Преимущества столбовой системы разработки

Лекция № 16
Тема: Столбовые системы разработки
План
1. Общие сведения о столбовых системах разработки.
2. Характеристика столбовых систем разработки вариант “лава-этаж”.
3 Столбовые системы разработки длинными столбами с разделением
этажа на подэтажи
1. Общие сведения о столбовых системах разработки.
Столбовая
система
разработки
характеризуется
независимым
ведением очистных и подготовительных работ в пределах выемочного поля,
участка, этажа, яруса. На момент очистной выемки все подготовительные
выработки должны быть проведены на всю длину.
Столбовая система широко применяется: на тонких и средней
мощности пластах, при любых углах падения пластов, при боковых породах
любой устойчивости.
Преимущество столбовой системы разработки по сравнению со
сплошной:
1) уменьшение расходов на поддержание штреков, так как они находятся
в целиках угля;
2) отсутствие утечки воздуха между этажными штреками;
3) ведется дополнительная разведка пласта;
4) простота схем транспорта;
5) подготовительные работы не влияют на очистные;
6) возможность применения высокомеханизированного очистного и
проходческого оборудования.
Недостатки столбовой системы разработки:
1) значительные затраты времени на подготовку участков к выемке;
2) большой объем подготовительных работ;
3) трудность проветривания выработок большой длины, при их
проведении особенно при большой газообильности пласта.
В Донбассе 55,9% систем разработок проводят длинными столбами, в том
числе по падению – 13,9%.
Признаки столбовых систем разработки:
1) до начала очистных работ участок месторождения нарезают
подготовительными выработками на прямоугольники, называемые столбами;
2) подготовительные выработки проводят на большую длину;
3) выемку угля ведут от границ шахтного поля к стволу (обратным
ходом отработки).
Виды столбовых систем разработки:
1) длинными столбами по простиранию пласта:
а) при этажном способе подготовке:
- лава-этаж;
- с делением этажа на подэтажи:
• с доставкой угля на передний бремсберг (уклон);
• с доставкой угля на задний бремсберг (уклон);
• одновременное 2-х стороннее ведение работ по отношению к одному
бремсбергу.
б) при панельной подготовке.
- лава-ярус;
- с делением яруса на подъярусы.
2) длинными столбами по падению или восстанию пласта при
погоризонтной подготовке:
- одинарными (одиночными) лавами;
- спаренными лавами;
- столбами по падению с щитовым перекрытием и др.
3) короткими столбами;
4) диагональными столбами.
2. Характеристика столбовых систем разработки вариант “лаваэтаж”.
Столбовую систему разработки лава-этаж применяют при разработке
пластов малой и средней мощности (0.6 – 2.5 м), на любых углах падения, любой
Рис. 1. Варианты системы
разработки длинными столбами
по простиранию лава-этаж:
1 – этажные откаточные
штреки;
2 – капитальная наклонная
выработка;
3 – вентиляционный штрек;
4 – лавы;
5 – выработанное пространство;
6 – разрезная печь;
газоносности с породами кровли средней устойчивости до устойчивых,
спокойном залегании пластов, при длине крыльев шахтного поля до 2 км
(относительно небольшая длина крыльев), когда длину лавы можно принять 200250 м и нагрузку на забой не менее 1000 – 1200 т в сутки.
Подготовительные работы на каждом этаже начинают от капитальной
наклонной выработки капитального бремсберга (уклона) 2 проведением этажных
откаточного 1 и вентиляционного 3 штреков до границ шахтного поля. Очистной
забой 4 движется в обратном направлении. Высота этажа 150-300 м. Для
проветривания забоев подготовительных выработок к штрекам проводят
просеки, которые сбиваются друг с другом печами. По границе шахтного поля
проводят разрезную печь (6) и из нее начинают очистную выемку.
Преимущества столбовой системы разработки «лава-этаж»:
- снижаются расходы по поддержанию выработок и по транспорту до
этажного штрека.
- Все преимущества столбовой системы разработки.
Недостатки:
- большие затраты на подготовку этажа;
- значительные сроки проведения штреков до границ шахтного поля.
3 Столбовые системы разработки длинными столбами с разделением
этажа на подэтажи
Сущность системы разработки длинными столбами по простиранию
с разделением этажа на подэтажи.
При неспокойной гипсометрии пласта, когда затруднительно иметь одну
длинную лаву, этаж подразделяется на подэтажи по падению пласта, а по
простиранию на выемочные поля длиной до 1 км.
Выемочное поле – часть пласта в пределах этажа, обслуживаемое
самостоятельным
промежуточным
бремсбергом
и
ходком,
который
располагается у одной из его границ или в его середине.
