СПОСОБЫ И СХЕМЫ ВСКРЫТИЯ ШАХТНОГО ПОЛЯ

Описание: Способ вскрытия – совокупность вскрывающих выработок шахтного поля с учетом их функционального назначения. Факторы определяющие способ вскрытия шахтного поля: Форма и размер шахтного поля. Комбинированный способ вскрытия.

Дата добавления: 2014-07-07

Размер файла: 99.43 KB

Работу скачали: 172 чел.

Поделитесь работой в социальных сетях

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск

ЛЕКЦИЯ №13

СПОСОБЫ И СХЕМЫ ВСКРЫТИЯ ШАХТНОГО ПОЛЯ

Способы вскрытия шахтного поля.

Способ вскрытия – совокупность вскрывающих выработок шахтного поля с учетом их функционального назначения.

Факторы, определяющие способ вскрытия шахтного поля:

• Форма и размер шахтного поля.
• Мощность пластов.
• Угол падения пластов.
• Размер междупластий.
• Глубина залегания пластов.
• Нарушенность месторождения.
• Газоносность пластов.
• Мощность и срок службы шахты.
• Применяемая техника.

Вскрытие вертикальными стволами

Вскрытие шахтного поля осуществляется главным и вспомогательным (вентиляционным) стволами.

Достоинства: Широкий (практически неограниченный) диапазон применения.

1. Большая продолжительность строительства шахты и высокие кап. затраты.
2. Относительно низкая пропускная способность и сложность эксплуатации главного и вспомогательного подъемов.
3. Многоступенчатый ( min 2-х ступенчатый) основной и вспомогательный транспорт .

Вскрытие наклонными стволами

Средства основного транспорта по наклонному стволу

• δ 0 – ленточные конвейеры.
• 18 δ 0 – вагонетки (концевая откатка).
• 25 0 – скипы.

Обычно наклонные стволы проходятся по нижнему пласту свиты или в породах почвы нижнего пласта.

1. Малые сроки строительства шахты и низкие капитальные затраты.
2. Высокая производительность средств основного транспорта при δ 18 0 .
3. Возможность организации одноступенчатого транспорта (сплошная конвейеризация).

1. Ограниченность условий применения.
2. Большая протяженность и сложность поддержания наклонных стволов.

1. Простота основного и вспомогательного транспорта.
2. Простота проветривания.
3. Мелкие капитальные затраты и сроки строительства шахты.

1. Ограниченность условий применения.

Комбинированный способ вскрытия.

Способ вскрытия, сочетающий в себе элементов вскрытия вертикальными стволами, наклонными стволами и штольнями.

Комбинированные способы вскрытия позволяют эффективнее реализовать достоинства и компенсировать недостатки, присущие различным способам.

Схемы вскрытия шахтного поля

Схема вскрытия – пространственное расположение сети вскрывающих выработок относительно границ шахтного поля.

По А.С. Бурчакову схемы вскрытия делят.

• По числу транспортных горизонтов.
• Одногоризонтные.
• Многогоризонтные.

 По типу дополнительных вскрывающих выработок.

• с квершлагами
• с гезенками
• со сменными стволами.

Одногоризонтные схемы вскрытия

С использованием одногоризонтной схемы вскрытия могут разрабатываться отдельные пласты и свиты пластов.

Одногоризонтные схемы вскрытия для свиты пластов.

 с капитальным квершлагом.

 с этажными квершлагами.

 с капитальным гезенком.

Многогоризонтные схемы вскрытия

При таком вскрытии главный и вспомогательный стволы проходят до нескольких горизонтов.

Различают многогоризонтные схемы:

• без углубки стволов, когда стволы проходят сразу на полную глубину.
• С углубкой стволов.

Чаще всего многогоризонтное вскрытие осуществляется вертикальными или наклонными стволами и капитальными квершлагами.

Классификация схем вскрытия

А) По месту расположения главных и вспомогательных вскрывающий выработок;

Б) По взаимному расположению главного и вспомогательного стволов.

Источник

Вскрытие шахтного поля

3.1. Выбор способа вскрытия шахтного поля.

Вскрытием месторождения или шахтного поля называют проведение комплекса вскрывающих выработок, которые открывают доступ с поверхности к полезному ископаемому и обеспечивают возможность проведения основных подготовительных выработок.

Различают схему и способ вскрытия шахтного поля.

Схемой вскрытия называют пространственное расположение сети вскрывающих выработок (стволы, штольни и др.) относительно границ шахтного поля (графическое изображение способа вскрытия).

