Системы разработки курс лекций

Как говорилось выше, отработка наклонных слоев столбовыми системами может осуществляться и с закладкой выработанного пространства – как гидравлической, так и пневматической. При этом применяется восходящий порядок отработки слоев. Такой вариант слоевой системы разработки мощного пологого или наклонного пласта показан на рис. 6.5. Как и в предыдущих примерах, мощный пласт для простоты рассуждений разделен на два наклонных слоя, пронумерованных сверху вниз.

Рис. 6.5. Система разработки наклонными слоями с отработкой слоев столбовой системой с гидравлической закладкой выработанного пространства при одновременной отработке слоев

Выемочное поле с полевого откаточного штрека 1 и с полевого вентиляционного штрека 2 вскрыто участковыми откаточным 3 и вентиляционным 4 квершлагами. По второму

171

(нижнему) слою квершлаги сбиты печью 7, предназначенной для упрощения проветривания подготовительных выработок в период их проведения, а также для разбавления исходящей с выемочного поля воздушной струи.

Для подготовки выемочного поля по каждому слою одновременно от участковых квершлагов на всю длину выемочного поля проводятся участковый откаточный штрек 5 и участковый вентиляционный штрек 6. На границе выемочного поля участковые штреки по каждому слою сбиваются разрезными печами 8.

Рассматриваемая система разработки предусматривает одновременную отработку обоих слоев в восходящем порядке. Это значит, что очистные работы начинаются в первую очередь по нижнему слою и в дальнейшем ведутся с опережением очистных работ верхнего слоя на величину Lоп 150–300 м. Очистные работы ведутся с полной закладкой выработанного пространства. При гидравлической закладке, благодаря восходящему порядку отработки слоев, вода из закладочного массива верхнего слоя дренирует в заложенное пространство нижнего слоя, а не в призабойное пространство этого слоя. Кроме того, при восходящем порядке отработки слоев не требуется возведение настила между слоями, т.к. почвой верхнего слоя служит закладочный массив нижнего слоя.

В представленных выше вариантах системы разработки мощных пластов (рис. 6.3–6.5) отработка слоев осуществляется столбовой системой лава-этаж. Принципиально возможно и применение столбовой системы с разделением этажа на подэтажи, но из-за сложных схем вентиляции такой вариант системы практически не применяется.

6.1.2. Система разработки наклонными слоями

сотработкой слоев короткими полосами

сгидрозакладкой

Эта система разработки применяется для разработки мощных крутопадающих пластов, в условиях когда необходимо обеспечить сохранность объектов на земной поверхности. Пласт делится на наклонные слои мощностью 1,5–2,5 м.

172

На рис. 6.6 показано разделение мощного крутопадающего пласта на три слоя. Слои отрабатываются последовательно в восходящем порядке. Отработка слоя осуществляется системой коротких столбов с гидрозакладкой, которая подробно рассмотрена в подразделе 5.5 и показана на рис. 5.22. На рис. 6.6 нумерация выработок соответствует нумерации рис. 5.22.

Рис. 6.6. Система разработки наклонными слоями с отработкой слоев короткими полосами с гидрозакладкой

Выемочное поле делится на блоки длиной по простиранию 180–250 м. Выемочное поле с полевых этажных штреков (1 и 2) вскрывается участковыми откаточными (3) и вентиляционными (4) квершлагами. Участковые откаточные квершлаги проводятся по середине каждого блока, а участковые вентиляционные квершлаги – по границам блоков (см. рис. 5.22). Участковые квершлаги проводятся до нижнего (третьего) слоя

(см. рис. 6.6).

Для подготовки нижнего слоя от участковых откаточных квершлагов 3 в сторону границ блока проводятся участковые откаточные штреки 5. На границах блоков откаточные участковые штреки сбиваются скатами 6 с участковыми вентиляционными квершлагами 4.

173

Отработка слоя осуществляется полосами шириной 12–15 м в восходящем порядке в направлении от скатов 6 к середине блока. Очистные работы осуществляются с гидравлической закладкой выработанного пространства. В середине каждого блока в закладочном массиве оформляется углеспускной скат 8 и дренажные печи 9. Более подробно технология работ в полосе описана в подразделе 5.5.

