Кузьміч О.К. Основи гірничої справи

Подождите немного. Документ загружается.

шарах 20…25 м, на пологих 60…80 м. Вугілля з вибоїв при будь-якому способі виїмки

доставляється самопливом або конвеєрами до конвеєрного штреку, а потім по брем-

сбергу (скату) на поверховий пластовий або польовий штрек.

Управління гірським тиском у верхньому шарі здійснюють повним обвален-

ням покрівлі, а в наступних шарах — перепуском обвалених порід. На підошві кожно-

го шару (крім нижнього) по мірі його виїмки зводять попереднє кріплення. При роботі

комплексів попереднє кріплення споруджують тільки з металевої сітки.

Провітрювання лав здійснюють за наступною схемою: свіже повітря подають

по поверховому відкотному штреку, потім через відповідні похилі квершлаги або ге-

зенки й конвеєрні шарові штреки — у лави

кожного шару, відпрацьоване повітря над-

ходить у вентиляційний штрек.

Для зниження втрат і запобігання пожеж цілики під поверховим вентиляцій-

ним і між підповерховими штреками погашають одночасно з відпрацьовуванням ниж-

нього шару.

Сутність системи розробки похилими шарами з обваленням порід і застосу-

ванням гнучкого перекриття полягає в тому, що при виїмці верхнього похилого шару

товщиною 2… 7 м лавами на його підошві монтують гнучке перекриття, під захистом

якого виконують відпрацьовування іншої частини шару на повну потужність. Гнучке

перекриття складається зі сталевих смуг перетином 50 х 3,2 мм, що укладають реші-

тками 20 х 25 см, а потім у 2…3 ряди настилають металеву сітку.

Системи розробки похилими шарами з використанням

гнучкого перекриття й

механізованого кріплення застосовують при розробці пластів потужністю від 6 до 15

м і кутом падіння до 30°, не небезпечних за газом і пилу.

Перевагами системи є: безпека робіт, комплексна механізація процесів виїм-

ки вугілля, зниження втрат вугілля до 13…14%, високі техніко-економічні показники,

недоліками — непридатність для розробки газоносних пластів, висока трудомісткість

робіт з монтажу гнучкого перекриття.

По підошві нижнього шару на всю ширину стовпа (30…60 м) встановлюють

огороджуюче металеве кріплення, що складається з окремих секцій, і встановлюють

скребковий конвеєр. Кріплення пересувають за допомогою гідродомкратів.

Виїмку другого (нижнього) шару ведуть у три прийоми (рис. 6.26). На висоту

кріплення виїмку здійснюють за допомогою ВР або

комбайна з захопленням 0,55…0,8

м. Після уборки вугілля кріплення пересувають. Таку операцію повторюють. Коли крі-

плення поглиблюється у вугільний пласт на 1,1…1,2 м, виймають міжшарову товщу

вугілля за допомогою буровибухових робіт, що виконуються через спеціальні люки у

верхній частині секцій кріплення.

Через ті ж люки відбите вугілля випускають

на конвеєр. Під час випуску ву-

гілля з міжшарової товщі гнучке перекриття, що зведене у верхньому шарі, утримує

обвалені породи й вугілля від просипання за огороджуюче кріплення.

Для верхнього монтажного шару створений спеціальний комплекс, що

складається з вузькозахватного комбайна ДО-52, механізованої кріпи типу АМС, кон-

веєра СП-63 і механізму укладання

сітки.

масиву, утворенні тріщин, осушенні й дегазації верхніх пластів тощо. Вплив підробіт-

ку позначається при будь-якій відстані між пластами. При зближеному їхньому заля-

ганні деформації можуть бути настільки істотними, що розробка підроблених пластів

стає неможливою.

При змішаному порядку першим відпрацьовується один із середніх пластів

свити.

Якщо пласти можна

розробляти в будь-якій послідовності, то вони вважа-

ються незалежними. Пласти, для раціональної розробки яких необхідно враховувати

їхнє спільне залягання, називаються зближеними.

Основним вважається спадний порядок розробки пластів.

Розрізняють пластову, польову й пластово - польову, а також індивідуальну

й групову підготовку пластів.

При пластовій індивідуальній підготовці всі виробки, включаючи й

основні,

проводять і підтримують по кожному із пластів. При польовій підготовці основні виро-

бки (головні штреки, бремсбреги, уклони) проводять по пустих породах.

При пластово-польовій підготовці основні й поверхові штреки проводять по

пустих породах на деякій відстані від пласта, а допоміжні — по пласту. Для з'єднання

польової виробки з пластовими додатково

проводять квершлаги чи гезенки. Пласто-

во-польова підготовка знаходить широке застосування при розробці потужних плас-

тів, особливо, якщо вони схильні до самозаймання, оскільки дозволяє знизити втрати

вугілля в ціликах, що залишаються для охорони пластової виробки.

При груповій підготовці основні виробки (звичайно з тривалим терміном слу-

жби) проводять загальними для групи

чи всіх розроблювальних пластіів. Вони мо-

жуть бути польовими чи пластовими.

Контрольні питання

Яка раціональна довжина стовпа при погоризонтній підготовці шахтного поля?

Якими виробками й при яких умовах здійснюється групування похилих хідників при

погоризонтній підготовці?

Якими властивостями характеризується стабільність довжини лави при погориэонт-

ній підготовці?

Яким чином підвищується концентрація очисних

робіт (у просторі) при погоризонтній

підготовці?

Які системи розробки найбільш поширені при панельній підготовці шахтного поля?

