2.2.2. Стовпові системи розробки
Для цих систем розробки, запаси корисних копалин, в межах виймального поля (поверху, ярусу), повністю оконтурюють підготовчими виробками до початку очисних робіт, утворюючи своєрідний стовп, тобто підготовчі і виймальні роботи виконують послідовно в часі і організаційно одні роботи не заважають іншим. Після відпрацювання лави обидва штреки погашують або ж один з них підтримують за лавою і використовують після відповідного ремонту повторно.
Стовпові системи розробки знайшли найбільш широке застосування на шахтах України і інших вуглевидобувних держав. Ці системи розробки, як і суцільні, мають варіанти: без поділу на підповерхи (під’яруси) і з поділом на підповерхи.
При класичному варіанті стовпової системи розробки підготовку до виймання наступного стовпа на незначних глибинах (до 300…500 м) здійснюють шляхом проведення вентиляційного штреку 5 на відстані розміру цілика (15…20 м) від транспортного штреку 4 верхнього ярусу (рис. 2.4). Транспортний штрек для нового ярусу проводять в незайманому масиві. Значна частина вказаного вентиляційного штреку попадає в зону підвищеного опорного тиску верхньої лави і може бути розрушеною ще до початку експлуатації наступного стовпа.
При розробці вугільних пластів на значних глибинах, а також при наявності нестійких бічних порід, охорона виробок ціликами виявляється не ефективною, бо цілики роздавлюються. Крім того негативний вплив діючих ціликів відчувається при розробці нижче розташованих пластів: під ними концентруються значні напруження, утворюється зона опорного тиску. Тому для вказаних умов більш ефективним виявляється захист виробок бутовими смугами або ж проведення нового штреку вприсічку до погашеного транспортного штреку. У цьому випадку новий штрек попадає в зону розвантаження, в якій фактична величина гірського тиску Р менше тиску в незайманому масиві, тобто:
Р <Р0 = γН.
де γ – середня щільність вище розташованих порід, т/м3; Н – глибина розробки, м.
Варіанти «лава-ярус» («лава-поверх») стовпової системи розробки за простяганням з проведенням одного з нових штреків вприсічку до виробленого простору та з повторним використанням наведені на рис. 2.5.
Варіанти стовпової системи розробки по підняттю спареними та одинарними лавами з проведенням одного з нових хідників вприсічку до виробленого простору та з повторним використанням наведені на рис. 2.6. Підготовка стовпа для нової одинарної лави (рис. 2.6, в) полягає в проведенні нового конвеєрного хідника 5 та в проведенні вентиляційного хідника 41 вприсічку до погашеного хідника 4. При повторному використанні одного з хідників (рис. 2.6, г) підготовка наступного стовпа полягає в проведенні нового конвеєрного хідника і перекріпленні другого, бувшого конвеєрного.
Рис. 2.4. Стовпова система розробки лава-ярус: 1, 2, 3 – панельні бремсберги: конвеєрний, людський, допоміжний; 4, 5 – ярусні штреки.
Рис. 2.5 Варіанти стовпової системи розробки при вийманні по простяганню: а – вприсічку, б, в – з повторним використанням: 1 – ярусний конвеєрний штрек, 2 – ярусний вентиляційний штрек, 3 – вентиляційна збійка, 4 – похили
Рис. 2.6. Варіанти стовпової системи розробки при вийманні за підняттям: І ,ІІ - напрям руху свіжого і відпрацьованого повітря; ІІІ, IV напрям доставки вугілля і руху очисного вибою. 1, 2 – магістральні штреки; 3 – дренажний (повітреподаючий) штрек; 4 – конвеєрні хідники; 5 – вентиляційні і повітреподаючі хідники, 5/ - збірний вентиляційний хідник.
На негазових шахтах і газових не вище другої категорії для стовпових систем розробки в варіантах з поділом поверху (ярусу) на підповерхи (під’яруси), як і для суцільних систем, застосовують послідовну схему провітрювання лав з підсвіженням верхньої лави через проміжний конвейєрний штрек. Для шахт третьої і вище категорії за газом провітрювання лав має бути автономним, незалежним. Приклад стовпової системи розробки з поділом поверху на два підповерхи для газових шахт похилих та круто падаючих пластів приведено на рис. 2.7.
Перевагами стовпових систем в цілому над суцільними є: попередня розвідка запасів у виїмковому полі, незалежність очисних робіт від підготовчих, значно дешевше підтримання підготовчих виробок.
Недоліками стовпових систем є: значно більші витрати на проведення виробок до початку очисних робіт, менш ефективні з точки зору виносу метану схеми вентиляції лави і виробленого простору. На пластах з породами підошви схильними до здимання, мають місце значні витрати на перекріплення і ремонт виробок.
Рис. 2.7. Технологічна схема підземного транспорту при поверховій схемі підготовки з поділом поверху на підповерхи при розробці крутих пластів: 1, 2 – поверхові відкотний і вентиляційний штреки; 3, 4 –проміжні конвеєрний і вентиляційний штреки; 5, 6 – печі для спуску вугілля і вентиляції; 7, 8 – відкотний і вентеляційний квершлаги; 9, 10 – відкотні вентеляційні штреки.