Разработка пластовых месторождений

    5. При прохождении и перекреплении горных выработок не должно допускаться образование пустот за крепью выработки.

    В случае образования пустот они должны быть заложены (забучены), а в выработках, опасных по слоевым скоплениям метана, пустоты за крепью должны быть затампонированы.

    Запрещается применять горючие материалы для заполнения пустот за огнестойкой крепью выработок.

    6. Пространство между забоем и постоянной крепью должно быть закреплено временной крепью. Замена временной крепи на постоянную производится в соответствии с паспортом. Выемка угля отбойными молотками, возведение постоянной крепи, а также уборка угля и породы после взрывных работ в подготовительных выработках производятся под защитой временной крепи. Конструкция временной крепи определяется паспортом и должна обеспечить безопасность ведения работ.

    Запрещается производить выемку угля или породы в подготовительных выработках без  наличия сменного запаса крепежных  материалов. Место расположения запаса крепежных материалов определяется паспортом.

    В весьма слабых и неустойчивых породах (сыпучих, мягких, плывунах, склонных к обрушению) выработки должны проводиться с применением передовой крепи, щитов или другими специальными способами.

    7. Отставание постоянной крепи от забоев подготовительных выработок определяется паспортом, но не должно быть более 3 м. При неустойчивой кровле максимально допустимое отставание постоянной крепи должно быть уменьшено. Последние у забоя три-четыре крепежные рамы должны быть прочно расшиты досками, обаполами, соединены стяжками и т.п.

    Отставание  постоянной каменной, бетонной или железобетонной крепи определяется паспортом.

    На  начало нового цикла отставание постоянной крепи от забоя (кроме каменной, бетонной или железобетонной) не должно превышать  шага ее установки.

    При крепости пород f 7 разрешается отставание постоянной крепи от забоя на расстояние более шага установки крепи (но не более двойного шага установки).

    Разрешается проведение выработок без применения временной крепи при креплении  тюбинговой крепью.

    8. При проведении подготовительных выработок с подрывкой боковых пород отставание породного забоя от угольного должно быть не более 5 м.

    При проведении выработок по углю широким  забоем при ширине раскоски более 5 м необходимо иметь соединенный  со штреком закрепленный косовичник, служащий запасным выходом и вентиляционным ходком.

    В подготовительных выработках, проводимых вслед за очистным забоем, отставание породного забоя от угольного забоя лавы не должно превышать 5 м, если в очистной выработке применяется индивидуальная крепь, 8 м - при механизированной крепи и 11 м - при выемке угля стругами.

    9. При разработке мощных пластов запрещается проведение камер, выработок, сопряжений большого сечения с применением уступов при опережении верхнего уступа над нижним более чем на 1,5 м и без надежного ограждения кромки верхнего уступа.

    При работе на высоте более 4 м в таких  выработках должны применяться специальные приспособления или самоходные агрегаты со специальными площадками.

    Для сообщения между уступами должны устанавливаться лестницы. 
 

4. Система разработки  шахтного поля. 

  Системой разработки угольного месторождения называют установленный для данных геологических условий залегания пласта и принятых средств механизации выемки угля определенный порядок ведения подготовительных, нарезных и очистных работ в пределах этажа, панели или горизонта, увязанный в пространстве и времени.

  Рациональная система разработки пласта должна удовлетворять следующим требованиям: обеспечивать безопасность ведения горных работ; обусловливать высокий уровень технико-экономических показателей; иметь минимальные потери, охрана недр и окружающей человека среды. Под технико-экономическими показателями понимают, возможно, наибольший уровень производительности труда и минимальную себестоимость добычи полезного ископаемого.

  На выбор системы разработки и ее элементы влияют многие горно-геологические и горнотехнические факторы. Основными из них являются: форма залегания, строение, мощность и угол падение пласта; свойство угля и вмещающих пород; газоносность и обводнённость месторождения; склонность угля к самовозгоранию; склонность угольных пластов к горным ударам, внезапным выбросам угля и газа; глубина горных работ; средства механизации подготовительных и нарезных работ.

  Наибольшее влияние на выбор системы разработки оказывают мощность и угол падения пласта. От мощности пласта зависит решение таких вопросов, как способ проведения и поддержания горных выработок, выбор технологии очистных работ, возможность разработки пласта на полную мощность или необходимость деления его на слои, крепление очистных выработок и управление горным давлением. Выбор средств механизации очистных работ, крепление и управление кровлей во многом зависит и от угла падения пластов. Этот фактор является решающим при выборе средств доставки угля в забое при его расположении по падению пласта. Его также учитывают при выборе форм и длины очистного забоя.

  Свойства вмещающих пород являются решающим фактором при выборе способа управление горным давлением (управление кровлей), а также поддержанием выемочных выработок и их расположение. Они оказывают существенное влияние на выбор средств механизации очистных работ.

  Перечисленные факторы, как правило, оказывают комплексное влияние, на выбор систем разработке и их параметры.

Разнообразие  горно-геологических условий залегания  угольных пластов предопределяет применение различных систем разработки и их вариантов. Системы разработки пластовых  месторождений можно представить  в виде следующей классификации:

1. Системы разработки с выемкой пласта на полную мощность.
1. С длинными очистными забоями (сплошные, столбовые, комбинированные).
2. С короткими очистными забоями (столбовые, камерные, камерно-столбовые, подэтажные штреки, полосы и заходки).
2. С разделением пласта на слои (наклонные, горизонтальные и поперечно-наклонные).

  На пологих и наклонных пластах Кузбасса в настоящее время наибольшее распространение получили столбовые системы разработки с применением комплексов в длинных механизированных забоях.

  Сплошная система разработки.

