Системы разработки курс лекций

Как всегда при охране выработок целиками, забои ярусных штреков и просеков опережают очистные забои с таким расчетом, чтобы на участке опережения было не менее двух сбоек. Добытое в лаве полезное ископаемое с лавного скребкового конвейера перегружается на скребковый конвейер по конвейерному просеку 6, далее на скребковый конвейер по передовой сбойке и с него перегружается на транспортные средства по ярусному конвейерному штреку (обычно ленточный конвейер). Этим конвейером полезное ископаемое транспортируется на ленточный конвейер, смонтированный в панельном бремсберге 3 или панельном уклоне. Скребковый конвейер по просеку по мере отработки лавы сокращается, снятые решетки

извенья цепей переносятся вперед по просеку и монтируются с расчетом на транспортирование на следующую передовую сбойку. Скребковый конвейер по сбойке демонтируется после прохода лавы над сбойкой и монтируется в следующей передовой сбойке. Транспортные средства по конвейерному ярусному штреку по мере подвигания лавы удлиняются. При ленточном конвейере в ярусном штреке между ленточным конвейером

итранспортной сбойкой монтируется скребковый конвейер, играющий роль перегружателя. Это связано с тем, что ленточный конвейер целесообразно наращивать лишь довольно длинными участками.

Свежая струя воздуха поступает на разрабатываемый ярус по панельным ходкам 4. Далее движется по ярусному конвейерному штреку 5, по передовым сбойкам, по конвейерному просеку 6 в лаву. Исходящая струя из лавы выходит на вентиляционный просек 8, далее по передовым сбойкам, ярусному вентиляционному штреку поступает на панельный бремсберг 3 или уклон.

2.3. Сплошная система разработки при панельной подготовке горизонтальных пластов

При панельной подготовке горизонтальных пластов на очень многих месторождениях (Подмосковный угольный бассейн, месторождения горючих сланцев и др.) панель разделяет-

41

ся на столбы. Столбы могут разрабатываться различными системами разработки, в том числе и сплошной. Ширина панелей колеблется от 600–800 м до 1200–1300 м. Подготовка панели заключается в проведении панельных откаточного и вентиляционного штреков. При этом возможны две схемы расположения панельных штреков: первая схема предусматривает проведение обоих панельных штреков вдоль одной границы панели, а вторая – проведение штреков на противоположных границах панели.

Сплошная система разработки при горизонтальном залегании пластов применима только при расположении панельных штреков вдоль одной границы панели. При этом применение сплошной системы разработки возможно как при прямом порядке отработки панели, так и при обратном. На горизонтальном залегании применяется только вариант сплошной системы разработки лава-столб, т.е. по ширине столба размещается только одна лава.

На рис. 2.17 показан вариант сплошной системы разработки столба при панельной подготовке горизонтальных пластов. Как видно из рисунка, штреки 5 и 6 поддерживаются бутовыми полосами, следовательно, этот вариант системы разработки может быть применен только при небольшой ширине панели,

ито на небольшой глубине разработки, т.е. в условиях, когда интенсивность проявления горного давления невелика. В этих же условиях возможны и другие (рассмотренные в подразделе 2.1) способы охраны участковых штреков.

Штреки (5 и 6 на рис. 2.17) проводятся позади лавы, что широко распространено при сплошной системе. Возможно проведение откаточного штрека с небольшим опережением очистных работ, что упрощает перегрузку добытого полезного ископаемого на транспортные средства по участковому откаточному штреку. При проведении штреков позади очистного забоя схемы перегрузки полезного ископаемого на участковый откаточный штрек аналогичны рассмотренным в подразделе 2.1. Добытое в лаве полезное ископаемое перегружается на транспортные средства по участковому откаточному штреку 5

идалее транспортируется по панельному откаточному штреку 3.

42

На рис. 2.18 показана сплошная система разработки столба при горизонтальном залегании пласта и обратном порядке отработки панели (панельные штреки погашаются по мере отработки столбов). На этом рисунке участковые откаточный 5 и вентиляционный 7 штреки охраняются целиками. Такой способ поддержания участковых штреков позволяет отрабатывать столбы при большой ширине панели. В остальном рассматриваемый вариант системы аналогичен рассмотренным ранее в подразделах 3.1 и 3.2.