Визначити раціональне число панелей у бремсберговій частини при розмірах шахт-

ного поля по простяганню 5000 м.

Яким фактором обмежується максимальна довжина панелі по падінню при відпра-

цьовуванні уклонної частини шахтного поля?

Яка підготовка шахтного поля найбільш

раціональна при розкритті похилими ство-

лами?

Особливості проведення підготовчих виробок при груповому способі підготовки.

Переваги групової підготовки.

Сутність погоризонтного способу підготовки для групового відпрацьовування пластів.

Рис. 5.8. Порядок розроб-

ки пластів в свиті: а – низ-

хідний; б

–

висхі

ний

Рис. 6.26. Відробка між-

шаровой товщі: 1 – гнучке

металеве перекриття; 2

– пласт; 3 – огорджуюче

мехкріплення; 4 – обвале-

ні породи покрівлі; 5 – від-

бите вугілля

Сутність погоризонтного способу підготовки для групового відпрацьовування пластів.

У чому полягає сутність панельного способу підготовки для групового відпрацьо-

вування пластів?

У чому полягає сутність поверхового способу підготовки для групового відпрацьову-

вання пластів?

Як розташовують підготовчі виробки при поверховому способі підготовки для групо-

вого відпрацьовування?

Сутність групування на горизонті ярусних штреків.

СИСТЕМИ РОЗРОБКИ

Сутність системи розробки. Суцільні системи розробки. Системи

розробки довгими стовпами. Системи розробки з короткими вибоями. Системи

розробки потужних пластів з поділом на шари. Виїмка вугілля без постіної

присутності людей в очисному вибої

Системою розробки вугільного родовища називають установлений для

даних гірничо-геологічних умов залягання шару і прийнятих засобів механізації виїм

ки вугілля визначений порядок ведення підготовчих і очисних робіт, ув'язаний у прос-

торі й часі.

Велика розмаїтість у геологічних умовах залягання пластів і технологій виїм-

ки вугілля зумовило різноманіття систем розробки та їхніх варіантів, що визначило

необхідність у їхній класифікації. Як класифікаційну ознаку обрана одна характерна

відмінність, що виділяє будь-яку систему розробки з групи інших. Такою відмінністю є

певна черговість ведення підготовчих і очисних робіт. Основна відмінність визначає

вид системи розробки — стовпова, суцільна й комбінована при застосуванні дов-

гих очисних вибоїв (лав); камерна й камерно-стовпова — при коротких вибоях.

Основна відмінність доповнюється рядом ознак, що характеризують не сті-

льки

систему розробки, скільки її варіанти.

Перша ознака — технологія очисної виїмки вугілля. За цією ознакою системи

розробки розділяються на наступні групи:

I — з довгими вибоями (лавами й смугами);

II —з короткими вибоями (камерами).

Системи розробки групи I поділяються на дві підгрупи:

А – системи розробки пластів на повну потужність;

Б – системи розробки пластів

з поділом на шари приблизно однакової чи рі-

зної товщини.

Друга ознака — загальний напрямок переміщення очисного вибою при виїмці

корисної копалини стосовно елементів залягання пласта.

Третя ознака — технологічна схема підготовки поверху чи ярусу до очисної

виїмки.

Схеми ці можуть бути всілякими, наприклад: з поділом і без поділу поверху

на підповерхи,

із пластовою чи польовою як індивідуальною, так і груповою підготов-

кою пластів у межах поверху чи ярусу, з доставкою корисної копалини на задній, пе-

редній чи двосторонній квершлаг, гезенк, бремсберг.

Основної відмінності і трьох перерахованих ознак, розглянутих спільно, до-

сить для повної характеристики системи розробки.

Суцільні системи розробки характеризуються одночасним веденням

очисних

і підготовчих робіт у межах поверху виїмкового поля або ярусу в одному напрямку

(від бремсбергів, уклонів або квершлагів до меж виїмкового поля). Область

Система розробки похилими шарами з обваленням покрівлі без розподілу

поверху на підповерхи застосовується при виїмці окремих шарів за схемою лава-

поверх довгими стовпами по простяганню.

На рис. 6.24 показаний варіант системи

розробки трьома похилими шарами при польовій

підготовці з виїмкою шарів у спадному порядку

(розріз вхрест простягання пластів). Після прове-

дення

шарових штреків у першому шарі нарізають

лаву. Штреки другого і третього шарів проводять

у період відпрацьовування першого шару. Виїмку

вугілля виконують комбайнами або вибуховим

способом. Лави кріплять дерев'яним або метале-

вим кріпленням. У якості спеціального кріплення

використовують одно- або дворядне кріплення,

дерев'яні й металеві костри. Застосовують також

механізовані очисні комплекси. Управління покрі-

влею — повне обвалення. При виїмці другого й

третього шарів посадку покрівлі виконують з ого-

родженням привибійного простору.

При системі розробки похилими шарами при розподілі поверху на підповер-

хи виїмкове поле розробляють відособленими підповерхами. У підповерсі (ярусі)

розвиток гірничих робіт може йти в одному або одночасно двох-трьох шарах. Більше

число шарів у роботі неприпустимо через ускладнення транспортних і вентиляційних

шляхів.

Підготовку поля здійснюють основними відкотними й вентиляційними штре-

ками й бремсбергами (рис. 6.25).