  Сплошная система разработки характеризуется одновременным ведением подготовительных и очистных работ в выемочном поле. Забои откаточного (конвейерного) и вентиляционного штреков, формирующих выемочное поле, движутся в том же направлении, что и очистной забой.

  В зависимости от наклонной высоты этажа (яруса) в нем может размещаться один или два-три очистных забоя. Если в пределах этажа (яруса) размещается один очистной забой, то такой вариант сплошной системы разработки называется лава-этаж (лава-ярус). Если возникает необходимость размещение в этаже по падению двух-трёх очистных забоев, то этаж делится на подэтажи. В связи с  изложенным и с учётом угла падения пластов, существую различные варианты сплошной системы разработки:

- на пологих  и наклонных пластах - лава-этаж или с разделением этажа на подэтажи, при этажной подготовки, лава-ярус - при панельной подготовке; на крутонаклонных и крутых пластах- лава-этаж или с разделением этажа на подэтажи с прямолинейной или потолкоуступной формой забоя.

  Для сплошной системы разработки характерны следующие особенности:

-прямой порядок  отработки в крыле шахтного  поля (лава-этаж) или в пределах  выемочного поля (при делении  этажа на подэтажи);

-породные забои подготовительных выработок перемещается вслед за очистными, за исключением откаточного штрека, проводимого с опережением на 50-70 м;

-подготовительные  выработки поддерживаются в зоне  влияния выработанного пространства.

  Пространственная взаимосвязь очистных и подготовительных выработок обусловливает различные варианты сплошных систем. Опережение откаточного штрека должна составлять 150 – 200 м, но в каждом случае оно определяется исходя из конкретных горно-геологических и горнотехнических условий.

  Средняя мощность пласта, отрабатываемых сплошной системой разработки, для разных бассейнов различна и изменяется от 0,93 до 1,5 м. Длина лавы при этих системах составляет в среднем 110 – 170 м.

  Областью применения сплошных систем разработки являются в основном тонкие пласты и реже пласты средней мощности с любым углами падения, сверхкатегорные по газу и склонные к внезапным выбросам угля и газа, пласты с пучащими породами почвы, с породами кровли, позволяющими проводить и поддерживать выработки в зоне влияния выработанного пространства. Наиболее широко эти системы разработки применяются в Донецком бассейне, реже в Кузнецком, Карагандинском, Печорском и др.

  Достоинства:

    а) быстрый ввод очистных забоев в работу,

    б) малые первоначальные затраты на подготовку участка,

    в) небольшой длины тупиковые  выработки, что особенно важно при разработке весьма газоносных пластов.

  Недостатки:

    а) сложность поддержания выемочных выработок, подвергающихся влиянию очистных работ, и в этой связи большие затраты на их ремонт,

    б) отсутствие предварительной разведки пласта подготовительными выработками, а отсюда опасность неожиданной встречи с геологическими нарушениями,

    в) очистные и подготовительные работы не разделены во времени и пространстве, что приводит к организационным помехам,

    г) ограничение нагрузки на очистной забой по газовому фактору.

  Столбовая система разработки.

  Поддержание подготовительных выработок в зоне влияния очистных работ на пластах средней мощности становится затруднительным. Поэтому целесообразнее применять такую систему разработки, при которой выработки располагаются в нетронутом массиве полезного ископаемого.

  Современные средства механизации очистных работ позволяют достигать высоких скоростей подвигание лав и, следовательно, высоких нагрузок на забой. Добычное и проходческое оборудование наиболее эффективно используется при независимом ведении очистных и подготовительных работ и опережающей подготовки выемочного поля. Этим условиям в большей мере отвечает более прогрессивная система разработки - столбовая.

  Столбовая система разработки – это такая система, при которой часть пласта в пределах этажа или яруса до начала очистных работ оконтуривается подготовительными выработками, в результате чего образуются столбы. В зависимости от ориентировки столба относительно элементов залегания пласта различают длинные столбы по простиранию, длинные столбы по падению (восстанию), диагональные столбы. Наиболее распространенными являются разновидности системы разработки длинными столбами по простиранию: на пологих и наклонных пластах – лава-этаж или с разделением этажа на подэтажи при этажной подготовке, лава-ярус – при панельной подготовке; на крутонаклонных и крутых пластах – лава-этаж или с разделением этажа на подэтажи.

  Для столбовых систем разработки характерны следующие особенности:

- обратный порядок отработки пласта в крыле шахтного поля (лава-этаж) или в пределах выемочного поля (к участковому или панельному бремсбергу, скату);

- разделение  в пространстве и времени очистных  и подготовительных работ в  пределах этажа (подэтажа) или  яруса;

- подготовительные  выработки поддерживаются в массиве,  по мере подвигание очистного забоя они погашаются (или частично сохраняются при бесцеликовой подготовке).

  Простейшим вариантом системы разработки длинными столбами по простиранию является лава-этаж, при котором этажные откаточные и вентиляционные штреки проводят до границ шахтного поля, где их соединяют разрезной печью. В разрезной печи монтируют очистное оборудование и ведут выемку в направлении к стволу.

  Наиболее распространенными разновидностями столбовой системы разработки являются длинные столбы по простиранию при панельной подготовке (вариант лава-ярус) и с разделением этажа на подэтажи.

  На пологих пластах средней мощности широко применяют систему разработки длинными столбами по простиранию при панельной подготовке. Подготовка выемочных столбов в каждом ярусе 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, образуя камеру для монтажа очистного оборудования. Для подготовки нижележащего яруса его вентиляционный штрек проводят совместно с конвейерным штреком вышележащего яруса. В классическом варианте между конвейерным и вентиляционным штреками смежных ярусов оставляют угольные целики шириной 8-12 м.