Столбовая система разработки со спаренными лавами в ярусе
Эта разновидность столбовой системы возникла в силу стремления увеличить нагрузку на ярус за счет увеличения его высоты и уменьшить удельный объем проведения подготовительных выработок. Характеризуется она тем, что в каждом ярусе располагаются две лавы, имеющие общий средний штрек (рис. 3 .41), который чаще всего используется в качестве транспортного для обеих лав и реже — вентиляционного.
|
|
|
Рисунок 3.41 – Столбовая система разработки со спаренными лавами в ярусе: а – со средним транспортным штреком и с обособленным проветриванием лав; б – со средним транспортным штреком и с последовательным проветриванием лав; в – со средним вентиляционным штреком и с обособленным проветриванием лав 1, 2, 3 – соответственно транспортный, вентиляционный и воздухоподающий штреки |
При использовании среднего штрека в качестве транспортного он оборудуется ленточным конвейером, а при сложной гипсометрии — пластинчатым или же локомотивным транспортом.
Проветривание лав может осуществляться как обособленными струями воздуха, так и общей в зависимости от условий, предусмотренных Правилами безопасности. На негазовых пластах, а также газоносных, но с углами падения до 10° и неопасных по выбросам пластах — последовательное с подсвежением по сборному штреку (рис. 3 .41, б).
При использовании среднего штрека в качестве вентиляционного транспортирование угля производится по бортовым штрекам (рис. 3 .41, в), что целесообразно лишь при высоких нагрузках на очистные забои.
Достоинства:
общие для всех столбовых систем;
уменьшение удельного объема проведения подготовительных выработок;
концентрация транспорта угля на одну сборную выработку;
рост нагрузки на ярус.
Недостатки:
общие для всех столбовых систем;
сложность поддержания среднего штрека на сопряжении лав, особенно в связи с возможными взаимными отставаниями и опережениями лав и затруднения в транспортировании угля вверх из нижней лавы, что ограничивает область применения углами падения пластов не более 15°, а по проветриванию — условиями, указанными выше.
Применяется система на пластах мощностью до 2,0 м с устойчивыми боковыми породами и с выдержанными элементами залегания.
Столбовая система разработки с разделением этажа на подэтажи
Сущность этой разновидности столбовой системы разработки заключается в том, что этаж по падению разделяется промежуточными штреками на подэтажи, а по простиранию — на выемочные поля, которые обслуживаются самостоятельными участковыми бремсбергами.
Количество подэтажей зависит от высоты этажа и принятой длины лавы, но обычно на пологих пластах не превышает двух, а на крутых доходит до 3–4 и редко больше. Очистные забои всегда подвигаются в сторону участкового бремсберга, но направление отработки выемочного поля не обязательно должно совпадать с общим направлением отработки крыла этажа.
Основная цель применения этой разновидности столбовой системы разработки заключается в том, чтобы в одних случаях (на пологих и наклонных пластах) увеличить высоту этажа, когда это вызывается необходимостью, в других (на крутых пластах средней мощности и мощных со сложными условиями разработки) — разместить в этаже фиксированной высоты несколько ограниченных по длине очистных забоев.
Применяются три подразновидности столбовой системы разработки с разделением этажа на подэтажи: с доставкой угля на передний, задний и двусторонний участковый бремсберг.
Система разработки длинными столбами по простиранию с доставкой угля на передний участковый бремсберг представлена на рис. 3 .42.
|
|
|
Рисунок 3.42 – Столбовая система разработки с разделением этажа на подэтажи и транспортированием угля на передний участковый бремсберг: а – с обособленным проветриванием лав; б – с последовательным проветриванием лав 1 – капитальный бремсберг; 2 – вспомогательный бремсберг; 3 – вентиляционный ходок; 4 – этажный транспортный штрек; 5 – конвейерный просек; 6 – печь; 7 – этажный вентиляционный штрек; 8 – вентиляционный просек; 9 – вентиляционная печь; 10, 11 –соответственно транспортный и вентиляционный подэтажные штреки; 12 – участковый бремсберг; 13 – вентиляционный ходок участкового бремсберга; 14 – кроссинг |
От капитального бремсберга (уклона) проводят этажный транспортный и вентиляционный штреки с просеками (как показано на рис. 3 .42) или без них, а также промежуточные (подэтажные) штреки. На границе выемочного поля проводят участковый бремсберг с ходком.
Очистные работы в каждом подэтаже начинают из разрезной печи, проводимой на расстоянии 40–50 м от ходка капитального бремсберга (уклона) и ведутся в сторону участкового бремсберга. При отработке последующих выемочных полей очистные работы начинают непосредственно из ходка участкового бремсберга. В ряде случаев возможен переход очистными работами и участкового бремсберга с ходком без перемонтажа забойного оборудования.
По мере отработки выемочного поля производится подготовка нового поля, которая осуществляется на один и тот же участковый бремсберг.