Виробки проходять спареними. Підготовку шарів до очисної виїмки здійсню-

ють тільки в одному підповерсі (ярусі). До підготовки

наступного підповерху присту-

пають тільки після початку розвитку очисних робіт у попередньому. Другий і наступні

підповерхи повинні бути підготовлені й обладнані за 1…1,5 міс до закінчення очисних

робіт у першому. Роботи ведуть з випередженням нижніх підповерхів верхніми. Ви-

передження між очисними вибоями шарів звичайно складає на крутих і похилих

Рис. 6.24. Система розробки похилими шарами з обваленням порід покрівлі без по-

ділу поверху на підповерхи: 1, 2 – польові вентиляційний та відкотний штреки; 3 –

кве

шлаги

;

–

ша

ові відкотний та вентиля

ійний шт

ек

Рис. 6.25. Система розроб-

ки похилими шарами з об-

валенням покрівлі: 1, 2 –

підповерхові вентиляційні

штреки нижнього й верх-

нього шарів; 3 – головний

польовий транспортний

штрек; 4, 5 – підповерхові

конвеєрні штреки нижньо-

го та верхнього шарів; 6 –

допоміжні хідники; 7 – кон-

веє

ні б

емсбе

Розробка похилими шарами виконується звичайно з обваленням покрівлі.

При відпрацьовуванні з обваленням у спадному порядку в покрівлі кожного нижчеле-

жачого шару будуть знаходитися обвалені породи, що через якийсь час створюють

досить стійку покрівлю, що забезпечує можливість надійного відпрацьовування ниж-

чележачого шару.

Підготовка пласта до виїмки при розробці похилими шарами, як правило

, по-

верхова. Поверхи можна відпрацьовувати відразу на всю похилу висоту (варіант сис-

теми лава-поверх із похилою висотою поверху 120…380 м) або з поділом їх на під-

поверхи (варіант системи лава-підповерх з похилою висотою підповерху 100…150

м).

Системи розробки похилими шарами з обваленням покрівлі з поділом і без

поділу поверху застосовують при розробці пластів потужністю більше 3,5 м з кутом

падіння до 35°, без значних тектонічних порушень; будь-якою газовістю; з бічними

породами, що володіють доброю злежуваністю після обвалення; глибина відпрацьо-

вування до 900 м.

Перевагами систем є: висока концентрація очисних робіт в пласті, можли-

вість застосування сучасних засобів механізації. Недоліки полягають у великих втра

тах вугілля, у зведенні попереднього кріплення, значних витратах лісоматеріалів.

У залежності від гірничо-геологічних умов застосовують наступні різновиди системи

розробки похилими шарами з обваленням порід покрівлі: без поділу поверху на під-

поверхи; з поділом поверху на підповерхи; з погашенням міжшарової товщі; із засто-

суванням гнучкого перекриття.

При розробці похилими шарами з обваленням польові штреки розміщають у

породах лежачого боку групи потужних пластів. При великих відстанях між пластами

(більше 200…300 м) польові штреки проходять у породах лежачого боку кожного

пласта.

В усіх випадках рекомендується зворотний порядок відпрацьовування виїм-

кових полів.

При розробці без поділу поверху на підповерхи підготовку поля починають із

проходки

поверхових бремсбергів (скатів) або панельних бремсбергів і хідників, по-

верхових (ярусних) відкотних і вентиляційних штреків. Поверхові (ярусні) відкотні

штреки звичайно розташовують в підошві пласта, причому для провітрювання в пері-

од проходки їх з'єднують із шаровим штреком першого (верхнього) шару. Іноді повер-

хові штреки проходять посередині пласта або в породах його лежачого боку (польові,

рис. 6.23), з'єднуючи через кожні 40…60 м з нижніми шаровими (конвеєрними) штре-

ками, горизонтальними або похилими квершлагами або гезенками.

Бремсберги з хідниками звичайно

проводять із підошви пласта. У деяких випа-

дках хідники розміщають у покрівлі пласта.

Підготовку кожного шару виконують прове-

денням шарових відкотних і вентиляційних

штреків.

застосування систем-тонкі пласти, рідше пласти середньої потужності з будь-якими

кутами падіння, понад категорні за газом і схильні до раптових викидів вугілля й газу

пласти, з породами покрівлі, у яких можливі проходка й підтримка виробок позаду

очисного вибою в зонах інтенсивної дії гірського тиску.

Варіант суцільної системи розробки лава-поверх (ярус) (рис. 6.1) характери-

зується наявністю одного прямолінійного вибою (лави), розташованого по лінії падін-

ня пласта. Поверховий відкотний і вентиляційний штреки проходять від капітального

бремсберга (уклону) і на відстані 40 м від нього з'єднують розрізною піччю.

Поверховий відкотний штрек у залежності

від умов розробки з метою забезпечення манев-

рових операцій транспортних засобів може випе-

реджати лаву на відстань не менше 50 м. Розроб-

ку крутих тонких і середньої потужності пластів

(до 1,5 м) з будь-якою стійкістю бічних порід і га-

зовістю здійснюють суцільними системами розро-

бки лава — поверх із стелеуступним вибоєм (рис.

6.2). Поверхові штреки при підготовці ділянки

проходять в обидва боки від

поверхового квер-

шлагу. На відстані 10 м від квершлагу проходять

коротку піч, від якої паралельно штреку — просік.

Очисну виїмку ведуть відбійними молотками — уступами висотою 8—20 м.

Випередження вибою відкотного штреку щодо магазинного уступу приймають 50 м.

Охоронні цілики вугілля можуть залишати як під відкотним, так і вентиляцій-

ним штреками.

При розробці крутих пластів

широко застосовують суцільну систему з стеле-

уступним вибоєм без залишення ціликів над відкотним штреком.

