
- •Технология подземной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых
- •Раздел 1. Системы разработки пластовых месторождений 9
- •Глава 1. Классификация систем разработки 9
- •Глава 2. Сплошные системы разработки 21
- •Глава 3. Столбовые системы разработки 58
- •Глава 3. Разработка пластов, склонных к самовозгоранию угля 174
- •Раздел 3. Выбор рациональной системы разработки 179
- •Глава 1. Экономико-математическое моделирование систем разработки 179
- •Глава 2. Конструирование вариантов и определение основных параметров систем разработки 200
- •Раздел 4. Нетрадиционные способы разработки угольных пластов 266
- •Глава 1. Подземная гидродобыча 266
- •Глава 2. Подземная газификация угля 281
- •Раздел 1.Системы разработки пластовых месторождений
- •Глава 1.Классификация систем разработки
- •1.1.Общие сведения
- •1.2.Требования к системам разработки
- •1.3.Факторы, влияющие на выбор системы разработки
- •1.4.Классификация систем разработки
- •Глава 2.Сплошные системы разработки
- •2.1.Общие сведения
- •2.2.Сплошная система разработки лава-этаж (лава-ярус)
- •2.3.Способы расположения и охраны выемочных выработок при сплошной системе разработки
- •2.3.1Расположение и охрана транспортных штреков
- •2.3.2Расположение и охрана вентиляционных штреков
- •2.4.Сплошная система разработки лава-этаж (ярус) со средним вентиляционным штреком
- •2.5.Сплошная система разработки со спаренными лавами в этаже (ярусе)
- •2.6.Сплошная система разработки с разделением этажа на подэтажи
- •2.7.Сплошная система разработки с выемкой лавами по восстанию
- •2.8.Сплошная система разработки крутых пластов
- •2.8.1Способы расположения и охраны транспортных штреков
- •2.8.2Способы расположения и охраны вентиляционных штреков
- •Глава 3.Столбовые системы разработки
- •3.1.Общие сведения
- •3.2.Столбовая система разработки лава-ярус (этаж)
- •3.3.Подготовка длинных столбов по простиранию
- •3.3.1Способы проведения пластовых штреков
- •3.3.2Направление проведения выработок относительно элементов залегания пласта
- •3.3.3Способы подготовки столбов
- •3.3.4Проведение штреков вприсечку к выработанному пространству
- •3.4.Столбовая система разработки со спаренными лавами в ярусе
- •3.5.Столбовая система разработки с разделением этажа на подэтажи
- •3.6.Столбовая система разработки с выемкой лавами по восстанию (падению)
- •3.7.Столбовые системы разработки крутых пластов
- •Глава 4.Комбинированные системы разработки
- •4.1.Общие сведения
- •4.2.Комбинированные системы разработки сплошной со столбовой
- •4.3.Комбинированные системы разработки столбовой со сплошной
- •Глава 5.Камерные системы разработки
- •Глава 6.Полосовые системы разработки
- •Глава 7.Особенности разработки мощных пластов
- •7.1.Общие положения
- •7.2.Принципы разделения пласта на слои
- •Глава 8.Системы разработки наклонными слоями
- •8.1.Общие положения
- •8.2.Системы разработки наклонными слоями с обрушением кровли
- •8.3.Системы разработки наклонными слоями с закладкой выработанного пространства
- •Глава 9.Системы разработки горизонтальными слоями
- •Глава 10.Системы разработки поперечно‑наклонными слоями
- •Глава 11.Комбинированные системы разработки мощных пластов с гибким перекрытием
- •Раздел 2.Особые случаи разработки угольных пластов
- •Глава 1.Разработка сближенных пластов
- •1.1.Общие сведения
- •1.2.Раздельная разработка сближенных пластов
- •1.3.Совместная разработка сближенных пластов
- •Глава 2.Разработка пластов, склонных к динамическим проявлениям горного давления
- •2.1.Общие сведения
- •2.2.Опережающая разработка защитных пластов
- •2.2.1Сущность способа
- •2.2.2Построение границ зон защитного действия
- •2.2.3Технологические схемы использования защитных пластов
- •2.3.Системы разработки и технология ведения очистных работ на выбросоопасных пластах
- •2.4.Особенности разработки пластов, склонных к горным ударам
- •Глава 3.Разработка пластов, склонных к самовозгоранию угля