А)
Рис. 1. Варианты системы
разработки длинными
столбами с разделением на
подэтажи и доставкой угля
на передний бремсберг (а),
с разделением на подэтажи
и доставкой угля на задний
бремсберг (б):
1 – этажные откаточные
штреки;
2 – капитальная наклонная
выработка;
3 – вентиляционный штрек;
4 – лавы;
5 – выработанное
пространство;
Б)
Подэтаж – часть пласта, в пределах выемочного поля, ограниченное по
падению этажным и промежуточным штреком, а по простиранию – границами
выемочного поля.
Подготовительные работы ведутся от капитального бремсберга (уклона) 2
проведением
этажного
откаточного
штрека
1,
вентиляционного
3
и
промежуточного штреков 9. Для проветривания забоев подготовительных
выработок к штрекам проводятся просеки, которые сбиваются друг с другом
печами.
Промежуточные штреки 9 проводят до границы выемочного поля, а
откаточный 1 и вентиляционный 3 штреки проводятся с опережением, с таким
расчетом, чтобы своевременно подготовить к очистной выемке следующие
выемочные поля.
В выемочном поле между этажным и промежуточным штреками
проводят разрезную печь, промежуточный (участковый) бремсберг и ходок. В
разрезной печи монтируют оборудование и начинают очистные работы.
После отработки первого выемочного поля очистные работы переходят
во второе, затем в третье и так до границы шахтного поля.
Проветривание
забоев
очистных
и
подготовительных
выработок
производят за счет общешахтной вентиляции.
При разработке газоносных пластов предусматривается обособленное
проветривание
лав.
Это
достигается
проведением
двух
параллельных
промежуточных штреков, соединенных между собой печами. Один является
вентиляционным, для нижней лавы. Другой штрек – конвейерный для верхней
лавы – служит для подачи свежего воздуха. Все подготовительные выработки
охраняются целиками угля.
Добытый уголь поступает из верхней лавы на промежуточный штрек,
далее к промежуточному бремсбергу и на этажный откаточный штрек. С нижней
лавы – на этажный откаточный штрек непосредственно.
Очистные забои движутся в направлении промежуточного бремсберга,
независимо от места его расположения.
Если участковый бремсберг проводится впереди очистного забоя – то он
называется передним, если остается позади
очистных забоев – то называется
задним.
Особенности варианта схемы с доставкой грузов на задний, передний
и одновременно на оба бремсберга.
В каждом выемочном поле
выемка столбов может вестись с
доставкой угля на:
- задний бремсберг, если направление очистных работ противоположно
общему направлению обработки этажа;
- передний бремсберг, если направление обработки выемочного поля
совпадает с общим направлением отработки этажа;
- задний и передний одновременно.
Столбовая система разработки с доставкой угля на задний бремсберг
применяется: на пологих и наклонных пластах, m = 0.9 –2.5 м с устойчивыми и
средней устойчивости боковыми породами, не опасные по горным ударам.
Преимущества данной системы разработки:
- нет лишнего “пробега” груза по откаточному этажному штреку.
Недостатки:
- необходимо для очистных и подготовительных работ держать два
бремсберга;
- бремсберги находятся вблизи выработанного пространства, то есть
повышенное давление на крепь бремсберга;
- при разработке мягких самовозгорающихся углей в целике около
бремсберга со стороны выработанного пространства может возникнуть пожар.
Очистные работы в выемочном поле движутся в обратном направлении к
общему направлению обработки этажа.
Столбовая система разработки с доставкой угля на передний
бремсберг применяется на пологих и наклонных пластах, m = 1.3-2.5 м, не
опасных по горным ударам, газу и пыли.
Преимущества:
- лучшее условие поддерживания переднего бремсберга и ходка, так как
они весь срок существования находятся в нетронутом массиве угля;
- количество бремсбергов в крыле шахтного поля на один меньше.
Недостатки:
- большой объем работы по транспортировке угля из верхней лавы
(сначала вперед к бремсбергу, затем назад по откаточному штреку).
Столбовая система разработки с доставкой угля на задний и
передний бремсберг применяется для увеличения очистных забоев в крыле
этажа. Работы могут вестись одновременно с двух сторон по отношению к
бремсбергу.
Расстояние между соседними бремсбергами должно быть больше чем
при односторонних бремсбергах.
Бремсберг с двумя ходками проводят обычно посредине выемочного
поля, подэтажные штреки проводят одновременно в обе стороны от бремсберга.
Очистные работы начинают одновременно в одном подэтаже по обе стороны от
бремсберга.
Контрольные вопросы
1 Что называется столбовой системой разработки?
2 В чем преимущества столбовой системы перед сплошной?
3 В чем сущность столбовой системы разработки «лава-этаж»?
4 В чем сущность столбовой системы разработки с делением этажа на
подэтажи?
Литература
Васючков Ю.В. Горное дело – М. Недра, 1989 .с. 143-162