Способом вскрытия – расположение системы вскрывающих выработок в шахтном поле относительно горизонтальной плоскости с учетом их функционального назначения

Основными факторами, определяющими выбор схемы и способа вскрытия шахтного поля или его части, являются: число вскрываемых пластов, угол падения пластов, свойства вмещающих пород, расстояние между пластами, мощность наносов или покрывающей непродуктивной толщи, наличие плывунов и других водоносных пород, нарушенность месторождения, глубина разработки, газоносность пластов, рельеф местности, производственная мощность шахты, размер шахтного поля, срок службы шахты, уровень развития горнодобывающей техники, подготовка шахтного поля, системы разработки и схемы вентиляции и др.

Способ вскрытия должен обеспечивать: рациональную разработку шахтного поля в течение всех этапов работы шахты и получение стабильной проектной добычи угля на каждом этапе; минимальный объем вскрывающих горных выработок; минимальные первоначальные капитальные затраты на вскрытие месторождения и строительство шахты; однотипность транспорта по всем горным выработкам; возможность периодического обновления горного хозяйства шахты; выемочный горизонт с достаточно большими запасами угля, чтобы промежутки между углубками стволов или изменениями элементов схемы были по возможности более длительными; концентрацию производства и грузопотоков и преимущественное применение конвейерного транспорта; максимальную производительность труда при минимальной себестоимости 1т угля; эффективное проветривание горных выработок.

Вскрытиешахтных полей или их частей требует тщательного и своевременного их исследования и может осуществляться в зависимости от горно-геологических условий залегания пластов и горнотехнических условий различными способами. Целесообразность применения того или иного способа вскрытия также должна быть обоснована экономическим сравнением различных вариантов, наиболее соответствующих данным условиям.

К основным вскрывающим выработкам относятся вскрывающие выработки, имеющие непосредственный выход на земную поверхность (стволы, штольни, шурфы).

К вспомогательным– вскрывающие выработки, не имеющие непосредственного выхода на земную поверхность (квершлаги, гезенки, орты, слепые стволы).

Стволы или проходятся сразу на всю глубину шахтного поля, или постепенно углубляются по мере развития гор­ных работ. В первом случае имеет место одногоризонтное вскрытие, во втором — многогоризонтное. Преимуществами вертикальных стволов по отношению к остальным вскрывающим выработкам являются большое сечение, что очень важно для подачи свежего воздуха в шахту; меньшие расходы по обслуживанию и поддержанию; возможность совмещения в одном стволе всех необходимых транспортных операций.

Недостатки вертикальных стволов: большая стоимость проходки, цикличность подъемных операций; сложность процесса углубки.

Наклонные стволы с конвейерной доставкой имеют большую пропускную способность, лимитируемую лишь производительностью установленных конвейеров и временем их непрерывной работы.

Недостатки наклонных стволов: большая, чем у вертикальных стволов, протяженность и трудоемкость проходки в сложных горно-геологических условиях.

Существует несколько основных схем вскрытия шахтного поля (рис.1):

I. Для пологих и наклонных пластов:- вертикальными стволами и капитальными квершлагами с отработкой всех запасов в шахтном поле на одном подъемном горизонте бремсберговыми бесступенчатыми уклонными полями; — вертикальными стволами и погоризонтными квершлагами (при значительных размерах шахтного поля по падению) с отработкой запасов бремсберговыми и уклонными полями на каждой выемочной ступени; — главными наклонными и вспомогательными стволами и капитальными квершлагами.

I. Для крутонаклонных и крутых пластов – вскрытие вертикальными стволами и этажными квершлагами.

II. Вскрытие наклонными стволами применяют при необходимости полной конвейеризации доставки угля на поверхность или при небольших наносах и размерах шахтного поля.

III. При горном рельефе поверхности вне зависимости от угла падения пластов – штольнями.

Кроме перечисленных основных схем вскрытия в каждом конкретном случае могут рассматриваться и другие прогрессивные, технически осуществимые схемы вскрытия или их комбинации.

При одногоризонтных способах вскрытия запасы шахтного поля отрабатываются на один транспортный горизонт, время службы которого соответствует сроку существования шахты. При многогоризонтных способах вскрытия запасы отрабатываются на несколько транспортных горизонтов.

Рациональный вариант вскрытия шахтного поля выбирается с учетом большого количества факторов, главными из которых являются: геологические, гидрогеологические, топографические, гидрографические, горнотехнические и экономические.

