Системы разработки курс лекций

ным забоем с просеком 5. В качестве пластового вентиляционного этажного штрека 4 на рис. 3.19 показано использование бывшего этажного откаточного штрека верхнего этажа, охраняемого целиками.

Рис. 3.19. Столбовая система разработки с разделением этажа на два подэтажа при прямом порядке отработки этажа и пластовой подготовке

Подготовка нового выемочного поля включает проведение пластового этажного откаточного штрека 3, конвейерного просека 5, вентиляционного просека 6, промежуточного штрека 8, сбоек между просеками и этажными штреками и участкового бремсберга 7. На рисунке проходка всех штреков и просеков показана в направлении от бремсберга разрабатываемого выемочного поля. Такая схема хотя и создает некоторые трудности с транспортированием породы от проходки штреков, проводимых смешанным забоем, является в данном случае целесообразной. Действительно, другой схемы проведения пластового откаточного штрека в данном случае не существует, просеки проходятся только всем сечением по пласту полезного ископаемого (т.е. породы от их проходки нет). Остается только промежуточный штрек. Показанная схема проходки сокращает время подготовки нового выемочного поля, т.к. в противном

81

случае пришлось бы пройти этажный штрек с просеком на всю длину выемочного поля, пройти бремсберг в новом выемочном поле и только после этого приступать к проходке промежуточного штрека. Все подготовительные выработки отрабатываемого выемочного поля поддерживаются в массиве пласта впереди очистных забоев. Поддержание промежуточного штрека на участке опережения лав на рис. 3.19 показано органной крепью. Как уже отмечалось, возможны и другие способы охраны промежуточного штрека.

Схема проветривания лав на рис. 3.19 последовательная. Она достаточно проста и ясна из рисунка. Тупиковые части выработок, проводимых для подготовки нового выемочного поля, проветриваются вентиляторами местного проветривания.

На рис. 3.20 показан аналогичный вариант столбовой системы разработки при пластовой подготовке, но при обратном порядке отработки этажа. Сравнение этого варианта с предыдущим позволяет сделать следующие основные выводы: его использование значительно уменьшает объем проводимых выработок, сокращаются потери в целиках. Основная проблема

Рис. 3.20. Столбовая система разработки с разделением этажа на два подэтажа при обратном порядке отработки этажа и пластовой подготовке

82

применения рассматриваемого варианта заключается не в системе разработки, а в подготовке этажа. Обратный порядок отработки этажа требует проведения пластовых этажных штреков на всю длину крыла этажа до начала очистных работ

вэтаже. При проходке этажных штреков значительной длины возникает большая проблема проветривания протяженных тупиковых выработок. Решение этой проблемы было найдено

впроведении по границам будущих выемочных полей печей, которые сбивали откаточный и вентиляционный горизонты и сокращали тупиковую часть этажных штреков. В дальнейшем эти печи переоборудовались под участковые (промежуточные) бремсберги. Подготовка нового выемочного поля заключалась в переоборудовании печи в участковый бремсберг 6 и проведении промежуточного штрека 5.

На рис. 3.21–3.23 показаны некоторые наиболее интересные варианты столбовых систем разработки с разделением этажа на подэтажи. Поскольку они не имеют принципиальных отличий от вышерассмотренных вариантов, детального анализа этих вариантов представлено не будет. Однако обратим внимание на особо важные моменты в этих вариантах систем.

Рис. 3.21. Столбовая система разработки с разделением этажа на два подэтажа при прямом порядке отработки этажа и работе на задний промежуточный бремсберг

83

На рис. 3.21 показан редко применяемый вариант столбовой системы разработки с работой на задний промежуточный бремсберг. Как всегда при прямом порядке отработки этажа и работе на задний промежуточный бремсберг, отсутствует перепробег добытого полезного ископаемого и перепробег свежей и исходящей струй. Но данный вариант системы разработки неприменим на пластах, опасных по горным ударам и внезапным выбросам угля и газа, из-за подвигания очистного забоя на выработанное пространство. Кроме того, этот вариант требует обязательного оставления целиков между выемочными полями.

Показанный на рис. 3.22 вариант столбовой системы разработки двухсторонними выемочными полями позволяет сократить объем проводимых участковых квершлагов, увеличить нагрузку на выемочное поле. Но поскольку работа двухсторонними выемочными полями предусматривает встречное движение очистных забоев, то данный вариант системы неприменим на пластах, опасных по горным ударам и внезапным выбросам угля и газа. Рассматриваемый вариант системы требует увеличенных сечений участковых квершлагов, т.к. по ним проходит воздух для проветривания четырех лав. Кроме того, этот вариант требует оставления целиков между выемочными полями и в середине выемочного поля, что значительно увеличивает потери полезного ископаемого.

Наконец, на рис. 3.23 показан вариант столбовой системы разработки с разделением этажа на два подэтажа в условиях крутого или круто-наклонного падения. Как уже говорилось выше, разделение этажа на подэтажи на крутом падении применяется редко, из-за сравнительно небольшой наклонной высоты этажа.

Заканчивая рассмотрение столбовых систем разработки при этажной подготовке шахтного поля, следует сказать, что сегодня они являются основными системами для разработки этажа. Но рассмотренные выше 22 варианта систем не исчерпывают всего разнообразия столбовых систем.

84

В большинстве рассмотренных вариантов показано последовательное проветривание лав. Это сравнительно простой

идешевый способ проветривания лав, поэтому он применяется везде, где это возможно. Но может применяться независимое проветривание лав, практически для всех рассмотренных выше вариантов.

