5.2.4. Сплошная система разработки лава-этаж (ярус) со средним вентиляционным штреком
Сущность данной разновидности сплошной системы разработки заключается в том, что длина очистного забоя в этаже (ярусе) увеличивается до 300-350 м, и примерно посредине лавы в выработанном пространстве проводится вентиляционный штрек (рис. 5.4). Порода от проведения размещается в бутовые полосы, охраняющие штрек. В связи с большим пролетом выработанного пространства средний штрек испытывает большие опорные нагрузки, что вызывает трудности в его поддержании. Для уменьшения вредного влияния опорного давления на глубоких шахтах Донбасса применяют способ охраны штрека, показанный на рис.4.6, а, идея которого состоит в том, что бутовую полосу относят по падению на 12-15 м от штрека, тем самым относя от него и опорное давление. Крепь штрека — арочная, пятизвенная с податливостью не менее 1,0 м, сечение 18-20 м2.
В лаве работают один или два комбайна. Транспорт угля осуществляется по схеме: лава-5-4-1.
Свежая струя воздуха в лаву поступает по двум выработкам — транспортному и воздухоподающему штрекам, а исходящая выходит на средний вентиляционный штрек. Таким образом в лаву подается в два раза больше воздуха, чем в обычную, а следовательно, во столько же раз увеличивается нагрузка на очистной забой. За счет поступления свежей струи воздуха в оба конца лавы обеспечивается эффективное проветривание обеих ниш. Особенно это важно для верхней ниши, проветривание которой при сплошной системе затруднительно.
Независимое проветривание верхней и нижней частей лавы позволяет совместить работы по предупреждению выбросов угля и газа в одной из них с выемкой угля в другой.
Важными преимуществами этой разновидности системы разработки является также то, что в ней снижается удельный объем проведения штреков, обеспечивая возможность эффективной дегазации спутников бурением скважин из среднего вентиляционного штрека и возрастает нагрузка на этаж (ярус).
Недостатки сплошной системы разработки со средним вентиляционным штреком:
общие для сплошных систем;
большой объем породный работ.
Рис. 5.4. Сплошная система разработки со средним вентиляционным штреком:
1, 2, 3 — штрек соответственно транспортный, вентиляционный и воздухоподающий; 4 — конвейерный ходок; 5 — конвейерный штрек (косовичник); 6 — бутовый штрек; 7 — вентиляционный косовичник; 8 — вентиляционный ходок; а — детали охраны вентиляционного штрека: 9 — бутовая полоса; 10 — чураковая стенка; 11 — костры
Условия применения: пологие пласты мощностью до 1,2-1,3 м любой газоносности и опасности по выбросам, с пучащими породами. В последнее время находит все большее применение при разработке пластов на больших глубинах в Донбассе, где освоенная нагрузка на забой при этой системе достигает 1500 т в сутки.
5.3. Столбовые системы разработки
5.3.1. Общие сведения
Столбовые системы разработки характеризуются тем, что до начала ведения очистных работ по пласту проводят подготовительные выработки, которыми в пласте оконтуривают отдельные участки, называемые столбами, и только после этого приступают к очистной выемке.
Отличительными признаками столбовых систем разработки являются:
очистные и подготовительные работы разделены во времени и пространстве;
выемочные выработки поддерживаются в нетронутом массиве угля или в зоне установившегося горного давления и, как правило, погашаются по мере подвигания очистного забоя;
направление транспортирования угля по выработкам, примыкающим к лаве, и направление движения отработанной струи воздуха по ним всегда совпадают с направлением движения самой лавы.
Столбовые системы разработки могут применяться при любых способах подготовки шахтного поля, но в общем на пологих пластах применяют при панельной подготовке, а на пластах с углами падения до 10° — при погоризонтной. Классификация столбовых систем разработки приведена на рис. 5.5.
Различают следующие разновидности столбовых систем разработки, геометрическая интерпретация которых дана на рис. 5.5:
при выемке лавами по простиранию:
лава-ярус (этаж);
со спаренными лавами в ярусе (этаже);
Рис. 5.5. Разновидности столбовых систем разработки:
а, б, в — при выемке лавами по простиранию соответственно лава-ярус (этаж), со спаренными лавами в ярусе (этаже), с разделением этажа на подэтажи; г, д, е, ж — с выемкой по восстанию (падению) соответственно г, д — одинарными лавами, е, ж — спаренными лавами
с разделением этажа на подэтажи;
при выемке лавами по восстанию или падению:
с выемкой одинарными лавами;
с выемкой спаренными лавами.
Общими достоинствами столбовых систем разработки являются:
хорошее состояние транспортных выемочных выработок, располагаемых в массиве угля, и малые затраты на их поддержание;
исключение взаимных помех в работе по проведению выемочных выработок и очистной выемке, что позволяет эффективно использовать высокопроизводительную технику для очистных и подготовительных забоев;
детальная разведка пласта в период подготовки столбов об условиях его залегания и возможности своевременного выявления геологических нарушений и принятия необходимых мер по их переходу очистными забоями или подготовке нового забоя за нарушением;
погашение выемочных выработок производят по мере подвигания очистного забоя, что позволяет регулярно и полно извлекать металлическую крепь;
отсутствуют утечки воздуха через выработанное пространство, что обеспечивает нормальное проветривание лавы и предупреждает возможность самовозгорания угля в выработанном пространстве, а в случае возникновения пожара его можно легко изолировать путем установки герметических перемычек в выемочных выработках, пройти новую разрезную печь и продолжить очистные работы без длительных перерывов.
Общие недостатки столбовых систем разработки:
большой объем проведения подготовительных выработок до начала ведения очистных работ, что удлиняет сроки ввода лав в эксплуатацию, а при новом строительстве шахт или подготовке новых горизонтов вызывает значительные капитальные затраты;
сложность проветривания подготовительных выработок большой протяженности в период их проведения;
ограничение нагрузки на очистной забой по газовому фактору, особенно на весьма газоносных пластах;
подготовительные выработки поддерживаются как в период их проведения, так и во время производства очистных работ. При пучащих почвах это приводит к дополнительным расходам на их поддержание. При устойчивых породах этот недостаток отсутствует.