Выбранный вариант вскрытия должен удовлетворять требованиям безопасности и удобства ведения работ, быстрого введения шахты в эксплуатацию, обеспечения заданной производственной мощности, соответствовать принятой схемы подготовки и разработки угольных пластов.

Правильный выбор схемы и способа вскрытия, рациональное расположение поверхностных сооружений и подъездных путей, представляет серьезную инженерную задачу, от решения которой зависит нормальная деятельность и экономика предприятия.

Выбор схемы и способа вскрытия ведется последовательно выполняемыми этапами:

— вычерчивание в масштабе геологического разреза и гипсометрический план участка;

— проводится конструирование и выбор технически целесообразных для заданных условий вариантов схем вскрытия;

— производится деление шахтного поля на этажи, если схема подготовки этажная;

— проводится деление по падению на выемочные горизонты, если это позволяют размеры шахтного поля

— проводится определение наивыгоднейшего для каждого из выбранных вариантов параметров вскрытия (размеры вскрывающих выработок, их длину и количество, вид транспорта, типы крепи);

— производится определение по отобранным вариантам основных объемов первоначальных работ, а также объемы работ будущих периодов по учитываемым эксплуатационным расходам;

— определяется время на сооружение тех объектов шахты, которыми отличаются сравниваемые варианты;

— производится выбор одного варианта вскрытия путем сравнительной технико-экономической оценки конкурирующих вариантов.

Рис.3.1. Классификация схем и способов вскрытия шахтных полей

Рис. 3.2. Схемы вскрытия пластового месторождения

По геологическим данным вскрытие шахтного поля проводилась вертикальными стволами с горизонтальными вспомогательными выработками(квершлаг).
4. Выбор способа и схемы подготовки шахтного поля

Выбор схемы подготовки и порядка отработки частей шахтного поля осуществляется исходя из горно–геологических и горно-технических условий угольного месторождения, системы разработки угольных месторождений, технологической схемы выемочного участка и основных его параметров (L_ст., l_л и т.д.), способа транспортировки угля, материалов и оборудования и людей, задел по обеспечению заданного объема добычи. При этом необходимо ориентироваться на схемы подготовки, рекомендованные параметры технологического проектирования и передового производственного опыта.

Источник

Подготовительные работы добычи угля

1. Вскрытие шахтного поля.

2. Подготовка шахтного поля к очистной выемке (проведение выработок).

3. Очистная выемка.

4. Транспортировка добытого угля на склад или потребителю

Вскрытие шахтного поля

Шахтное поле – часть месторождения угля, которая отводится для разработки одной шахтой. Чтобы осуществить разработку месторождения угля, его вскрывают, т.е. делают доступным с земной поверхности. Для вскрытия проводят стволы, штольни, квершлаги, бремсберги, уклоны. Эти выработки и сами горные работы по их проведению называют капитальными.

Схемы вскрытия шахтного поля

Основными факторами, влияющими на выбор схемы вскрытия шахтного поля, являются: Число вскрываемых пластов, угол падения пластов, свойства боковых пород, расстояние между пластами, мощность наносов, нарушенность месторождения, глубина разработки, газоносность пластов, рельеф местности, производственная мощность шахты, размер шахтного поля, срок службы шахты, уровень развития горнодобывающей техники, способ подготовки шахтного поля, системы разработки, схемы вентиляции и пр. Вскрытие вертикальными стволами являются наиболее распространенными, применяются при горизонтальном, пологом, наклонном, крутонаклонном и крутом залегании одиночных пластов или свиты пластов.

Подготовка шахтного поля к очистной выемке

После того как месторождение или шахтное поле вскрыто, оно подготавливается к очистной выемке. Для этого при помощи различных подготовительных выработок оно разделяется на отдельные выемочные поля. В каждом таком выемочном поле нарезается определенное количество очистных забоев (лав), в которых производятся работы по выемке угля. Такие выработки и такие работы носят название подготовительных.

Проведение выработок (подготовительные работы).

