Системы разработки курс лекций

емочного поля бутовыми полосами и т.д. В то же время схемы на рис. 2.10 и 2.12 имеют принципиальные различия. Прежде всего обращает на себя внимание то, что вместо одного промежуточного штрека проводятся два. Нижний из этих промежуточных штреков является вентиляционным штреком лавы нижнего подэтажа, а верхний – конвейерным штреком лавы верхнего подэтажа. Между этими промежуточными штреками оставлен целик. Таким образом, промежуточные штреки с одной стороны охраняются целиком, а с другой стороны – бутовыми полосами, возводимыми при проходке этих штреков.

Рис. 2.12. Схема сплошной системы разработки с разделением этажа на два подэтажа с независимым проветриванием лав

Наличие целика между промежуточными штреками исключает попадание воды из лавы верхнего подэтажа в призабойное пространство нижней лавы, поэтому очистные работы в верхнем подэтаже опережают очистные работы нижнего подэтажа, что значительно снижает нагрузки на пласт впереди верхней лавы.

31

На рис. 2.12 позади очистных работ проведены участковый (промежуточный) бремсберг 8 и участковый ходок 13. Технология проведения этих выработок в общем аналогична изложенной ранее (см. рис 2.11), но при проведении этих выработок с предварительным трассированием выкладываются три ряда костров. Кроме того, проходка бремсберга и ходка начинается с верхнего подэтажа.

Свежая струя воздуха поступает в выемочное поле по полевому (групповому) откаточному штреку 4 и по участковому (промежуточному) откаточному квершлагу 6 выходит на пласт. В точке выхода свежей струи на пласт она разделяется на две струи: одна движется по участковому откаточному штреку 9, а другая – по участковому (промежуточному) бремсбергу 8. Струя по участковому откаточному штреку проветривает нижнюю лаву, исходящая струя из нижней лавы выходит на нижний промежуточный штрек 11, с него – на ходок 13 и далее на участковый (промежуточный) вентиляционный квершлаг 7. Струя по бремсбергу поднимается до верхнего промежуточного штрека 12, по этому штреку – до лавы, проветривает верхнюю лаву и, исходя из верхней лавы, выходит на участковый вентиляционный штрек 10 и далее на участковый вентиляционный квершлаг 7. С вентиляционного участкового квершлага 7 исходящая струя удаляется по полевому (групповому) этажному вентиляционному штреку 5. Как видно из рис. 2.12, на пересечении верхнего промежуточного штрека 12 с ходком 13 имеет место пересечение свежей струи и исходящей струи из нижней лавы. Поэтому в этом месте оборудуется кроссинг (устройство, предотвращающее смешивание свежей и исходящей струй), условно показанный на рис. 2.12 – 14. Наличие целика между промежуточными штреками существенно снижает утечку воздуха.

Следует заметить, что теоретически возможна выкладка бутовых полос между промежуточными штреками вместо оставления целика. Но такой вариант практически не применяется из-за недостатка породы для бутовых полос и очень больших проблем с проветриванием из-за утечек воздуха через бутовые полосы.

32

На рис. 2.13 показан вариант сплошной системы разработки с разделением этажа на два подэтажа с оставлением целиков между выемочными полями. В общем, этот вариант аналогичен показанному на рис. 2.10. Но оставление целиков между выемочными полями обеспечивает надежную изоляцию выемочных полей. Коренным образом изменяется в этом случае технология проведения и поддержания участкового (промежуточного) бремсберга. Бремсберг проводится обычными способами проходки горных выработок по оси целика между выемочными полями и поддерживается в период его эксплуатации целиками с обеих сторон. Такое проведение и поддержание бремсберга значительно дешевле и безопаснее, чем проведение бремсберга позади очистных забоев, как это показано на рис. 2.11. Кроме того, рассматриваемый вариант системы разработки требует проведения двух (по числу подэтажей) разрезных печей в каждом выемочном поле.