На пластах, досить небезпечних з раптових викидів вугілля й газу, при відсу-

тності заходів для захисту застосовують суцільну систему розробки з ппідошвоуступ-

ним вибоєм. У цьому випадку очисної вибій розділяють на 3—6 уступів довжиною

20—40 м кожний.

При використанні комбайнів і стругів у сполученні з індивідуальним й ме-

ханізованим кріпленням знаходить застосування система розробки лава — поверх із

прямолінійною формою вибою (рис. 6.3).

Лава довжиною 80—130 м нахилена до лінії простягання під кутом 5—10

унаслідок чого забезпечується на-

дійний контакт комбайна з

вугільним вибоєм, зменшуються

швидкість руху відбитого вугілля

по підошві пласта й інтенсивність

пилоутворення. Ніша у верхній

частині лави призначена для мон-

тажу комбайна. У нижній частині

лави вибій рухається з

Рис. 6.1. Суцільна система

розробки лава поверх

Рис.6.2. Суцільна система розробки

на тонких крутих пластах лава-поверх

зі стелеуступною формою вибою: 1 –

квершлаг; 2 – поверховий відкотний

штрек; 3 – піч; 4 – просік; 5 – вентиляційна

піч

;

–

пове

ховий вентил

ійний шт

Рис. 6.23. Схема розміщення поверхових

штреків: а – в підошві пласта; б – в поро-

дах лежачого боку; 1, 4 – поверхові

відкотний та вентиляційний штреки; 2-

піч; 3, 5 – шарові штреки відкотного й

вентиляційного горизонту; 6 – гезенк

випередженням, і при цьому утворюється ма-

газинний уступ. У ньому накопичується вугіл-

ля, що випускають через люки по мірі підходу

потягів з порожніми вагонетками. Розміри ма-

газинного уступу до 20— 25 м по підняттю й до

10—12 м по простяганню пласта.

У залежності від конкретних гірничо-

геологічних умов охорону штреків, пройдених

по пласту, здійснюють ціликами вугілля (роз-

міри по падінню 8—12 м, по простяганню 5—6

м), костровим або кущовим кріпленням.

Польову підготовку застосовують на

пластах, схильних до самозаймання, небезпе-

чних з викидів вугілля й газу, зі слабкими біч-

ними породами й підошвою. Польові штреки

розташовують у підошві

пласта на відстані 5—

20 м від нього. Лаву зі штреком з'єднують ге-

зенками, що проводяться буровибуховим спо-

собом або за допомогою буросбійних машин

на відстані 5—8 м один від іншого.

Вентиляційні штреки проходять по за-

валі, залишаючи охоронні цілики вугілля, що

мають розміри по падінню 6—8 м,. по простя-

ганню 4,5—5 м, або бутові смуги. Для

суцільних систем розробки характерний роз-

поділ поверху по падінню на підповерхи, а по

простяганню — на виїмкові поля.

Суцільні системи розробки з прове-

денням передових дільничних бремсбергів

(рис. 6.5) застосовують при розробці крутих

Цілики виймаються

звичайно не повністю, але

втрати при камерно-

стовповій системі, як пра-

вило, менші, ніж при ка-

мерній, і складають 25-

30%. При камерно-

стовповій системі розроб-

ки, коли ширина камер

складає (має) 4-12 м, ши-

рину міжкамерних ціликів

приймають шириною, яка

дорівнює 4-15 м.

Область засто-

сування - горизонтальні

та пологі пласти товщи-

ною 1,5-3 м з відносно

стійкими породами покрівлі зі слабкою газовістю.

Перевагами камерно-стовпової системи розробки у порівнянні з камерною

є те, що при її використанні скорочуються втрати вугілля.

Недоліком слід вважати більш низьку продуктивність праці.

Системи розробки потужних пластів з поділом на шари. Системи за-

стосовують на пластах, виїмка яких утруднена

або неможлива відразу на всю потуж-

ність. У цих випадках потужний пласт поділяють рівнобіжними площинами на шари

середньої потужності. Кожен шар відпрацьовують окремо. У практиці розробки вугі-

льних родовищ одержали поширення три способи розташування шарів: похилі шари

— пласт поділяють площинами, рівнобіжними його підошві (або покрівлі); горизонта-

льні шари утворюються горизонтальними

площинами; поперечно-похилі шарами-

площинами, розташовуваними з нахилом близько 30—40° убік підошви пласта.

Шари в пласті відпрацьовують у спадному, висхідному або комбінованому

порядку. Вибір того або іншого порядку, потужності окремих шарів залежить від фізи-

ко-механічного складу й властивостей вміщуючих порід і вугілля, потужності й кута

падіння пласта.

У залежності від прийнятого порядку виїмки шарів вибирають спосіб управ-

ління гірським тиском. За способом управління тиском розрізняють шарові системи з

обваленням вміщуючих порід і з закладкою виробленого простору.

При спадному порядку виїмки шарів для управління покрівлею застосовують

обвалення порід і закладку виробленого простору.

При висхідному порядку відпрацьовування шарів управління гірським тиском здійс-

нюють за допомогою закладки виробленого простору.

Системи розробки похилими шарами. Особливістю цих систем є те, що

очисні й підготовчі роботи у всіх шарах знаходяться в тісному взаємозв'язку, зокрема,

повинно суворо дотримуватися положення очисних виробок у шарах відносно підго-

товчих.

При розробці потужних пластів похилими шарами пласт по площинах розді-

ляють на шари товщиною 3…5 м.