Таким образом, отличительными особенностями данной системы разработки являются:
направление очистных работ в выемочном поле, а, следовательно, и доставки угля совпадает с направлением отработки этажа в целом, в связи с чем при прямом порядке отработки выемочных полей в крыле имеет место перепробег грузов с верхних подэтажей на длину выемочного поля;
каждый участковый бремсберг обслуживает очистные забои и подготовительные работы в следующем выемочном поле. Размер выемочного поля по простиранию может быть определен аналитически, исходя из минимума удельных затрат на сооружение участкового бремсберга и ходка с площадками, поддержание штреков и транспортирование угля по ним. На практике это расстояние составляет 300–500 м, а при применении комплексной механизации в очистных забоях — 1000 м и более. Опережение между очистными забоями в смежных подэтажах должно быть минимальным, чтобы избегать двойного наложения опорного давления на подэтажные штреки и тем самым повысить их устойчивость. При подходе очистных забоев к бремсбергу доставку угля осуществляют на новый участковый бремсберг, который к тому времени должен быть подготовлен.
Транспорт угля по промежуточным штрекам, как правило, производится конвейерами, а вспомогательный — монорельсовыми дорогами, по участковому бремсбергу на пологих пластах — ленточными конвейерами, на наклонных — скребковыми конвейерами, а на крутых и крутонаклонных — под собственным весом. В последнем случае наклонная транспортная выработка носит название участкового ската.
Транспорт угля от нижней лавы производится конвейером по просеку до ближайшей передней печи и по ней на этажный транспортный штрек. Иногда уголь из нижней лавы транспортируют конвейерами по просеку до бремсберга и оттуда на общий для обеих лав погрузочный пункт на транспортном штреке.
Каждая лава проветривается обособленно (рис. 3 .42, а).
Если допустимо последовательное проветривание лав14, промежуточный вентиляционный штрек не проводят, и система разработки принимает вид, изображенный на рис. 3 .42, б.
Достоинства:
общие для столбовых систем разработки;
хорошие условия поддержания участкового бремсберга, находящегося в нетронутом массиве (при подходе к нему очистных забоев уголь транспортируется на новый участковый бремсберг);
в работе находится один бремсберг, который обслуживает и очистные и подготовительные забои;
в ряде случаев при устойчивых породах возможен переход очистными забоями участкового бремсберга с ходком, что снижает потери угля в целиках и исключает необходимость перемонтажа забойного оборудования. При этом отпадают трудности, связанные с первыми посадками основной кровли в лавах при отходе их от разрезных печей.
Недостатки:
общие для всех столбовых систем разработки;
перепробег транспорта угля с верхних подэтажей при прямом порядке отработки этажа15;
напряженность в работе участкового бремсберга, обслуживающего очистные забои в одном выемочном поле и подготовительные в другом при колесном транспорте, который, впрочем, в настоящее время применяется редко.
Условия применения:
общие для всех столбовых систем разработки;
когда появляется необходимость увеличения высоты этажа или размещения нескольких лав в этаже фиксированной высоты, как, например, на крутом падении.
Система разработки длинными столбами по простиранию с доставкой угля на задний участковый бремсберг представлена на рис. 3 .43.
Отличительными особенностями этой подразновидности системы разработки являются:
направление подвигания очистных работ в выемочном поле противоположно общему направлению отработки этажа. Этаж при этом
Рисунок 3.43 – Столбовая система разработки с разделением этажа на подэтажи и транспортированием угля на задний участковый бремсберг16
отрабатывается, как правило, прямым ходом, а выемочное поле — обратным, в связи с чем исключается перепробег грузов с верхних подэтажей, что является основным достоинством системы;
в каждом крыле этажа одновременно в работе находятся два участковых бремсберга, один из которых обслуживает очистные забои в одном выемочном поле, а другой — подготовительные работы в следующем выемочном поле, чем обеспечивается полная независимость очистных и подготовительных работ, что также является преимуществом;
новый участковый бремсберг проводят обычно после того, как произошли первые посадки кровли в лавах, что снижает величину пригрузки на бремсберг с ходком, однако все же они находятся в зоне влияния очистных работ, вследствие чего ухудшаются условия их поддержания. Особенно неблагоприятные условия создаются при доработке выемочного поля, когда на выработки накладывается двойное опорное давление — от ранее выработанного поля и приближающихся очистных забоев отрабатываемого поля. На ударо- и выбросоопасных пластах это может привести к возникновению соответственно горных ударов или выбросов угля и газа. При слабых боковых породах из-за неудовлетворительного состояния бремсберга и ходка приходится преждевременно прекращать очистные работы, оставляя целики угля больших размеров, что приводит к увеличению потерь угля. В этом заключается главный недостаток этой подразновидности системы разработки с разделением этажа на подэтажи. Кроме того, трудоемок перемонтаж оборудования из отработанного выемочного поля в новое.
Условия применения те же, что и для варианта системы с доставкой на передний бремсберг за исключением ударо- и выбросоопасных пластов. Если в крыле этажа имеются непереходимые геологические нарушения, то отработку участков между ними целесообразно отрабатывать вариантом системы с доставкой на задний участковый бремсберг.
Разновидность столбовой системы разработки с двусторонними участковыми бремсбергами характеризуется тем, что бремсберг с двумя ходками проводится посредине выемочного поля, а очистные забои подвигаются от границы его к участковому бремсбергу. Таким образом, одно крыло выемочного поля отрабатывается как на передний бремсберг, а другое — на задний с присущими им достоинствами и недостатками.
Из-за большой напряженности в подготовке выемочных полей, связанной с интенсивной их отработкой, а также подверженности усиленному давлению на бремсберг и ходки при подходе к ним очистных забоев, эта разновидность столбовой системы разработки в последнее время применяется редко.