- •3.1.Общие сведения
- •3.2.Основные положения по разработке пластов, склонных к самовозгоранию угля
- •Раздел 3.Выбор рациональной системы разработки
- •Глава 1.Экономико-математическое моделирование систем разработки
- •1.1.Общие сведения
- •1.2.Стоимостные параметры
- •1.3.Моделирование затрат на проведение выработок
- •1.4.Моделирование затрат на поддержание выработок
- •1.4.1Затраты на поддержание штреков
- •1, 2, 3, 4 – Зоны поддержания штреков
- •1.4.1.1Затраты на поддержание штрека в зоне 1
- •1.4.1.2Затраты на поддержание штрека в зонах 2 и 3
- •1.4.1.3Затраты на поддержание штрека в зоне 4
- •1.4.2Затраты на поддержание выработок, длина которых изменяется равными участками
- •1.5.Моделирование затрат на транспортирование угля по выработкам
- •1.6.Пример составления экономико-математической модели системы разработки
- •Глава 2.Конструирование вариантов и определение основных параметров систем разработки
- •2.1.Общие положения
- •2.2.Выбор и конструирование вариантов систем разработки
- •2.3.Определение нагрузки на очистной забой
- •2.3.1Определение нагрузки на забой по производительности выемочных машин
- •2.3.2Нормативная нагрузка на очистной забой
- •2.3.3Определение максимально допустимой нагрузки на забой по газовому фактору1
- •2.4.Конструирование систем разработки, обеспечивающих высокие нагрузки на забой по газовому фактору
- •2.5.Выбор типоразмера крепи и площади поперечного сечения выемочных выработок1
- •2.5.1Общие понятия
- •2.5.2Расчет величины смещения пород кровли и почвы в выработках различных типов
- •2.5.2.1Выработки, погашаемые за очистным забоем
- •2.5.2.2Выработки, проводимые вприсечку к выработанному пространству
- •2.5.2.3Выработки, сохраняемые для повторного использования
- •2.5.2.4Выработки, проводимые за очистным забоем
- •2.5.2.5Полевые выработки
- •2.5.3Примеры решения задач выбора типоразмера крепи и площади поперечного сечения выработок
- •2.6.Определение оптимальной длины лавы и скорости подвигания забоя по экономическим факторам
- •2.6.1Расходы на заработную плату
- •2.6.1.1Выемка угля комплексом
- •2.6.2Расходы на амортизацию оборудования комплекса, проведение и поддержание выработок, грн./т
- •2.6.2.1 Амортизация оборудования комплекса
- •2.6.2.2Проведение транспортного штрека1
- •2.6.2.3Сооружение приемной площадки бремсберга (уклона)
- •2.6.2.4Поддержание выемочных штреков
- •2.7.Определение оптимальных размеров выемочного поля
- •2.7.1Затраты на проведение выработок
- •2.7.1.1Проведение пластовых штреков
- •2.7.1.2Проведение промежуточных квершлагов
- •2.7.1.3Проведение вентиляционной сбойки для проветривания забоев в подготавливаемом выемочном поле
- •2.7.2Затраты на поддержание выработок
- •2.7.2.1Поддержание пластовых штреков группируемых пластов
- •2.7.2.2Поддержание промежуточных квершлагов
- •2.7.3Затраты на транспортирование угля
- •2.8.Расчет оптимального соотношения между очистными и подготовительными забоями
- •Раздел 4.Нетрадиционные способы разработки угольных пластов
- •Глава 1.Подземная гидродобыча
- •1.1.Общие сведения
- •1.2.Особенности вскрытия и подготовки шахтных полей
- •1.3.Системы разработки при подземной гидродобыче
- •1.3.1Общие положения
- •1.3.2Системы разработки пологих и наклонных пластов
- •1.3.3Системы разработки крутых и крутонаклонных пластов
- •Глава 2.Подземная газификация угля
- •2.1.Общие понятия
- •2.2.Способы подготовки подземных газогенераторов
- •2.3.Поверхностный комплекс станции "Подземгаз"
- •2.4.Перспективы подземной газификации угля
1.4.Классификация систем разработки
Разнообразие горно-геологических условий залегания угольных пластов и технических средств их выемки предопределяют и многообразие встречающихся вариантов и разновидностей систем разработки, для полной характеристики которых требуется учет многих различных признаков. Все это, в конечном итоге, затрудняет создание единой общепринятой классификации систем.