Рис. 2.13. Сплошная система разработки с разделением этажа на два подэтажа с оставлением целиков между выемочными полями

33

Очевидно, что для сокращения времени перехода очистных работ в новое выемочное поле необходимо пройти участковые квершлаги, участковый бремсберг и разрезные печи в новом выемочном поле до окончания работ в отрабатываемом выемочном поле. Для этого проходка этажного полевого (группового) откаточного штрека должна опережать очистные забои по пласту. Заметим, что при полевой подготовке в качестве этажного вентиляционного штрека, как правило, используется бывший откаточный этажный штрек верхнего этажа. Поэтому вопрос о проведении полевого этажного вентиляционного штрека не стоит.

Схема проветривания лав на рис. 2.13 последовательная. Движение воздуха по выемочному полю показано на рисунке, а описание схемы полностью совпадает с вариантом системы разработки, показанном на рис. 2.10.

При разделении этажа на подэтажи, как и в варианте сплошной системы лава-этаж, возможна работа двухсторонними выемочными полями. Такой вариант системы разработки при разделении этажа на подэтажи называется работой с двухсторонними бремсбергами. Сплошная система разработки двухсторонними бремсбергами с разделением этажа на два подэтажа и независимым проветриванием лав показана на рис. 2.14. Очистные работы в двухстороннем выемочном поле одновременно ведутся в обоих крыльях выемочного поля. Причем одна из лав движется в направлении ранее отработанного выемочного поля. Это не всегда возможно, а на пластах, опасных по горным ударам и внезапным выбросам угля и газа, запрещено. Причиной этого является значительная интенсивность проявлений горного давления, вызванная уменьшением целика между отработанным и разрабатываемым выемочными полями.

На рис. 2.14 участковый бремсберг проводится и поддерживается в целике, оставляемом в середине выемочного поля. В каждом крыле выемочного поля проводятся по две разрезных печи (по числу подэтажей). В остальном рассматриваемый вариант сплошной системы разработки аналогичен приведенному на рис. 2.12, в том числе и в вопросах проветривания.

34

На схемах сплошной системы разработки с разделением этажа на подэтажи (рис. 2.10, 2.12, 2.13 и 2.14) показано оставление междуэтажного целика 3. Для этих вариантов систем разработки возможна также проходка участкового вентиляционного штрека «вприсечку», как это было рассмотрено в вариантах сплошной системы лава-этаж (см. рис. 2.8).

Все вышерассмотренные варианты сплошных систем разработки, как лава-этаж, так и системы с разделением этажа на подэтажи, применяются на пологом и наклонном падении разрабатываемого пласта. Возможно также применение сплошных систем разработки в условиях крутого и круто-наклонного залегания пласта. На крутом и круто-наклонном падении применяются, главным образом, системы разработки лава-этаж, что обусловлено сравнительно небольшой наклонной высотой этажа. На рис. 2.15 показан вариант сплошной системы разработки на крутом и круто-наклонном падении.

Рис. 2.15. Сплошная система разработки лава-этаж на крутом и круто-наклонном падении

36

Из рисунка видно, что охрана откаточного штрека 7 осуществляется целиками. Это наиболее распространенный вариант охраны откаточного штрека в условиях крутого и крутонаклонного падения. Гораздо реже применяется охрана откаточного штрека органной крепью или кострами. Совершенно не применяется охрана откаточного штрека бутовыми полосами из-за физической невозможности выкладки бутовых полос над штреком при крутом падении пласта. Как всегда при охране штрека целиками, забой штрека и просека опережают лаву для обеспечения проветривания через передовые сбойки (их на крутом падении называют печами). Наклонная ширина целиков для охраны откаточного штрека в условиях крутого и кру- то-наклонного падения колеблется от 8 до 16 м, а расстояние между печами 6–8 м. При таком небольшом расстоянии между печами отпадает необходимость монтажа конвейера по просеку, а добытое полезное ископаемое из магазинного уступа 5 лавы непосредственно через печи выгружается на транспортные средства по штреку.

Поскольку охрана штрека целиками позволяет поддерживать штрек на неограниченной длине, то откаточный этажный штрек 7 является пластовым и необходимость в полевом или групповом этажном штреке на откаточном горизонте отсутствует.