Проведение горных выработок, в зависимости от горно – геологичеких условий, могут осуществляться различными способами:

Проходческим циклом – называют совокупность основных и вспомогательных процессов, при однократном выполнении которых за определенное время забой выработки подвигают на установленную величину. В зависимости от крепости пород выработки проводят буровзрывным способом, с помощью проходческих комбайнов, гидромеханизации, и реже отбойными молотками (в ручную). Способ проведения горной выработки характеризуется технологической схемой её проведения – расстановкой машин и механизмов по разрушению горной массы, погрузке её и транспортированию, возведение крепи. Технологическую схему выбирают в зависимости от горно-геологических и производственно – технических условий (площадь сечения, протяженность, срок службы, скорость проведения, материалов и оборудования и пр.) При проведении горных выработок различают основные и вспомогательные процессы. Основные – связаны с проведением и креплением выработки. Вспомогательные – возведение временной крепи, навеска вентиляционных труб, наращивание конвейера или настилка рельсовых путей, прокладка труб, кабелей и др. Горные выработки проводят в соответствии с паспортом выемочного участка, составной частью которого является паспорт проведения и крепления выработки. Составляется для каждого участка. Его разрабатывает главный технолог шахты и начальник участка, согласовывается с начальниками участков служб, утверждается главным инженером. Паспорт проведения и крепления выработки состоит из графической части и пояснительной записки. Графическая часть содержит:

* выкопировку с плана горных работ и стратиграфическую колонку ( место положения выработки и горные породы, в которых проводится выработка);

* продольный и поперечный разрезы выработки в М 1:100 или 1:50, в которых должны быть указаны сечение и размеры выработки, её расположение по отношению к пласту угля и боковым породам;

* конструкцию и размеры постоянной и временной крепей, минимальное и максимальное отставание крепи от забоя, расстояние между осями рам, расклинку рам, расположение затяжек, заполнение закрепного пространства;

* типы и размещение проходческого и транспортного оборудования, вентиляторов местного проветривания с вентиляционными трубами, величины зазоров;

* планограмма работ и пр.

Если выработка проводится буровзрывным способом, то составляется паспорт БВР.

* геологическая характеристика пласта и вмещающих пород;

* выбор параметров, типа крепи и забойного оборудования;

* технология возведения крепи, потребность в материалах;

* проветривание, противопожарная защита, энергоснабжение;

* доставка материалов и оборудования;

* меры безопасности при работе

Запрещается вести горные работы без утвержденного паспорта или с отступлением от него. При изменениях паспорт должен быть изменен и переутвержден в суточный срок. До начала работ все рабочие и ИТР участка должны быть ознакомлены с паспортом и изменениями под роспись.

1. Буровзрывная технология проведения горных выработок

включает в себя: бурение шпуров, заряжание, взрывание зарядов, выгрузку отбитой горной массы, крепление выработки и вспомогательные работы. Взрывные работы могут применяться в породах различной крепости, но они наиболее экономичны в породах средней крепости и в крепких, когда другие виды работ недостаточно эффективны. Для размещения заряда в массиве горных пород образуют полость – шпур, скважину или выработку (камеру). Соответственно и методы взрывных работ называют методами шпуровых, скважинных или камерных зарядов. Диаметр шпуров обычно составляет 30 – 75 мм, а глубина — до 5м. Шпуры, имеющие диаметр более 75мми глубину более 3м, называют скважинами. Бурение шпуров осуществляется вручную или буровыми установками. Погрузка горной массы при проведении выработок буровзрывным способом наиболее трудоемкий процесс проходческого цикла. Погрузку производят вручную и механизированным способом. При механизированном способе применяются различные погрузочные машины и скреперные комплексы. Крепление выработки, в зависимости от вида крепи, осуществляется вручную или с помощью различных механизмов. Вспомогательные работы, это — доставка материалов, наращивание вентиляционного и водяного ставов, переноска датчиков, наращивание конвейера и пр.

Паспорт буровзрывных работ, назначение, содержание.

Взрывные работы разрешается выполнять только в соответствии с утвержденным паспортом взрывных работ. Паспорт составляет начальник участка, подписывают начальник участка БВР, вентиляции и техники безопасности, утверждает главный инженер или директор шахты. Паспорт БВР– технический документ, являющийся технологической схемой производства бурения и заряжания шпуров, а также инициирования зарядов. Разрабатывается в соответствии с требованиями ПБ и ЕПБ при ВР. При составлении паспорта необходимо знать опасность шахты и выработки по газу и пыли, характеристики забоя — площадь забоя, мощность пласта, угол падения пласта, коэффициент крепости пород, время на заряжание, взрывание, проветривание и осмотр забоя. В паспорте указывают количество шпуров, подвигание забоя за цикл и объем взорванной горной массы, тип взрывчатых веществ и тип ЭД, длину шпура и очередность взрывания, схему расположения шпуров в забое, конструкцию заряда в шпуре, схемы водозавесы, схему проветривания, расположения постов охраны, предупреждающих знаков и места укрытия людей и мастера – взрывника. Далее указывают мероприятия по безопасности. При изменении горно-геологических или технических условий паспорт должен быть пересмотрен и переутвержден в течение суток. Рабочие и ИТР, занятые при производстве БВР должны ознакомиться с паспортом по роспись.

