Сущность системы разработки длинными столбами Выбор и обоснование системы разработки Под системой разработки угольных месторожденийпонимается определенный порядок проведения подготовительных и очистных выработок в пределах выемочного поля, участка, столба, увязанных в пространстве и во времени Система разработки должна обеспечивать безопасное ведение работ, экономичность разработки, минимальные потери полезного ископаемого. Рис. 6.1. Требования к системам разработки угольных месторождений Различают сплошную, столбовую и комбинированную системы разработки. Таблица 6.1 Отличительные признаки систем разработки Отличительные признаки систем разработки | Виды систем разработки | сплошные | столбовые | комбинированные | Порядок проведения подготовительных выработок в выемочном поле (участке, столбе) по отношению к подвижной плоскости очистного забоя | Не разделены во времени и пространстве | Разделены во времени и пространстве | Комбинированное | Условия поддержания выемочных выработок | Позади забоя лавы в зоне интенсивного влияния очистных работ | Впереди забоя лавы в массиве угля или в зоне установившегося горного давления | — « — | Направление движения транспортирования угля и очистного забоя | Противоположное | Совпадает | Совпадает или не совпадает | Направление движения отработанной струи воздуха и очистного забоя | — « — | Совпадает или не совпадает | То же |  Рис. 6.3. Элементы и параметры систем разработки угольных месторождений Таблица 6.2. Классификация систем разработки угольных месторождений Система разработки | Классификационные признаки | Разделение пласта по мощности на слой | Длина очистного забоя | Порядок проведения подготовительных выработок в выемочном поле (участке, столбе) по отношению подвижной плоскости очистного забоя | Направление перемещения в пространстве очистного забоя в выемочном поле (участке, столбе) по отношению к элементам залегания пласта | Без разделения на слои | С длинными забоями | Одновременный (сплошная) | По простиранию | По падению | По восстанию | По диагонали | Последовательный (столбовая) | По простиранию | По падению | По восстанию | По диагонали | Одновременно-последовательный (комбинированная) | По простиранию | По падению | По восстанию | По диагонали | С короткими забоями | Одновременный (камерная) | По простиранию | По падению | По восстанию | По диагонали | Последовательный (короткими столбами) | По простиранию | По падению | По восстанию | По диагонали | Одновременно-последовательный (камерно-столбовая) | По простиранию | По падению | По восстанию | Столбовая система разработки Сущность системы разработки длинными столбами Эти системы разработки характеризуются независимым ведением очистных и подготовительных работ в пределах выемочного поля. На момент начала очистной выемки все подготовительные выработки, соединяющие забой с системой откаточных и вентиляционных выработок шахты, должны быть проведены на всю длину. Подготовительные выработки располагаются в нетронутом массиве угля, а те их участки, которые в результате очистных работ оказываются в выработанном пространстве, как правило, погашаются, и только в редких случаях одна из выработок поддерживается для вентиляции или повторного ее использования. Очистные забои при столбовых системах имеют прямолинейную форму, однако при разработке крутых пластов с использованием отбойных молотков забоям придают потолкоуступную или почвоуступную форму. Направление движения очистного забоя при столбовых системах разработки ориентируют по падению, восстанию, простиранию или диагонально к линии простирания пласта. Столбовые системы разработки применяются при различных схемах подготовки шахтных полей - этажной, панельной и погоризонтной и имеют в каждом случае характерные особенности. При ориентировании лавы по простиранию часть пласта, подготовленная к выемке, может разрабатываться на всю длину этажа или яруса, но в ряде случаев более целесообразно деление этажа (яруса) на подэтажи (подъярусы). Обычно этаж (ярус) делят на два под-этажа (подъяруса). При этом отработка верхних подэтажей (подъярусов) осуществляется с опережением нижних на 20-30м. При отработке выемочных полей длинными столбами по падению (восстанию) в каждом выемочном участке может быть расположена одинарная или спаренные лавы. При столбовых системах разработки отбитый уголь транспортируют в направлении движения забоя, так как все подготовительные выработки расположены впереди лавы. Проветривание двух лав одного этажа (яруса) в зависимости от газоносности, угла падения, мощности пласта и длины лавы может осуществляться