его на конвейер в слоевом штреке;
малые потери угля; относительная безопасность системы в пожарном отношении.
Недостатки:
небольшая добыча из очистного забоя;
сравнительно низкая производительность труда рабочих, что связано со сложностью крепления забоя и применением закладки;
опасность растрескивания и сдвижения угольного массива в процессе выемки слоев;
большой расход крепежных материалов;
невозможность оставления породы в шахте из прослойков в пласте.
Областью применения системы являются пласты мощностью свыше 5 м и углами падения более 40° с крепкими и вязкими углями и породами любой устойчивости при необходимости создания плотной закладки для охраны объектов на поверхности.