Сигналы при ведении взрывных работ.

1. Один длинный – предупредительный. Выставляются посты охраны и знаки, удаляются рабочие в места укрытия; в забое остаются мастер – взрывник и рабочие, которые вместе с мастером- взрывником занимаются заряжанием забоя. Подается один длинный сигнал — приступают к заряжанию.

2. Два длинных – боевой. После заряжания забоя, мастер – взрывник удаляет помошников в места укрытия, проверяет забой, прокладывает взрывную магистраль до места своего укрытия, подает два длинных сигнала и производит взрывание.

3. Три коротких – отбой. После проветривания забоя (время проветривания указано в паспорте БВР) – мастер- взрывник осматривает забой и если взрывание произошло в нормальном режиме (нет отказов), подает три коротких сигнала. Разрешается допуск рабочих в забой.

2.Технология проведения выработок комбайном.

Применение проходческих комбайнов при проведении выработки позволяет механизировать основные проходческие процессы – отбойку, погрузку и транспортировку отбитой горной массы из забоя выработки. А применение комплексов, кроме этого, позволяет механизировать и крепление горных выработок. При использовании комбайнов повышается скорость проведения выработок, увеличивается производительность труда, снижается стоимость проведения, повышается безопасность труда проходчиков. Проходческие комбайны избирательного действия получили наибольшее распространение на шахтах России. Они предназначены для механизации проведения горных выработок любой формы поперечного сечения выработок, кроме круглой. Их исполнительный орган выполнен в виде резцовой коронки, установленной на поворотной рукояти – стреле, совершающей при обработке забоя качательные движения в горизонтальных и вертикальных плоскостях. Эти комбайны имеют, как правило, гусеничную ходовую часть и могут быть использованы при проведении горизонтальных и наклонных горных выработок по углю и смешанным забоем с присечкой породы. Они могут работать в сложных горно – геологических условиях с наличием сбросов, пережимов и утонений пласта, при неустойчивой кровле, слабой почве и значительной обводненности. В настоящее время для проведения выработок применяют комбайны среднего и тяжелого классов, весом 40 – 80 тонн, которые позволяют проводить выработки по углю, с присечкой породы, так и полностью по породе с крепостью даже до 9-10 единиц по шкале проф. Протодьяконова (90-100 МПа).

Выбор системы разработки в зависимости от горно – геологичеких условий.

Определенный порядок ведения подготовительных и очистных работ в пределах разрабатываемой части шахтопаласта, увязанный в пространстве и времени называют системой разработки. Рациональная система разработки пласта должна удовлетворять следующим требованиям: обеспечить безопасность ведения горных работ; высокий уровень технико-экономических показателей (наиболее высокий уровень производительности труда, минимальную себестоимость); иметь минимальные потери. На выбор систем разработки оказывают влияние следующие факторы: форма залегания, строения, мощность и угол падения пласта; свойства угля и вмещающих пород; газоносность и обводненность; склонность угля к самовозгоранию; склонность к горным ударам, внезапным выбросам; глубина горных работ; средства механизации подготовительных и очистных работ. Разнообразие горно – геологических условий залегания угольных пластов предопределяет применение различных систем разработки и их параметров;

1. Системы разработки с выемкой пласта на полную мощность.

1.1.С длинными очистными забоями (длина забоя более 20м) – сплошные, столбовые, комбинированные.

1.2.С короткими очистными забоями (менее 20м) – столбовые, камерные.

2.С разделением пласта на слои – наклонные, горизонтальные, поперчно-наклонные.

Подготовительные работы при столбовой системе разработки.