последовательно с подсвежением или обособленно. При столбовых системах разработки по простиранию, как правило, применяется возвратноточная схема проветривания, по которой исходящая струя по вентиляционному штреку возвращается к наклонным выработкам. В ряде случаев при устойчивых боковых породах используется прямоточная схема проветривания, для чего за лавой поддерживается вентиляционный штрек, а на границах выемочного поля проводятся фланговые наклонные выработки. Схема проветривания выемочного участка со столбовыми системами разработки должна исключать возможность образования повышенных концентраций метана на сопряжении лавы с вентиляционной выработкой и обеспечивать: · наиболее полное обособленное разбавление всех источников газовыделения; · полное использование свежей струи, проходящей по рабочему пространству лавы, только для разбавления метана, выделяющегося из забоя пласта и отбитого угля в пределах этого пространства. Весь остальной газ, выделяющийся в пределах участка из выработанного пространства, из отбитого угля за пределами рабочего пространства лавы и подготовительных выработок, должен разбавляться обособленными струями воздуха, минующими лаву; · надежность проветривания как при нормальном, так и аварийном режимах; · максимально благоприятные санитарно-гигиенические условия в очистном забое за счет направления свежей струи по выработкам, по которым не ведется транспортирование угля; · возможность ведения работ по эффективной дегазации разрабатываемого пласта и сближенных пластов; · наличие двух свежих струй при разработке выбросоопасных пластов; · благоприятные условия для спасения людей и ликвидации аварий; · возможность маневрирования вентиляционными струями; · эффективную разработку пластов, склонных к самовозгоранию; · максимальную нагрузку на лаву по газовому фактору и минимальную себестоимость угля по элементу «вентиляция». Выемочные участки должны проветриваться воздухом, подаваемым за счет общешахтной депрессии. В качестве основного способа управления горным давлением при столбовых системах разработки используется полное обрушение, реже — полная закладка выработанного пространства, а при выемке крутых пластов — удержание кровли на кострах. Столбовые системы разработки широко используются во всех без исключения угольных бассейнах на тонких и средней мощности угольных пластах. При углах падения до 10° рекомендуются системы разработки длинными столбами по падению (восстанию), а при больших углах — длинными столбами по простиранию. На крутых пластах следует применять систему разработки длинными столбами по простиранию или столбами по падению со щитовыми перекрытиями. К достоинствам столбовых систем разработки относятся: · хорошее состояние выемочных выработок, поддерживаемых в массиве угля или в зоне установившегося горного давления, и малые затраты на их поддержание; · исключение взаимных помех в работе по проведению выемочных выработок и очистной выемки; это позволяет эффективно использовать высокопроизводительную технику для очистных и подготовительных работ; · детальная разведка пласта в период подготовки столбов об условиях его залегания, возможность своевременного выявления геологических нарушений и принятия необходимых мер при пересечении их очистными забоями или подготовка новых забоев за нарушениями; · возможность погашения выемочных выработок частями по мере подвигания очистных забоев, что обеспечивает регулярность извлечения металлической крепи; · при возникновении пожара от самовозгорания оставшегося в выработанном пространстве угля возможность заизолировать его возведением герметичных перемычек в выемочных выработках, пройти новую разрезную печь и продолжить очистные работы без длительных перерывов. Недостатки столбовых систем разработки следующие: · проведение большого объема подготовительных выработок до начала очистных работ, что удлиняет срок ввода шахты в эксплуатацию; · трудность проветривания подготовительных забоев в период проведения выработок; · ограничение нагрузки на лаву по газовому фактору, особенно на весьма газоносных пластах; · необходимость поддержания подготовительных выработок как в период их проведения, так и во время производства очистных работ. При пучащих почвах это приводит к большим расходам на их поддержание. Системы разработки длинными столбами имеют следующие разновидности: · без разделения этажа (яруса) на подэтажи (подъярусы); · с разделением этажа (яруса) на подэтажи (подъярусы); · по падению (восстанию). На большинстве отечественных угольных шах применяется более прогрессивная столбовая система разработки |