Рис. 2.18. Сплошная система разработки столба при горизонтальном залегании пласта и обратном порядке отработки панели

На рис. 2.17 и 2.18 между отработанным 1 и разрабатываемым 2 столбами оставлен целик. Это достаточно распространенный вариант при горизонтальном залегании пласта. Однако в этих вариантах возможна проходка участковых вентиляционных штреков «вприсечку» к выработанному пространству отработанного столба, как это рассмотрено в подразделе 2.1.

44

2.4. Сплошные системы разработки при погоризонтной подготовке шахтного поля

При погоризонтной подготовке бремсберговая и уклонная части шахтного поля разделяются на столбы. Столбы отрабатываются длинными очистными забоями (лавами), перемещающимися либо по падению, либо по восстанию. Длина столбов в бремсберговой части может достигать 2000 м и более, а в уклонной части – до 1300 м.

Сплошные системы при погоризонтной подготовке применяются только в варианте лава-столб, т.е. когда по ширине столба размещается только одна лава. При движении лавы по восстанию сплошная система разработки может быть применена как для отработки столбов в бремсберговой части шахтного поля, так и для отработки столбов в уклонной части. Последнее возможно только при расположении главных штреков на вспомогательном горизонте у нижней границы шахтного поля. При движении лавы по падению сплошная система разработки может быть применена только для отработки столбов в уклонной части шахтного поля. Независимо от направления движения лав, сплошная система разработки может применяться как при прямом, так и обратном порядке отработки шахтного поля.

На рис. 2.19 показана сплошная система разработки с перемещением лавы по восстанию при прямом порядке отработки шахтного поля. На этом рисунке участковый бремсберг 5 и участковый вентиляционный ходок 7 поддерживаются целиками, что вполне понятно, если учесть большую длину столба.

Участковый бремсберг 5 проводится спаренными забоями со вспомогательным конвейерным ходком 6, а участковый вентиляционный ходок – спаренными забоями со вспомогательным вентиляционным ходком 8. Как всегда при охране выработок целиками, бремсберг, вентиляционный ходок и вспомогательные ходки опережают очистной забой. Вспомогательные ходки погашаются по мере подвигания лавы.

Как уже говорилось, бремсберг и вентиляционный ходок поддерживаются целиками. При небольшой длине отрабатываемого столба и малой интенсивности горного давления воз-

45

можны и другие способы охраны указанных выработок, рассмотренные в подразделе 2.1.

Добытое в лаве полезное ископаемое с лавного конвейера перегружается на скребковый конвейер по конвейерному вспомогательному ходку 6, далее на скребковый конвейер по сбойке и с него перегружается на транспортные средства по участковому бремсбергу 5. С бремсберга полезное ископаемое

Рис. 2.19. Сплошная система разработки лавами по восстанию при прямом порядке отработки шахтного поля

46

перегружается на откаточный участковый квершлаг 10 и далее транспортируется по главному откаточному штреку 3. Участковый бремсберг обычно оборудуется ленточным или скребковым конвейером, которые удлиняются по мере подвигания лавы. При ленточном конвейере по бремсбергу между ним и скребковым конвейером по сбойке устанавливается скребковый перегружатель, что вызвано невозможностью наращивания ленточного конвейера короткими участками. Скребковый конвейер по вспомогательному ходку по мере подвигания лавы сокращается и переносится вперед по ходку для монтажа на новую сбойку. Скребковый конвейер по сбойке после прохода лавы над сбойкой демонтируется, переносится на новую сбойку и там монтируется. Очень редко для транспортирования по бремсбергу применяется рельсовый транспорт.