Виїмку окремих шарів виконують або послідовно, або одночасно з незначним

випередженням відпрацьовування одних шарів іншими. Шарі виймають в основному

довгими механізованими вибоями-лавами від меж виїмкового поля. Порядок відпра-

цьовування похилих шарів як спадний, так і висхідний.

Рис. 6.3. Суцільна система роз-

робки крутого пласта з пря-

мо

лінійним в

боєм

Рис. 6.4. Суцільна система розробки з достав-

кою вугілля на передній бремсберг

Рис. 6.22. Камерно-стовпова система розробки

Рис. 6.5. Суцільна система розробки пологого пласта з проведенням дільничного

бремсберга по виробленому простору: 1,6 – вентиляційний та відкотний штреки; 3

– проміжний штрек; 4 – людський хідник; 5 – дільничний бремсберг; 7- хідник; 8 –

розрізна піч; 9 – капітальний бремсберг

залишенням між ними ціликів вугілля. Кріплення або повність відсутне, або виконуєт-

ься в мінімальному обсязі.

Системи розробки смугами за спадом являють собою довгі стовпи за

простяганням з відробленням виїмкового стовпа смугами шириною 16-18 м за спа-

дом (рис. 6.19). Відробка смуг може вестися із залишенням ціликів і без залишення іх

між сусідними смугами

При камерній системі (рис. 6.20) від головних або панельних штреків прово-

дять спочатку так звані горловини - вузькі виробки шириною 2 м і довжиною 3-5 м.

Далі (потім) виробку розширюють до 4-12 м, між камерами залишають міжкамерні ці-

лики шириною 3-5 м.

Комбайни в камерах працюють при кутах спаду пластів до 10

. Для кріплен-

ня вибоїв застосовують штангове кріплення.

При варіанті камерної системи

розробки з розширенням камер зво-

ротним ходом від виїмкових штреків нарі-

зають камери шириною в 1,5 рази менше передбачених проектом. Після відроблення

на повну довжину камеру розширюють зворотним ходом до проектних розмірів (рис.

6.21).

Недоліки цього варіанта - ве-

ликі втрати вугілля, які сягають 45-

50%, і можливість самозаймання його.

Камерно-стовпова систе-

ма розробки являє собою комбінацію

камерних і стовпових систем. Спочат-

ку проводять камери, якими нарізають

яіжкамерні стовпи, які відроблюються

зворотним ходом (рис. 6.22). В зв'язку

з цим при камерно-стовпових систе-

мах

розробки використовуються два

типи вибоїв: камери й західки.

пластів потужністю 1—3 м з хитливими бічними породами. При цьому варіанті систе-

ми знижуються витрати на видобуток корисної копалини, забезпечується стійкий стан

гірничих виробок, пройдених по вугільному масиві. Випередження очисних робіт у

верхніх підповерхових щодо нижніх складає 15—30 м.

Унаслідок сильного пилоутворення в нижній лаві для перепуску вугілля в

нижньому підповерху утворюють передовий

вуглеспускний скат, у якому передбача-

ють відділення для вугілля й вентиляції.

Суцільна система розробки з розподілом поверху на підповерхи й проведен-

ням дільничних бремсбергів у виробленому просторі застосовується при розробці

пластів потужністю до 1,2 м, багатогазових, схильних до раптових викидів вугілля й

газу, з геологічними порушеннями, що не дозволяють мати довгі

лави (рис. 6.6).

У цьому варіанті вибій нижнього підповерху випереджає вибій верхнього.

Для кожного підповерху проводять самостійні підповерхові штреки з залишенням між

ними ціликів вугілля. Якщо пласт схильний до самозаймання, то вентиляційні стру-

мені розділяють бутовою смугою, що зводиться між вентиляційними й відкотними

підповерховими штреками. При цьому варіанті суцільної системи розробки відсутні

вибої і випереджальні підготовчі виробки, однак проведення й підтриммання дільнич-

ного бремсберга у виробленому просторі відрізняється високою складністю.

Особливістю застосування цих систем є незалежне ведення очисних і підго-

товчих робіт у межах розроблювального шахтного поля.

Систему доцільно застосовувати при розробці вугільних пластів

потужністю

від 0,8—1 до 3,5 м, коли кількість пустих порід з підготовчих вибоїв значно скорочу-

ється. При кутах падіння пласта до 12° варто застосовувати системи розробки дов-

гими стовпами по падінню (підняттю), а при кутах більше 12° - довгими стовпами по

простяганню або стовпами по падінню зі щитовими перекриттями.

Довжина лави не повинна перевищувати 100—130 м

виходячи з умов прояву

гірського тиску. Довжина виїмальних стовпів може сягати 1500—2000 м.

Підготовчі роботи полягають у проведенні виробок (вентиляційний і відкот-

ний штреки, бремсберги й уклони, просіки) вузьким вибоєм по пласту корисної копа-

лини. Ті ділянки, що в результаті ведення очисних робіт виявляються у виробленому

просторі, погашаються. Застосовується поверхова панельна й

погоризонтна підгото-

вка. Звичайно поверх поділяють на два, рідше три підповерхи (підяруси). При цьому

відпрацьовування верхніх підповерхів здійснюють з випередженням нижніх на 20—30

м.