Участковый вентиляционный штрек проходится позади забоя лавы (см. рис. 2.15), и основным способом его охраны является бутовая полоса. Технология возведения бутовой полосы на крутом и круто-наклонном падении существенно отличается от возведения бутовой полосы на пологом или наклонном падении. Сначала на расстоянии от вентиляционного штрека, равном ширине бутовой полосы по стойкам индивидуальной деревянной призабойной крепи, делается отшивка 11 из плах, толстых горбылей, распилов. Ниже бутовой полосы выкладывают 1–2 ряда «мертвых» (т.е. неразборных, непереносных) костров 12. Затем подготовленный объем заполняется породой с вентиляционного штрека. При этом, поскольку падение пласта круто-наклонное или крутое, обеспечивается хорошее заполнение полосы породой и, следовательно, более

37

высокая несущая способность бутовой полосы. Несмотря на это, поддержание участкового вентиляционного штрека на большой длине невозможно. Поэтому на вентиляционном горизонте необходима проходка полевого (группового) этажного вентиляционного штрека.

Вусловиях крутого и круто-наклонного падения защита участкового вентиляционного штрека со стороны ранее отработанного этажа осуществляется, как правило, междуэтажным целиком 3 шириной 10–20 м. Если же оставление целика указанной ширины невозможно, то между этажами оставляют целик шириной 2–4 м, как это показано на рис. 2.8, б. Обнажение обрушенных пород верхнего отработанного этажа на крутом

икруто-наклонном падении представляет очень большую опасность, поэтому применение органной крепи (см. рис. 2.8, а) исключается.

Схема проветривания выемочного поля (см. рис. 2.15) ничем не отличается от проветривания на пологом и наклонном падении (см. рис. 2.1), хотя утечки воздуха несколько снижаются за счет охраны участкового откаточного штрека целиками.

Вусловиях крутого и круто-наклонного падения возможна также отработка двухсторонних выемочных полей сплошной системой разработки лава-этаж, аналогично рассмотренной выше в условиях пологого и наклонного падения.

Заканчивая разговор о сплошных системах разработки при этажной подготовке, необходимо подчеркнуть, что сплошные системы могут применяться как при прямом порядке отработки этажа (при пластовом расположении этажных штреков и охране их целиками и при полевом расположении этажных штреков), так и при обратном порядке отработки этажа (только при полевой или групповой подготовке).

Следует отметить также, что рассмотренными выше вариантами системы разработки не исчерпывается все возможное разнообразие систем. Тем не менее они дают достаточное представление об основных принципах применения сплошных систем при этажной подготовке шахтного поля.

38

2.2. Сплошные системы при панельной подготовке негоризонтальных пластов

Как известно из курса «Вскрытие и подготовка шахтного поля», область применения панельной подготовки ограничена углами падения пластов 18°, т.е. только пологими пластами. Это существенно ограничивает возможности применения систем разработки. Очистные работы при панельной подготовке негоризонтальных пластов производятся в ярусах. При отработке ярусов применяются системы разработки лава-ярус, т.е. системы, при которых в наклонной высоте яруса размещается одна лава. Разделение яруса на подъярусы (по аналогии с разделением этажа на подэтажи) не практикуется.

Сплошные системы при панельной подготовке негоризонтальных пластов применяются только при прямом порядке отработки яруса. На рис. 2.16 показана сплошная система разработки яруса.

На этом рисунке показаны два яруса: верхний ярус 1 отработан, а нижний ярус 2 находится в работе. Как всегда при панельной подготовке негоризонтальных пластов, ярус панельным бремсбергом 3 или уклоном и ходками 4 делится на два крыла. Очистные работы ведутся одновременно в обоих крыльях. Для подготовки яруса в каждом крыле проводится ярусный конвейерный штрек 5, ярусный вентиляционный штрек 7, вентиляционный 8 и конвейерный 6 просеки, сбойки между ярусными штреками и просеками, разрезные печи 9.

Поддержанию в процессе эксплуатации подлежат только ярусные штреки. На рис. 2.16 показано поддержание ярусных штреков целиками. Действительно, при нормальной длине яруса 2–3 км поддержание штреков в безопасном состоянии на длине 1–1,5 км может быть достигнуто только при охране их целиками, и только при очень небольших размерах яруса по простиранию, в условиях небольших глубин разработки, когда интенсивность проявления горного давления невелика, возможна охрана ярусных штреков другими способами, рассмотренными в подразделе 2.1. При этом отпадает необходимость проведения просеков и сбоек.

39