На всех 22 рисунках между ранее отработанным этажом 1

иотрабатываемым этажом 2 показан междуэтажный целик. Почти для всех этих вариантов возможно оставление целика шириной 2–4 м, как это показано на рис. 2.8, б. Такой целик

не представляет опасности с точки зрения горных ударов и внезапных выбросов угля и газа. Работа вообще без оставления целика между этажами (рис. 2.8, а) при столбовых системах не осуществляется.

Все рассмотренные выше варианты столбовых систем характеризуются погашением участковых штреков позади очистных забоев. Иногда, достаточно редко, возникает необходимость поддержания участковых штреков (обычно участковых откаточных) позади очистного забоя, т.е. в выработанном пространстве. В этом случае применяется охрана штреков органной, кустовой или костровой крепями, что подробно рассмотрено в подразделе 2.1. Бутовые полосы для охраны участковых штреков практически не применяются из-за отсутствия породы для выкладки бутовых полос.

При этажной подготовке очистные забои перемещаются по простиранию пласта. Поэтому при этажной подготовке столбовые системы часто называют длинными столбами по простиранию.

3.2. Столбовые системы разработки при панельной подготовке негоризонтальных пластов

При панельной подготовке негоризонтальных пластов очистные работы ведутся в ярусах. Как правило, ярусы панельными наклонными выработками (панельными бремсбергами, панельными уклонами и ходками) делятся на два примерно равных крыла. Как и при сплошных системах разработ-

87

ки, при столбовых системах для отработки яруса применяются системы разработки лава-ярус. Системы разработки с разделением яруса на подъярусы не применяются.

Наибольшее распространение при панельной подготовке негоризонтальных пластов столбовые системы разработки получили при обратном порядке отработки яруса. Именно такой вариант системы разработки показан на рис. 3.24. На этом рисунке показано только одно крыло яруса (правое). Второе крыло яруса (левое) симметрично относительно панельного бремсберга 4 или уклона.

На рис. 3.24 показаны три яруса: верхний ярус 1 уже отработан, средний ярус 2 разрабатывается, нижний 3 находится

вподготовке. Подтверждается сущность столбовых систем:

вярусе, в котором ведутся очистные работы (2), все подготовительные выработки уже пройдены, а в ярусе, который находится в подготовке (3), не ведутся очистные работы.

Рис. 3.24. Столбовая система разработки лава-ярус при обратном порядке отработки яруса

Подготовка крыла яруса включает проведение ярусного откаточного (как правило, конвейерного) штрека 6, ярусного вентиляционного штрека 7 и разрезной печи 8. Все подготови-

88

тельные выработки проводятся узким забоем. Поскольку длина крыла яруса может достигать 1–1,5 км, то проветривание длинных ярусных штреков достаточно сложно. На рис. 3.24 для решения проблем проветривания ярусных штреков периодически проводят печи 9, соединяющие ярусные штреки и сокращающие тупиковую длину штреков, что видно из рисунка.

Добытое в лаве полезное ископаемое перегружается на транспортные средства по ярусному откаточному штреку 6, а с них – на ленточный конвейер по панельному бремсбергу 4 или уклону. Свежая струя поступает на разрабатываемый ярус по панельному ходку 5 и далее по ярусному откаточному штреку 6 – в лаву. Исходящая струя из лавы выходит на ярусный вентиляционный штрек 7 и далее – на панельный бремсберг 4 или уклон. Все выработки подготавливаемого яруса проводятся с использованием вентиляторов местного проветривания для проветривания тупиковых частей выработок. Как видно из рис. 3.23, на пересечении панельного ходка 5 и вентиляционного штрека подготавливаемого яруса оборудуется кроссинг 10, чтобы предотвратить смешивание свежей и исходящей струй.

Между ярусами на рассматриваемом рисунке показано оставление междуярусного целика. При невозможности оставления несущего междуярусного целика применяют целики шириной 2–4 м (подраздел 2.1). При панельной подготовке негоризонтальных пластов возможно также использование в качестве ярусного вентиляционного штрека бывшего ярусного откаточного штрека верхнего яруса, как это показано на рис. 3.25.

В этом варианте системы разработки при подготовке яруса проводится ярусный откаточный штрек 6 спаренным забоем с просеком 9. Ярусный откаточный штрек 6 периодически сбивается сбойками с просеком 9, что сокращает тупиковую часть штрека до расстояния между сбойками. При этом необходимость в проведении печей, соединяющих ярусный откаточный штрек с ярусным вентиляционным штреком, отпадает. Ярусный вентиляционный штрек не проводится, а в качестве его используется бывший ярусный откаточный штрек верхнего

89

яруса. В процессе очистных работ конвейерный просек 9 погашается, а ярусный откаточный штрек 6 сохраняется, охраняемый целиками, что позволяет его использовать в качестве ярусного вентиляционного штрека при отработке следующего яруса. По мере отработки яруса ярусный вентиляционный штрек 7 погашается. Кроме ярусного откаточного штрека, просека и сбоек при подготовке яруса на его границе проводится разрезная печь 8.

Рис. 3.25. Столбовая система разработки лава-ярус при обратном порядке отработки яруса и использовании в качестве ярусного вентиляционного штрека бывшего ярусного откаточного штрека верхнего яруса

Добытое в лаве полезное ископаемое перегружается на скребковый конвейер, смонтированный на просеке 9, затем на скребковый конвейер по одной из передовых (относительно подвигания лавы) сбойке, на транспортные средства по ярусному откаточному штреку 6 и далее на ленточный конвейер по панельному бремсбергу 4 или уклону.

Свежая струя воздуха поступает в лаву по панельному ходку 5, ярусному откаточному штреку 6, одной из передовых сбоек и конвейерному просеку 9. Исходящая струя из лавы вы-

90