Рис. 6.6. Суцільна си-

стема розробки кру-

тих пластів з поділом

поверху на підповер-

хи: а - з перепуском

вугілля з верхньої ла-

ви в нижню; б – з

транспортуванням

вугілля з верхньої ла-

ви через передовий

скат

Рис. 6.19. Система розробки дов-

гими стовпами з вийманням смуга-

ми по падінню

Рис. 6.20. Камерна система розробки: 1 –

устя; 2 – головний штрек; 3 – вентиляційні

збійки; 4 – міжкамерний цілик; 5 - камера

Рис. 6.21. Камерна система розробки з

розширенням камер зворотним ходом

При відпрацьовуванні виїмкових полів довгими стовпами по падінню (піднят-

тю) у кожній ділянці розташовують одинарні або спарені лави. Транспортують вугілля

у напрямку руху вибою.

В нарізні роботи входить нарізка розрізних печей, від яких ведуть очисну ви-

їмку. Форма очисних вибоїв при стовпових системах: прямолінійна, стелеуступна або

підошвоуступна.Очисні роботи в лавах

включають виїмку вугілля, доставку, кріплення

вибою, перенесення конвеєра, кріплення й управління покрівлею, доставку матеріа-

лів і устаткування, допоміжні роботи.

Використання комплексів устаткування, що складаються з комбайна (струга),

пересувного конвеєра й механізованого кріплення, дозволяє по мірі виїмки вугілля

комбайном по черзі за допомогою домкратів пересувати секції кріплення, перекрива-

ючи оголений простір вибою лави. Крім пересування секцій кріплення за допомогою

гідродомкратів пересувають конвеєр по всій довжині лави разом з комбайном у нове

положення.

Виїмка й навантаження вугілля на конвеєр можуть бути механізовані за до-

помогою стругової установки.

До переваг стовпової системи розробки відносять: незалежність проведення

підготовчих і очисних робіт при відпрацьовуванні виїмкових полів; низькі витрати на

підтримку виїмкових виробок і дорий їхній стан у процесі очисних робіт; завчасне

проведення підготовчих виробок, що дозволяє одержати додаткові розвідницькі дані

про геологічні особливості розроблювального пласта, забезпечити попереднє осу-

шення обводнених ділянок, знизити кількість метану в очисних вибоях, поліпшити

температурний режим у шахті при веденні робіт

на глибоких обріях; можливість по-

гашення виїмкових виробок частинами по мірі посування очисних вибоїв, що забез-

печує регулярність витягу металевого кріплення; зменшення витоків повітря; при

розробці самозаймистого вугілля можливість ізоляції вогнищ пожеж у виробленому

просторі. До недоліків: великий обсяг підготовчо-нарізних робіт; великі витрати на

провітрювання підготовчих виробок, тому що вони

значно віддалені від вибоїв; великі

первісні витрати на гірничі роботи.

Система розробки довгими стовпами по простяганню без поділу поверху на

підповерхи. Систему застосовують при довжині крил шахтного поля 2— 2,5 км, поту-

жності пласта до 3,5 м і пологому заляганні. До початку очисних робіт у поверсі про-

водять відкотний та вентиляційний штреки з

просіками до границі шахтного поля. Ви-

їмку вугілля виконують у зворотному порядку — від меж шахтного поля до ствола

(рис. 6.7).

При відпрацьовуванні тонких пла-

стів поверхові штреки з метою зали-

шення породи в шахті проводять ши-

роким вибоєм. До моменту закінчення

відпрацьовування першого поверху

повинний бути підготовлений другий,

для цього проводять поверховий від-

котний штрек із просіком. Як вентиля-

ційний штрек може бути використаний

відкотний штрек першого поверху,

іноді для цієї мети проводять новий

вентиляційний штрек. Висоту поверху

при цій системі приймають у межах

150—300 м. Система розробки довги-

ми стовпами по простяганню з

Виїмкові поля відробляються від меж до проміжного квершлагу. Ширина щитових

стовпів 24-30 м при товщині пластів більше 5 м і 30-50 м при товщині менше 5 м.

Область застосування - круті та круто-похилі пласти (40

і більше), потужні-

стю від 1,2 до 10 м.

Переваги: висока про-

дуктивність; низька собівар-

тість вугілля; відсутність робіт

по кріпленню; незначні витра-

ти лісоматеріалів; самоплив-

ний рух вугілля.

Недоліки: значні екс-

плуатаційні втрати вугілля (до

40 %); висока питома вага

підготовчих та нарізних робіт;

відносно високі витрати ме-

талу; необхідність постійності

потужності та кута спаду пла-

стів; висока пожежонебезпеч-

ність.

До систем розробки корот-

кими очисними вибоями ввдносять

системи, у яких довжини очисних

вибоїв не перевищують 20 м.

При камерних системах

розробки основним елементом сис-

теми є камера. Виїмка камер вико-

нується прямим ходом, зворотним

або перпендикулярно до довгої осі

камери (поперечна виїмка)(рис.

6.17). Основними параметрами ка-

мерних систем розробки є

ширина

ціликів, ширина й довжина

камер, розміри виїмкових

дільниць, число одночасно

вироблюваних камер.

Характерною

особливістю систем

розробки короткими

стовпами є поділ

виїмкового поля підготов-

чими виробками на сто-

впи, що мають форму

близбку до квадрату (рис.

