4. Система розробки шахтного поля
Для
з
абезпечення
можливості вибирання пласта в межах
виймального поля необхідно провести
відповідні підготовчі виробки, зберегти
ці виробки на період проведення очисних
робіт в межах цього поля, а в деяких
випадках використати їх також і при
відпрацюванні сусіднього виймального
поля. Підготовчі виробки можна проводити
до початку очисних робіт або одночасно
з ними, а для їх підтримання залишати
цілики невибраного вугілля, викладати
з породи бутові смуги та ін.
Системою розробки називають певний порядок проведення підготовчих і очисних робіт, пов’язаних у просторі й часі. До системи розробки ставлять такі основні вимоги:
безпечне проведення гірничих робіт;
мінімальні матеріальні й трудові витрати на одиницю продукції;
незначні втрати запасів корисної копалини.
Залежно від форми і довжини вибою розрізняють дві групи систем:
системи розробки з довгими очисними вибоями – лавами;
системи розробки з короткими вибоями – камерами.
Системи першої групи, залежно від послідовності проведення очисних і підготовчих робіт в межах виймального поля, поділяють на три підгрупи:
суцільні системи розробки;
стовпові системи розробки;
комбіновані системи розробки.
Вибір системи розробки вугільних родовищ залежить від геологічних, гідрогеологічних і виробничо-технічних факторів. Ці фактори можуть змінюватися не тільки в межах окремих родовищ і шахтних полів, але й в межах окремих частин шахтних та виймальних полів. Тому в межах одного й того ж поверху чи панелі можуть застосовуватись різні системи розробки з різними параметрами окремих їх елементів.
Основні фактори, які впливають на вибір систем підземної розробки вугільних родовищ, слідуючі: потужність, кут падіння і будова вугільного пласта, міцність вугілля, форма залягання пласта, кліваж в пласті вугілля та вміщуючих його породах, будова і властивості цих порід, схильність вугілля до самозагоряння, газоносність та обводненість пластів вугілля та вміщуючих їх порід, можливість виникнення гірничих ударів і раптових викидів вугілля і газу, зближеність пластів, глибина розробки, способи механізації виробничих процесів в очисних та підготовчих виробках, а також організація робіт.
Системи підземної розробки пластових родовищ різні і часто складні. Для повної характеристики застосованих чи проектних систем розробки необхідно знати різнопланові відомості та особливості родовища, при яких ці системи розробки застосовуються чи можуть ефективно використовуватися.
Суцільна система розробки лава-ярус
Різновид суцільної системи розробки лава-ярус є основним в класі суцільних систем і має найбільше розповсюдження завдяки своїй простоті у відношенні транспорту вугілля, провіювання вибоїв і мінімального обсягу виїмкових виробок.
Підготовка ярусу до очисної виїмки починається з проведення від панельного бремсберга або похила транспортних і вентиляційних штреків в обидва крила ярусу і спорудження приймальних площадок.
На відстані 40 – 50м від крайніх похилих виробок на всю висоту ярусу проводять розрізну піч, в якій монтується вибійне обладнання до очисної виїмки. При достатній потужності пласта розрізні печі проводять без підривання бокових порід завширшки 4,0 – 4,5м. при невеликій потужності пласта (0,6 – 0,9м), а також на викидонебезпечних пластах спочатку проводять розрізний хідник здебільшого з підриванням порід покрівлі, а після цього в одній з його бокових стінок виймають вугілля на ширину, яка необхідна для монтажу вибійного обладнання.
Після
закінчення монтажу приступають до
ведення очисних робіт, в результаті
чого вибій лави просувається за
простяганням до межі шахтного поля при
поверховій підготовці або до межі панелі
при панельній. Транспортний штрек
проводять по мірі просування лави з
випередженням при рейковому транспорті
на 50 – 100м, що необхідно для здійснення
маневрових робіт з обміну партій
вагонеток під навантажувальним пунктом
лави, а також для розвідування пласта.
Ярусний вентиляційний штрек у більшості випадків проводиться одним вибоєм з лавою, як правило, з підриванням порід покрівлі пласта для полегшення доставки породи в бутову смугу скрепером.
Основний вид транспорту по штреках при суцільній системі розробки – рейковий і в меншій мірі – конвеєрний. Більш широкому застосуванню останнього перешкоджають складна гіпсометрія пластів, що не дозволяє мати строго прямолінійні виробки; порівняно невисоке навантаження на вибій, а також необхідність систематичного виконання робіт з пере кріплення транспортного штрека з підриванням порід підошви. Немале значення грає і вимога роздільної видачі вугілля і породи, що простіше здійснити рейковим транспортом.
Провітрювання випереджаючого вибою транспортного штрека здійснюється вентилятором місцевого провітрювання, що встановлюється в штреку на відстані не менш 10м від входу в лаву. Вибій вентиляційного штрека провітрюється тим же струменем, що й лава. Однак, у зв’язку з тим, що породний вибій штрека відстає від вугільного, верхній куток лави погано омивається вентиляційним струменем і часто газується, особливо за наявності ніші. Для поліпшення провітрювання кутка в ньому встановлюють парус для спрямування туди частини повітря.
Переваги суцільної системи розробки лава - ярус:
швидке ведення очисних вибоїв у дію;
невеликі початкові витрати на підготовку дільниці;
від
сутність
тупикових виробок значної довжини, що
важливо для їхнього провітрювання,
особливо на газоносних пластах;можливість
застосування різноманітних способів
охорони виїмкових виробок при слабких
бокових породах пласта;мінімальний обсяг проведення підготовчих порід;
проста схема транспорту на дільниці;
проста схема провітрювання.
Недоліками системи є:
незадовільні умови підтримання виїмкових виробок, що наражається на вплив очисних робіт, тому – значні витрати на їхній ремонт;
відсутність попереднього розвідування пласта підготовчими виробками, а звідси – небезпека раптової зустрічі непрогнозованих геологічних порушень і виходу дільниці з ладу;
очисні і підготовчі роботи не розділені в часі і просторі, що призводить до взаємних організаційних завад;
обмеження навантаження на вибій за умовами провітрювання, хоча в аналогічних умовах воно вище, ніж при комбінованих системах з підсвіженням вихідного струменя повітря;
низьке навантаження на поверх, оскільки в крилі знаходиться одна діюча лава;
труднощі провітрювання верхнього кутка лави.
Умови застосування:
пласти потужністю до 1,0 – 1,2м(на практиці до 1,5м) з будь-якими кутами падіння, будь-якої газоносності, не схильні до самозапалювання, з тривкими породами підошви.
Для пластів з підошвами, схильними до здимання, застосовуються модифікації системи з охороною штреків двосторонніми бутовими смугами або з розташуванням їх по пустих породах, тобто з польовою підготовкою. В останньому випадку можливо застосування даної системи розробки і на пластах, схильних до самозапалювання вугілля.