В настоящее время существует несколько классификаций систем разработки угольных пластов. В их основу положен принцип, предполагающий наличие нескольких основных и дополнительных классификационных признаков.
В качестве основных признаков приняты способ выемки пласта по мощности, длина очистного забоя, направление выемки пласта относительно элементов залегания, а также порядок ведения очистных и подготовительных работ в пределах этажа, яруса или выемочной полосы. По этим признакам системы разработки разделены на классы, которые и составляют основу классификаций.
Пример упрощенной классификации систем разработки угольных пластов приведен на рис. 1 .2.
По способу выемки пласта по мощности все системы разработки разделяются на две группы: однослоевые и многослоевые. В первой группе систем выемка пласта производится сразу на полную мощность, то есть без разделения пласта на слои, во второй — с делением его на слои. В зависимости от ориентировки слоев в пласте группа многослоевых систем подразделяется на подгруппы с выемкой наклонными, горизонтальными и поперечно-наклонными слоями.
Рисунок 1.2 – Упрощенная классификация систем разработки угольных пластов
По длине очистного забоя все системы разработки делятся на два вида: длиннозабойные и короткозабойные. К первому относятся системы с длиной забоя свыше 20 м и ко второму с длиной до 20 м. Такое деление в известной степени является условным.
По направлению выемки относительно элементов залегания пласта существуют системы разработки с выемкой по простиранию, восстанию, падению и по диагонали.
По порядку и последовательности ведения очистных и подготовительных работ, то есть принятому порядку подготовки и последующей отработки выемочного участка, системы подразделяются на сплошные, столбовые, камерные, полосовые и комбинированные.
Дополнительными классификационными признаками, учитываемыми в классификациях систем разработки, являются: принцип деления этажа (яруса, полосы1) на выемочные поля; характер компоновки очистных забоев в этаже (ярусе, полосе); направление транспортирования угля в выемочном поле; порядок проветривания выемочного участка и способ охраны выемочных выработок. С помощью этих признаков классы систем разработки подразделяются на подклассы, разновидности, подразновидности, типы, подтипы и модификации.
В отечественной практике на угольных шахтах, как правило, применяются системы разработки с длинными очистными забоями, включающие три класса: сплошные, столбовые и комбинированные. Для правильного отнесения системы к тому или иному классу необходимо четко уяснить отличительные признаки, присущие каждой системе разработки этого вида, так как в литературе по этому вопросу нет четких установок и нередко одну и ту же систему относят к разным классам, путая, в частности, столбовые системы разработки с комбинированными.
В табл. 1 .1 приведены отличительные признаки длиннозабойных систем разработки, разделенные на основные и дополнительные.
К основным признакам отнесены последовательность ведения очистных и подготовительных работ на участке и условия поддержания выемочных выработок относительно выработанного пространства лавы.
К дополнительным — направление транспорта угля и исходящей струи воздуха по отношению к направлению подвигания очистного забоя. Дополнительные признаки позволяют легко установить класс системы разработки по плану горных работ.
Таблица 1.1 – Отличительные признаки систем разработки
Признаки систем разработки |
Классы систем разработки |
|||
Сплошные |
Столбовые |
Комбинированные |
||
|
|
|
||
Основные |
Последовательность ведения очистных и подготовительных работ в пределах участка |
Одновременная |
Разновременная |
Комбинированная |
Условия поддержания участковых выработок |
В выработанном пространстве или на границе с ним |
В массиве угля или в зоне установившегося горного давления |
В массиве и в выработанном пространстве (на границе с ним) |
|
Дополнительные |
Направление транспорта угля относительно направления подвигания очистного забоя |
Противоположное |
Совпадает |
Совпадает или не совпадает |
Направление движения исходящей струи воздуха относительно направления подвигания очистного забоя |
Противоположное |
Совпадает |
Совпадает или не совпадает |
А. Системы разработки без разделения пласта на слои