В Росси наиболее распространенные системы разработки, дающие около 75% добычи угля, являются столбовые системы разработки с длинными очистными забоями. Это такие системы разработки, при которых часть пласта до начала очистных работ оконтуривается подготовительными выработками, в результате чего образуются столбы – по простиранию, по падению (восстанию), диагональные столбы. Наиболее распространенной системой является система разработки длинными столбами по простиранию при панельной подготовке (вариант лава-ярус). При этой системе нарезается столб угля длинной 1-3км, ширина столба – 100-300м. Подготовка выемочных столбов заключается в проведении от бремсберга или уклона ярусных конвейерного и вентиляционного штреков до границ панели. На границе панели между этими штреками проводят разрезную печь, которую затем расширяют, образую монтажную камеру. В монтажной камере монтируют механизированный комплекс и начинают отработку столба обратным ходом. В это же время ведется подготовка следующей лавы в нижележащем ярусе.

Система разработки длинными столбами по простиранию при охране выработок целиками угля.

Если подготовительные выработки охраняются целиками угля, то: между конвейерным штреком вышележащей лавы и вентиляционным штреком нижележащей лавы оставляют целики угля шириной 10 -30- 60м – в зависимости от горно- геологических условий. Эти целики остаются в отработанном пространстве. При таком способе значительно увеличиваются эксплуатационные потери, увеличивается пожароопасность от самовозгорания угля, повышается опасность газодинамических явлений, горных ударов, растет газообильность выемочных участков вследствие дренирования метана из целиков угля. Поэтому целесообразно применение бесцеликовых систем отработки угольных пластов.

Система разработки длинными столбами по простиранию при бесцеликовой отработке.(1 способ)

При бесцеликовой системе разработки, конвейерный штрек вышележащей лавы сохраняется и служит вентиляционным штреком для нижележащей лавы. Для этого в этом штреке устанавливается усиленная крепь, задача которой сохранить сечение выработки до конца отработки столба угля. Недостатки – большие затраты на поддержание сохраняемой выработки.

Система разработки длинными столбами по простиранию при бесцеликовой отработке.(2 способ)

При втором способе бесцеликовой отработки, целики угля остаются после отработки вышележащей лавы и они отрабатываются нижележащей лавой. При третьем способе бесцеликовой отработке выработки проводятся в присечку по выработанному пространству с отставанием от очистного забоя на 60-180м – в зависимости от условий. Присечка может быть с частичным сохранением старой выработки, полная присечка – когда выработка проводится по границе старой выработки и с оставлением полосы угля шириной 1-3м между старой выработкой и вновь проводимой. При проведении таких выработок предусматривается запас поперечного сечения выработки на усадку в пределах 500-700мм. Выработки крепятся усиленной крепью. Уголь от очистного забоя транспортируется по конвейерному штреку, затем по бремсбергу до погрузочного пункта на откаточном штреке. Свежий воздух в очистной забой подают с откаточного штрека по ходкам и конвейерным штрекам. Исходящая струя по вентиляционному штреку поступает в ходки и далее на вентиляционный горизонт шахты или по шурфу на поверхность. Применяют при любых углах падения на пластах средней мощности, а на пологих пластах при комплексно- механизированной выемке – до 5-7м. Преимущество – снижаются затраты на поддержание подготовительных выработок (по сравнению со сплошной системой), обеспечивается доразведка условий залегания пласта, независимое ведение подготовительных и очистных работ. Недостатки – более поздний срок ввода в эксплуатацию выемочных полей и более сложная схема проветривания.

Подготовительные работы добычи угля

Сплошная система разработки.

При сплошной системе разработки очистные работы ведутся одновременно с с проведением подготовительных выработок. Чтобы начать очистные работы проводится бремсберги (1,2), откаточный штрек (5-транспортная выработка) и разрезная печь(10). Вентиляционный штрек -8 проводится вместе с очистным забоем или с небольшим опережением. Откаточный штрек и просек проводится с опережением от 50 до 200м. Выработки сохраняются в вырабатанном пространстве, для этого сооружают бутовые полосы или устанавливают усиленную крепь. Для проветривания свежая струя подается по откаточному штреку, проходит по лаве и исходящая струя удаляется по вентиляционному бремсбергу. Преимущества: горные работы начинаются при минимальных подготовительных работах. Недостатки: тесная взаимосвязь подготовительных работ с очистной выемкой; трудность поддержания выработок в выработанном пространстве. Отсутствие предварительной разведки пластов; большие утечки воздуха через выработанное пространство. Применяется очень редко.

Щитовая система разработки.