6.18). Відробку стовпів ви-

конують окремими каме-

рами з

Рис.6.7. Стовпова система розробки ла-

ва-поверх при пластовій підготовці: 1 –

поверховий відкотний штрек; 2 – вен-

тиляційний штрек; I –III – поверхи

Рис. 6.16. Система розробки крутих пластів довгими стовпами за падінням

агрегатами типу АЩМ або АНЩ

Рис. 6.17. Порядок відпрацьовування камер:

а – прямим ходом; б – зворотним; в – по-

перечна виімка

Рис. 6.18. Система розробки короткими стовпами

По мірі посування очисного вибою вентиляційний штрек, який прилягає до

нього, гаситься. Транспортування вугілля з лави здійснюється по конвеєрному брем-

сбергу на відкотний штрек.Свіжий струмінь повітря надходить по відкотному штреку,

вентиляційному бремсбергу до очисного вибою. Висхідний струмінь направляється

по вентиляційному бремсбергу наступного стовпа на вентиляційний штрек.

Область застосування - пологі пласти

з кутом падіння до 10

потужністю

до 3,5 м будь-якої газоносності з породами будь-якої стійкості.

Переваги: сприятливі умови підтримання дільничних виробок (бремсбергів,

уклонів); висока надійність роботи очисного вибою; значна величина горизонту; по-

стійна довжина лав.

Недоліки: низька концентрація гірничих робіт у межах пласта; обмежена об-

ласть застосування; труднощі доставки людей, допоміжних матеріалів та устаткуван-

ня.

При стовповій системі розробки одинарними лавами за підняттям пласта

підготовка виїмкових полів здійснюється уклонами. По мірі посування очисного вибою

вентиляційний уклон погашається. Транспортування вугілля з лави здійснюється по

конвеєрному уклону на відкотний штрек (рис. 6.14).

Система розробки довгими сто-

впами за падінням (підняттям) спарени-

ми лавами у значній мірі вирішує (роз-

в'язує) питання збільшення концентрації

гірничих робіт у межах пласта. Підгото-

вка виїмкових стовпів, в кожному з яких

знаходяться два очисних вибої, здійс-

нюється проведенням трьох похилих

виробок, які погашаються по мірі посу-

вання очисного вибою (рис. 6.15).

Область застосування - пологі

пласти з кутом падіння до 10

, потужніс-

тю 0,9-1,4 м.

Переваги: значний розмір гори-

зонту; постійна довжина лави; значна

концентрація гірничих робіт; можливість

одночасної підготовки декількох стовпів.

Недоліки: обмежена область за-

стосування; трудність доставляння до-

поміжних матеріалів, устаткування і пе-

ревезення людей до очисного вибою.

При системі відроблення крутих

пластів довгими стовпами за падінням із

застосуванням пересувного

щитового

кріплення (щитова система) шахтне по-

ле поділяють на поверхи, які в свою

чергу, на виїмкові поля (односторонні

або двосторонні), підготовка виїмкових

полів починається з проведення

відкотних і вентиляційних штреків від

проміжних квершлагів до меж

виїмкового поля (рис. 6.16).

виїмкою стовпів до заднього бремсберга (рис. 6.8), до переднього бремсберга (6.9), із

двосторонніми бремсбергами (рис. 6.10).

Застосовуючи систему

розробки довгими стовпами по

простяганню з виїмкою стовпів

до заднього бремсберга (рис.

6.8), від капітального бремсбе-

рга й ходка проводять поверхо-

ві відкотний 1та вентиляційний

3 штреки з просіками 2.

Після проведення по-

верхового відкотного

штреку

проводять проміжний бремс-

берг 5, з хідником 6, від якого

— проміжний штрек 7 із просі-

ком. Цей штрек проводять до

меж виїмкового поля, де нарі-

зають піч 4 у верхньому підпо-

версі. Для збереження відкот-

них штреків і зручності провіт-

рювання вибоїв у період їхньо-

го проведення над штреками

залишають запобіжні цілики ву-

гілля, утворені шляхом прове-

дення паралельно штрекам

спеціальних просіків без підри-

вання бічних порід. Відкотні

штреки й просіки з'єднують пе-

чами.

Після проведення під-

готовчих виробок у виїмковому

полі утворюються довгі стовпи

по простяганню. Очисні роботи

починають з розрізної печі вер-

хнього підповерху в напрямку

до заднього бремсберга. Для

більшої стійкості покрівлі ство-

рюють ламану лінію вибоїв;

очисні роботи в нижньому під-

поверсі ведуть з відставанням

на 10—20 м від верхньої лави в

тому ж напрямку до заднього

бремсберга.

Проміжний штрек по-

гашають по мірі посування ви-

боїв-лав. Під час відпрацьову-

вання першого виїмкового

поля ведуть підготовчі роботи в другому.

Очисні вибої у виїмковому полі посуваються в напрямку, протилежному за-

гальному напрямкові відпрацьовування поверху. Одночасно в роботі (у крилі повер-

ху) знаходяться два бремсберги. Розміри виїмкових полів складають 600— 700 м.

Рис. 6.8. Система розробки довгими стовпами

за простяганням з транспортуванням на задній

дільничний бремсберг з послідовним провітрю-

ванням лав

Рис. 6.9. Система розробки довгими стовпами

за простяганням з транспортуванням на перед-

ній бремсберг

Рис. 6.10. Система розробки довгими стовпами

за простяганням з двосторонніми бремсбергами

Рис.6.14. Система розробки довгими

стовпами за підняттям одинарними ла-

вами

Рис. 6.15. Система розробки довгими сто-

впами за підняттям спареними лавами

Вугілля з лави нижнього підповерху по просіку й вуглеспускній печі подають

до навантажувального пункту на поверховому штреку й далі по штреку, капітальному

бремсбергу й головному відкотному штреку до ствола. Роботи здійснюються в різних

виїмкових полях із самостійними бремсбергами й навантажувальними пунктами, що

призводить до повної відокремленості очисних робіт від підготовчих.