Схема проветривания столба показана на рис. 2.19. Свежая струя воздуха поступает на участок по главному откаточному штреку 3 и участковому откаточному квершлагу 10. Далее воздух по участковому бремсбергу 5, передовым сбойкам, конвейерному вспомогательному ходку 6 поступает в лаву. Исходящая из лавы струя воздуха движется по вентиляционному вспомогательному ходку 8, передовым сбойкам, вентиляционному ходку 7 и удаляется по главному вентиляционному штреку 4.

Показанная на рис. 2.19 и описанная выше схема вентиляции применима только при скребковых конвейерах по бремсбергу или при рельсовом транспорте. Дело в том, что Правила безопасности запрещают подавать свежую струю воздуха по наклонным выработкам, оборудованным ленточными конвейерами. Поэтому если по бремсбергу будет осуществляться транспорт ленточными конвейерами, то схема проветривания участка изменится. Свежая струя будет поступать в лаву с главного откаточного штрека 3 по промежуточному квершлагу 11, ходку 7, передовым сбойкам, вспомогательному ходку 8. Исходящая струя из лавы пойдет по конвейерно-вентиляцион- ному ходку 6, передовым сбойкам, вентиляционному бремсбергу 5 и далее будет удаляться по главному вентиляционному штреку 4. На пересечении квершлага 11 и главного вентиляци-

47

онного штрека 4 необходимо оборудовать кроссинг, исключающий смешивание свежей и исходящей струй воздуха.

На рис. 2.20 приведен вариант сплошной системы разработки с отработкой столба по падению. Как говорилось выше, отработка столбов по падению сплошной системой разработки применима только для отработки столбов в уклонной части шахтного поля. На этом рисунке показан обратный порядок отработки уклонной части. Принципиально схема системы не меняется и при прямом порядке.

Рис. 2.20. Сплошная система разработки при погоризонтной подготовке и отработке столба лавой по падению

48

Участковой откаточной выработкой 5 в данном варианте системы разработки является уклон. Поддержание уклона 5 и вентиляционного ходка 7, как и при отработке столба лавой по восстанию, осуществляется целиками в связи с большой длиной столба.

Транспортирование добытого полезного ископаемого и проветривание выработок участка в общем аналогично рассмотренному выше варианту сплошной системы с отработкой столба лавой по восстанию.

2.5. Анализ применения сплошных систем разработки

Анализируя рассмотренные выше варианты сплошной системы разработки, можно сделать следующие выводы. Сплошные системы разработки используются при любых способах подготовки шахтного поля, но особенно широко применяются они при этажной подготовке. Угол падения пластов не является препятствием к применению сплошных систем. Существенным фактором, ограничивающим применение сплошных систем разработки, является мощность пласта. При охране участковых выработок бутовыми полосами сплошная система разработки может быть использована при мощности пласта не более 1,2 м. При других способах охраны участковых выработок возможно применение сплошных систем разработки при мощности пластов до 2–2,2 м.

К недостаткам сплошных систем разработки следует отнести:

–сложную организацию работ на участке, вызванную тесной зависимостью между подготовительными и очистными работами;

–большие затраты на поддержание участковых выработок, поддерживаемых в выработанном пространстве;

–большой объем ручных работ по выкладке бутовых полос или возведению крепи для охраны участковых выработок и, следовательно, высокая трудоемкость и высокая себестоимость добычи по системе разработки;

49

–высокая вероятность травм рабочих, вызванная большим объемом работ, выполняемых в выработанном пространстве;

–сложности с проветриванием очистных забоев из-за больших утечек воздуха через выработанное пространство;

–отсутствие дополнительной разведки условий залегания пласта впереди очистного забоя в связи с тем, что подготовительные выработки проводятся позади очистного забоя.

Достоинствами сплошной системы разработки являются:

–быстрый ввод в работу очистных забоев, т.к. до начала очистных работ проводится очень небольшой объем подготовительных выработок;

–минимальный объем подготовительных выработок, проводимых с использованием вентиляторов местного проветривания.

Указанные выше серьезные недостатки сплошных систем привели к тому, что объем сплошных систем в разработке ме-

сторождений полезных ископаемых постоянно сокращается и в настоящее время не превосходит 30–35 % от общего числа лав.

50