Щитовая система разработки является разновидностью столбовой системы, применяется на крутопадающих пластах (55-900) мощностью до 8-10м. Она представляет собой систему длинных столбов по простиранию с выемкой пласта на полную мощность полосами по падению под перекрытием специальной щитовой крепи. Подготовка выемочного поля заключается в проведении этажных откаточного и вентиляционного штреков от промежуточных квершлагов до его границ. Выемочное поле разделяют на выемочные щитовые столбы шириной 24-30м с оставлением между ними целика шириной 2м. Проводят углеспускные, вентиляционные и ходовые печи, входные сбойки и специальные вентиляционные печи. Расстояние между печами 6м. Щитовое перекрытие монтируют в специальной монтажной камере (рассечке) на горизонте вентиляционного штрека. Щит изготавливается из металлических балок, поверх них – накат из бревен, или несколько накатов. Затем, для увеличения веса щита, на щит обрушают породу. Для проветривания очистного забоя после отбойки угля, когда нижние части печей заполнены углем, между первой и второй печами от выработанного пространства проводят специальную вентиляционную печь по восстанию пласта на 15-20м. Выемка угля под щитовым перекрытием осуществляется буровзрывным способом. Обуриваются опорные целики под щитом, заряжается взрывчатка, производятся взрывание. Щит опускается и выдавливает отбитый уголь в углеспускную печь. Шаг посадки щита – 0,8-1,2м, т.е. за одно взрывание щит опускается на 0,8-1,2м. Достоинства: отсутствие работ по креплению забоя и управлению кровлей; транспорт угля из- под щита – под действием своего веса. Недостатки: значительные эксплуатационные потери, достигающие 25-30%; большой объем подготовительно – нарезных работ (40-45 м на 1000т добычи), забучивание печей, высокая пожароопасность. В настоящее время наряду с щитовыми перекрытиями на крутых пластах применяются более прогрессивные механизированные щитовые комплексы.

Системы разработки при гидравлической добыче.

Сущность гидравлической добычи состоит в том, что очистная выемка ведется при помощи высоконапорной струи воды, выбрасываемой гидромониторами. Размытый уголь в виде пульпы самотеком поступает в приемные, аккумулирующие выработки – камеры углесосов, а уже углесосами перекачивается на поверхность, на обогатительную фабрику. Для обеспечения самотечного транспорта все транспортные выработки проводятся с уклоном не менее 0,05(примерно не менее 50) в сторону пульпоприемных выработок и стволов. Подготовительные выработки проводятся при помощи механогидравлических комбайнов.

Подготовительные работы при слоевых системах разработки мощных пластов.

Мощные пласты – это пласты угля мощностью более 3,5 м. Существует несколько способов отработки таких пластов. Основными из них являются: разработка пласта на полную мощность и с разделением мощного пласта на слои.

Разработка мощных угольных пластов на полную мощность.

К ним относятся: столбовые системы разработки, щитовые системы разработки, камерные и камерно – столбовые системы разработки. Столбовые системы разработки – это наиболее распространенные способы отработки мощных наклонных и пологих пластов. В настоящее время существуют механизированные комплексы, способные за один проход отрабатывать пласты угля мощностью до 7м. А вот пласты мощностью свыше 7м (до 10-12 м) отрабатываются также длинными столбами, но с выпуском подкровельной пачки угля. Для этого существуют такие механизированные комплексы, которые способны отрабатывать за один проход такие пласты угля (или слои) мощностью до 10 – 12м. Особенности конструкции таковы, что в верхнем ограждении механизированной крепи имеются люки, через которые происходит выпуск подкровельной (или межслоевой) пачки угля на забойный конвейер. Второй тип комплексов – с выпуском подкровельной (или межслоевой) пачки на завальный конвейер. У таких комплексов имеется второй – завальный конвейер, зачастую на завальном конвейере устанавливают струг. Подготовительные работы при такой системе разработки, такие же, как и при столбовых. В нижней части (по почве) мощного пласта нарезается лава мощностью обычно около 3м ( в принципе до 5-7м). Монтируется механизированный комплекс и начинаются очистные работы. Вынимается стружка угля комбайном на всю мощность механизированного комплекса. Затем открываются люки в верхнем перекрытии секций мехкрепи и через них выпускается уголь, который раздавливается под весом вышележащих пород. Если измельчение угля не происходит, то через люки в верхнем ограждении бурятся шпуры до кровли пласта и уголь измельчается взрывными работами. Затем происходит выпуск угля. Если уголь выпускается на завальный конвейер, то в этом случае поднимается завальное перекрытие секции мехкрепи и уголь транспортируется этим конвейером.

Разделение мощного пласта на слои.