Вскрытие и подготовка последующих слоев производится после полной отработки предыдущего слоя. Вскрытие нового слоя заключается в продлении всех участковых квершлагов, а подготовка включает проведение по каждому слою участковых откаточных штреков и скатов по границам блоков.

6.1.3.Система разработки наклонными слоями

сотработкой второго слоя столбами по падению под гибким перекрытием

Эта система разработки применяется для отработки мощных крутых пластов. Мощный крутопадающий пласт делится на два наклонных слоя: верхний (первый) мощностью 1,5–2,0 м и второй (нижний), включающий остальную часть пласта. Кроме того, на вентиляционном горизонте выделяется горизонтальный или поперечно-наклонный слой мощностью

2,0–2,5 м (рис. 6.7).

Выемочное поле вскрывается с полевых этажных штреков (4 и 5) участковым откаточным квершлагом 6 и участковым вентиляционным квершлагом 7. Участковые квершлаги проводятся до первого (верхнего) наклонного слоя. По верхнему наклонному слою участковые квершлаги сбиваются скатом 11.

Подготовка верхнего наклонного и горизонтального слоев производится одновременно. На откаточном горизонте от участкового откаточного квершлага 4 на всю длину выемочного поля проводится участковый откаточный штрек 8. На вентиляционном горизонте также на всю длину выемочного поля проводится участковый штрек 9, который является общим для верхнего наклонного и горизонтального слоев. Кроме того, от участкового вентиляционного квершлага 5 по горизонтальному

174

слою проводится участковый штрек 10. На границе выемочного поля участковые штреки по обоим слоям сбиваются разрезными печами 12 и 13.

Рис. 6.7. Подготовка и отработка верхнего наклонного и горизонтального слоев

175

Отработка верхнего наклонного и горизонтального слоев осуществляется одновременно столбовой системой разработки с последовательным проветриванием лав (рис. 6.7, б). На этом рисунке верхний отработанный этаж условно не показан. Выемка угля в лавах производится буровзрывным способом, хотя принципиально возможна и механизированная выемка. По почве верхнего наклонного и горизонтального слоев укладывается сплошное гибкое перекрытие (настил) из двух слоев металлической сетки 14 в переплет (один слой параллелен забою лавы, а другой – перпендикулярен). Для того чтобы перекрытие в условиях крутого падения не сползало вниз, по участковым штрекам 8 и 10 прокладываются стальные тросы, к которым прикрепляется перекрытие. Крепление призабойных пространств производится индивидуальной деревянной крепью, управление кровлей – полным обрушением. Очистные работы по рассматриваемым слоям ведутся практически без опережения, что упрощает монтаж гибкого перекрытия.

Проветривание лав по верхнему наклонному и горизонтальному слоям последовательное, как показано на рис. 6.7, б. Добытый в лаве верхнего наклонного слоя уголь с лавного скребкового конвейера перегружается на скребковый конвейер по участковому откаточному штреку 8 и далее транспортируется по участковому откаточному квершлагу 6. Уголь, добытый в лаве горизонтального слоя, с лавного конвейера перегружается на скребковый конвейер по участковому штреку 9, транспортируется до ската 11 и далее перегружается на участковый откаточный квершлаг 6.

Вскрытие, подготовка и отработка второго (нижнего) наклонного слоя показаны на рис. 6.8. Вскрытие нижнего наклонного слоя осуществляется проходкой вентиляционного участкового квершлага 15, выходящего на нижний слой под гибким перекрытием (рис. 6.8, а), смонтированном на почве верхнего слоя. Участковые квершлаги 6 и 15 по нижнему слою сбиваются скатом 20.

Подготовка нижнего слоя аналогична подготовке пласта при системе разработки с секционными щитами, рассмотренной в подразделе 5.3.1. От участкового откаточного квершлага 6

176

него слоя 16. Участковые штреки располагаются ближе к почве пласта (рис. 6.8, а).

Выемочное поле по нижнему слою разделяется на столбы шириной 24 м с оставлением целика между столбами шириной 2 м (рис. 6.8, в). Для подготовки столба проходятся четыре углеспускных печи 18 между участковым откаточным (17) и участковым вентиляционным (16) штреками. В столбе, соседнем

сподготавливаемым, проходится ходовая печь 21, оборудуемая лестницами и полками с лядами. Ходовая печь через 6–8 м по падению соединяется сбойками 22 с первой углеспускной печью подготавливаемого столба. Кроме того, в каждом столбе проходится печь 23, соединяемая сбойкой с третьей и четвертой углеспускными печами. Эта печь и сбойка предназначены для проветривания очистного забоя и являются запасным выходом из очистного забоя. Высота печи принимается из того условия, чтобы взорванный уголь в третьей и четвертой углеспускных печах всегда располагался ниже сбойки. Взрывными работами под гибким перекрытием проходится канава 19, обеспечивающая свободное перемещение рабочих в призабойном пространстве.