Недоліками

системи є:

несприятливі умови підтримання

бремсбергів з ходками й значні

втрати вугілля в ціликах біля промі-

жних бремсбергів; при розробці са-

мозаймистого вугілля ці втрати в ці-

ликах можуть служити осередками

пожеж.

Система розробки довгими

стовпами по простяганню при пане-

льному способі підготовки (рис.

6.11).

Від панельного бремсберга

(уклону) до

меж панелі проводять

виїмкові ярусні штреки, а потім роз-

різні печі, відкіля починають очисні

роботи в напрямку до панельного

бремсберга. Кількість лав у панелі

залежить від заданої продуктивнос-

ті: звичайно в крилі панелі в роботі

знаходяться дві-три лави. Розрізняють одинарні й спарені лави. При роботі одинар-

ними лавами кожна з них обслуговується самостійним транспортом до панельного

бремсберга незалежно від числа лав у крилі панелі. При роботі спареними лавами

вугілля з них подають на середній ярусний штрек, обладнаний транспортними засо-

бами, що значно скорочує кількість транспортних механізмів у панелі. У випадку роз-

робки спареними лавами забезпечуються більш високі техніко-економічні показники.

Транспортування вугілля здійснюють конвеєрами по ярусних штреках і панельних

бремсбергах і уклонах.

Стовпові системи при крутому падінні пласта. Застосовують наступні

варіанти системи: довгі стовпи по простяганню з поділом (рис. 6.12) і без поділу по-

верху на підповерхи; довгі стовпи по простяганню з виїмкою їх смугами по підняттю й

тимчасовим магазинуванням вугілля;

з виїмкою стовпів смугами по падінню.

При варіанті системи розробки

довгими стовпами по простяганню з поді-

лом поверху на підповерхи з стелеуступ-

ною формою вибою проводять поверхові

штреки, що з'єднуються скатами на від-

стані 100…300 м один від іншого (рис.

3.26). Від скатів проводять один-два про-

міжних штреки, число яких залежить від

похилої довжини поверху (60…150 м) і

стійкості бічних порід. Для запобігання

відкотних штреків від обвалення зали-

шають надштрекові цілики розміром 4…6

м по простяганню й 5…10 м по підняттю.

При великій глибині розробки розмір ціликів по простяганню збільшують до

20 м. Під вентиляційними штреками залишають цілини вугілля розмірами по простя-

ганню й падінню близько 5…6 м.

Відпрацьовування підповерхів починають з розрізних печей у напрямку до

переднього скату з випередженням верхнього підповерху.

Після просування першого уступу від розрізної печі нарізають другий уступ,

третій тощо. У результаті очисний вибій поверху приймає стелеуступну форму. Ву-

гілля в уступах виймають зверху вниз смугами шириною 0,8…1 м. Висота уступів ко-

ливається від 8 до 30 м у залежності від міцності вугілля.

Самий нижній уступ у поверсі називають магазинним. Його розміри залежать

від годинного видобутку з вибоїв і часу збереження відбитого вугілля. Якщо випере-

дження між звичайними уступами складає 1,8…3,6 м, то випередження магазинного

сягає 5…9 м. Висота магазинного уступу звичайно дорівнює 6…10 м. Усю підошву

уступу закріплюють стояками. У якості привибійного кріплення в уступах використо-

вують рами, що встановлюються по падінню пласта, що складаються зі стояків. Від-

стань між стояками в рамі по

падінню від 0,7 до 1 м, а між рамами по простяганню

0,8…1 м. Для попередження вивалів породи покрівлю або підошву зміцнюють дош-

ками (затягуваннями). Доставку лісу на крутому падінні здійснюють вручну, доставку

вугілля — самопливом. Вугілля з верхніх підповерхів по відповідних підповерхових

штреках (звичайно конвеєрами) доставляють до скатів, що знаходяться попереду

вибоїв, і по

скатах перепускають на відкотний штрек. Управління покрівлею - обва-

лення вміщуючих порід.

При системі розробки довгими стовпами за падінням (підняттям) ви-

їмкове поле підготовлюється шляхом проведення бремсбергів (уклонів) на всю похи-

лу висоту поверху або горизонту. Одержані таким чином стовпи відробляються ла-

вами, які рухаються за падінням (підняттям) пласта.

Провітрювання лав може бути як

прямоточним, так і зворотним. Існує декі-

лька різновидів систем розробки лавами

за падінням (підняттям), які відрізняються

способами проведення або охорони ви-

робок, технологією ведення очисних ро-

біт.

Найбільш характерними для цієї

групи систем розробки є: система розро-

бки довгими стовпами за падінням (під-

няттям) спареними лавами; система

роз-

робки довгими стовпами за падінням

(підняттям) одинарними лавами; система

розробки довгими стовпами за спадом зі

щитовими перекриттями.

При стовповій системі розробки

одинарними лавами за падінням пласта

підготовка кожного першого стовпа вико-

нується шляхом проведення двох бремс-

бергів (рис. 6.13).

Кожний наступний стовп готуєть-

ся шляхом проведення одного брем-

сбергу. Очисні роботи починаються від

вентиля ційного штреку, вибій перемішу-

ється за падінням пласта.

Рис. 6.11. Стовпова система розробки

лава-ярус при панельній підготовці

Рис. 6.12. Система розробки крутих

пластів довгими стовпами за простя-

ганням без поділу на підповерхи

Рис. 6.13. Система розробки довгими

стовпами за падінням одинарними ла-

вами