При слоевых системах разработки мощный пласт делят на отдельные слои, удобные для разработки. Затем каждый слой отрабатывают как отдельный пласт угля, например длинными столбами с полным обрушением. Для примера рассмотрим, как отработать пологий пласт угля мощностью 10м. Пласт угля мощностью 10м(6-12м) можно отработать двумя слоями, если с полным обрушением, то выемку производят в нисходящем порядке. В верхней части пласта (в верхнем слое) нарезают лаву (как упоминалось выше, существуют комплексы для отработки пластов мощностью до 7м) мощностью обычно 3-5м. Отрабатывают её прямым ходом с полным обрушением пород кровли. Через 1-2 года, если обрушенные породы хорошо слеживаются, в нижней части пласта (нижнем слое), нарезают второй очистной забой. Для улучшения слеживаемости и профилактики пожаров производят проилование обрушенных пород и обработку почвы верхнего слоя антипирогенами. От верхнего слоя (от обрушенных пород) нижний слой отделяют пачкой угля мощностью 0,4 – 0,5 м. Если имеется прослоек породы, то слои разделяют этим прослойком. Под защитой этой пачки угля (или прослойка породы) производят отработку нижнего слоя, как отдельным очистным забоем. Недостаток – дополнительные потери угля и опасность возникновения пожара.

Система разработки с гибким перекрытием.

Пласт угля делят на два неравных по толщине слоя. Верхний – монтажный слой- обычно мощностью 2-3 м и нижний от 5 до 13м. В верхнем, монтажном слое монтируют механизированный комплекс и отрабатывают этот слой длинными столбами с полным обрушением кровли. На почву верхнего слоя стелят гибкое перекрытие, на которое обрушаются породы кровли. И под прикрытием гибкого перекрытия отрабатывают второй слой.

Подготовительные работы при нетиповых системах разработки.

Бурошнековая выемка, угольные пилы, подземная газификация.

Если разработку угольных пластов в связи с особыми горно- геологическими условиями невозможно отработать при помощи механизированных комплексов (или щитовых систем, или камерным спосопом), то могут применяться так называемые нетиповые системы разработки. Они применяются: когда пласты сильно нарушены, имеют невыдержанную мощность, большую зольность, слабые породы в кровле или в почве и т.д.) К ним относятся: бурошнековая выемка, выемка при помощи угольных пил, подземная газификация углей и пр.

Бурошнековая выемка.

Применяется для выемки весьма тонких пластов и тонких. Под бурошнековым способом выемки понимают разработку пологих угольных пластов без крепления и присутствия людей в очистном забое. Выемка происходит путем последовательного бурения скважин диаметром, несколько меньшим мощности пласта, отделенных одна от другой угольными целиками, не извлекаемыми или извлекаемыми частично. Нарезается столб угля шириной 100-300м. (как и при столбовой системе). Длина любая. Бурение может осуществляться с конвейерного штрека при одностороннем способе, с конвейерного и вентиляционного одновременно, навстречу друг другу. Также возможно выбуривание с конвейерного штрека в обе стороны. Диаметр буровых коронок может достигать 800мм и более. Бурошнековая установка обычно имеет два буровых става, которые вращаются в разные стороны. За один проход бурения прямым ходом выбуривается две скважины диаметром по 800мм. Возможно бурение прямым ходом скважин меньшего диаметра, а при обратном ходе устанавливаются расширители и скважины разбуриваются до большего диаметра. Или при обратном ходе головка бурового инструмента поворачивается на угол 45-600 и при обратном ходе происходит расширение скважин. В настоящее время на открытых горных работах применятся комплексы глубокой разработки пластов (КГРП) – это сочетание добычи угля открытым способом с последующей подземной добычей – выбуриванием угля. Установка КГРП представляет собой комбайн с телескопическим рабочим органом. Выбуривание пласта производится с выработанного участка разреза столбиков угля длиной до 300м на ширину рабочего органа. Между столбами вынутого угля оставляются целики. Выемка производится без присутствия людей в забое. За работой рабочего органа ведется наблюдение при помощи датчиков и видеокамер, установленных на рабочем органе.

Угольные пилы.

Применяют для отработки весьма тонких крутопадающих пластов. Сущность способа заключается в следующем: нарезается столб угля, монтируется угольная пила, представляющая собой гибкий режущий орган в виде цепи или тросов с резцами. Пила совершает возвратно поступательные движения. Отбитый уголь под действием собственного веса поступает на нижележащий штрек – откаточный.

Источник