5.4. Обгрунтування вибору системи розробки вугільної дільниці

Система разработки угольного месторождения или участка станцией Подземгаз преследует цель соблюдения определенного порядка выгазовывания запасов угля, который в конкретных условиях обеспечивает лучшие технические и экономические показатели подземной газификации.

Каждый пласт угля можно представить в виде площади, длина и ширина которой соответствует простиранию и падению пласта в пределах границ участка, предназначенного к разработке.

Разработка угольных пластов в направлении их простирания производится по следующим системам (рис. 5.3):

- от центра участка пласта к его границам;

- от границ участка пласта к его центру;

- от одной границы пласта к другой;

- одновременно от одной границы к центру и от центра к другой границе.

Рис. 5.3. Системы разработки угольных участков по простиранию пласта: 1 – система от центра к границам; 2 – система от границ к центру; 3 – система от одной границы к другой; 4 – система от границы к центру и от центра к границе; АБВЕ – площадб угольного участка; → - направление выгазовывания угольного участка.

Разработка угольных пластов в направлении их паденияпроизводится на базе одного принципа — отработки угольного пласта снизу вверх по его восстанию. При этом разработка угольного пласта в направлении его восстания может осуществляться по сплошной системе или по системе полосчатой (этажной) (рис.5.4). В тех случаях, когда размеры участка угольного пласта по его падению относительно невелики, отдается предпочтение сплошной системе разработки пласта по его восстанию.

Рис. 5.4. Системы отработки угольного пласта по его падению: а – сплошная система разработки пласта по вос-станию; б – этажные системы разра-ботки пласта по восстанию с разде-лительным целиком между этажами при порядке работ от верхнего этажа к нижнему; в – то же, без раздели-тельного целика при порядке работ от нижнего этажа к верхнему; АБВЕ- площадь угольного пласта; МН – граница первого этажа по падению пласта; МНЛК – плщадь целика в плас-те угля, разделяющая этажи отработки; ↑ - направление выгазовывания; I, II – этажи работ и порядок выгазовывания этажа.

Но при больших размерах участка пласта по его падению может оказаться оправданной и этажная система разработки пласта по его восстанию.

Рациональный выбор размеров этажа по падению пласта зависит от технического, технологического и экономического факторов.

Под техническим фактором подразумевается возможность техники вскрытия угольного пласта и проходки каналов газификации на момент сооружения подземного газогенератора на глубине.

К технологическим факторам относится главным образом значение рациональной протяженности каналов вскрытия и газификации подземного газогенератора.

Под экономическим фактором понимается выбор рациональных размеров единовременных капитальных вложений на строительство первых газогенераторов. При разработке участка угольного пласта по падению сплошной системой удельные капиталовложения на вскрытие угольного пласта и проходку каналов газификации меньше, чемпри этажной системе, но начальная величина этих затрат выше.

В тех случаях, когда этажная система разработки угольного пласта оправдывается, она может осуществляться двояко; от нижнего этажа к верхнему или от верхнего к нижнему.У каждого из этих вариантов системы разработки угольногопласта есть свои достоинства и недостатки.

Вариант системы от нижнего этажа к верхнему требует наибольших единовременных капитальных затрат, что создает наибольшие трудности в период строительства подземного газогенератора и усложняется необходимостью эксплуатации наиболее длинных каналов вскрытия.

Но зато при этом варианте разработки угольного пласта по восстаннию лучше дренируются подземные воды, создаются более благоприятные условия для снижения подземных потерь,не требуется оставления целика между этажами и создания дополнительной линии розжига для нижнего этажа.

Рациональный выбор системы разработки угольного пласта по его простиранию в значительной степени зависит от расположения постоянной промышленной площадки станции Подземгаз.

При системе разработки угольного участка по простиранию от центра угольного участка к его границе единовременные начальные капиталовложениянакоммуникации к подземным газогенераторам минимальны. Но по мере приближения отработки угольного участка к его границам постепенно растут затраты за коммуникации к подземным газогенераторам и расход энергии на транспортировку дутья и газа.

При системе разработки угольного участка по простиранию от границ угольного участка к его центру единовременные затраты и коммуникации к подземным газогенераторам наибольшие. Но по мере отработки участка угля расходы на транспортировку дутья и газа снижаются.

На выбор рациональной системы разработки угольного участка по простиранию оказывают влияние гидрогеологические условия и характер нарушения земной поверхности по менее выгазовывания угля. При сильном нарушении земной поверхности правильнее выбрать систему разработки угольного пласта от границ к его центру, так как при этом легче эксплуатировать коммуникации подземных газогенераторов вследствие того, что они располагаются вне зоны оседания земной поверхности.

В тех случаях, когда угольный участок представлен свитой пластов, выбор рациональной системы разработки осложнятся. В принципе свита угольных пластов может выгазовываться:

-отдельными пластами в направлении от вышележащего угольного пласта к нижележащему;

- отдельными пластами в направлении от нижележащего угольного пласта к вышележащему;

- одновременно всеми или несколькими пластами свиты.

Выбор рационального принципа разработки подземной газификацией свиты угольных пластов зависит от комплексного рассмотрения главным образом особенностей строения свиты,гидрогеологических условий ее залегания, способов вскрытия пласта и проходки каналов газификации, а также свойств вмещающих пород.

При использовании принципа отработки свиты от вышележащего пласта к нижележащему вскрытие последующего пласта производится через зону нарушенных пород, но процесс выгазовывания пласта осуществляется среди ненарушенных вмещающих пород.

При разработке свиты пластов от нижележащего к вышележащему пласту происходит хорошее дренирование подземных вод угольных пластов и пород, залегающих над выгазованымпластом, но при этом в зону нарушения попадают пласты подлежащие отработке, что может осложнить их газификацию.

Одновременное выгазовывание нескольких угольных пластов свиты может оказаться рациональным при небольшой мощности пластов и при их сближенности.

Завдання 6: Исходя иззаданныхусловий (Приложение А), произвести рациональный выбор системы разработки угольного пласта по его простиранию и падению.