Выемка угля в очистном забое производится с применением взрывных работ. Взорванный уголь под собственным весом по углеспускным печам скатывается на откаточный горизонт

ивыгружается на скребковый конвейер, смонтированный на участковом откаточном штреке нижнего слоя. Крепление призабойного пространства не производится. Очистные работы ведутся под защитой гибкого перекрытия. Проветривание очистных работ по нижнему слою показано на рис. 6.8, в.

Рассмотренный вариант системы разработки наклонными слоями может применяться как при последовательной отработке слоев, так и при одновременной отработке слоев. В последнем случае очистные работы по верхнему наклонному и горизонтальному (поперечно-наклонному) слоям должны опережать очистные работы по нижнему наклонному слою не менее чем на ширину двух столбов, т.е. не менее чем на 50 м.

Рассмотренная система разработки наклонными слоями

сотработкой нижнего слоя под гибким перекрытием обеспечи-

178

вает очень высокую производительность рабочих очистного забоя, что объясняется простотой добычного цикла. Однако система требует большого объема подготовительных и нарезных работ, трудоемкого монтажа гибкого перекрытия, эта система очень травмоопасна.

6.1.4.Система разработки наклонными слоями

сиспользованием механизированного комплекса КТУ

Система разработки наклонными слоями с применением механизированного комплекса КТУ (комплекс Томь-Усинский) применяется для разработки мощных пологих пластов при панельной подготовке шахтного поля. Размеры панели по падению составляют порядка 500 м, а по простиранию – 700–1000 м. Мощный пологий пласт при этой системе разработки разделяется на три слоя (рис. 6.9). Верхний (первый) слой 1 имеет мощность 1,8–2,0 м, нижний 3 – 2,2–2,5 м, а средний слой 2 включает всю остающуюся мощность пласта. Кроме того, у верхней границы панели выделяется горизонтальный слой 4. Порядок отработки наклонных слоев нисходящий: сначала отрабатывается верхний наклонный слой, а затем одновременно средний и нижний.

Верхний наклонный слой вскрывается, подготавливается и отрабатывается по обычной панельной схеме негоризонтальных пластов. Вскрытие верхнего наклонного слоя 1 осуществляется с главных штреков (на рис. 6.9, б главные штреки условно не показаны). Главные штреки пройдены на одном горизонте. Главный откаточный штрек 5 полевой, пройденный в породах почвы пласта, главный вентиляционный штрек 6 пластовый, пройденный у почвы пласта по нижнему наклонному слою. С главного откаточного штрека 5 до верхнего наклонного слоя проводится панельный откаточный квершлаг 7, а с главного вентиляционного штрека 6 – панельный вентиляционный квершлаг 8. От панельного откаточного квершлага 7 на всю высоту панели пройден панельный бремсберг 9, а от панельного вентиляционного квершлага 8 – панельный вентиляционный ходок 10. В процессе проходки бремсберг и ходок

179

периодически сбиваются сбойками для упрощения проветривания забоев (рис. 6.9, б).

Верхний наклонный слой разделяются на ярусы. На рис. 6.9, б показано разделение слоя на четыре яруса. Для подготовки первого (верхнего) яруса проводится ярусный откаточный штрек 12 и штрек 13, который является общим для верхнего наклонного слоя и горизонтального слоя 4. На границе панели штреки 12 и 13 сбиваются разрезной печью 15, в которой монтируется очистное оборудование. Для подготовки последующих ярусов проводится только ярусный откаточный штрек 12, а в качестве ярусного вентиляционного штрека используется бывший ярусный откаточный штрек верхнего яруса, охраняемый кострами или органной крепью. Ярусы верхнего наклонного слоя отрабатываются последовательно в нисходящем порядке.

Рис. 6.9. Вскрытие, подготовка и отработка верхнего наклонного и горизонтального слоев

180