6.3. Стовпові системи розробки
Для цих систем розробки запаси корисної копалини в межах виймального поля повністю оконтурюють підготовчими виробками до початку очисних робіт, утворюючи своєрідний стовп. Тобто підготовчі і виймальні роботи незалежні і послідовні в часі. Транспортування відбитого вугілля здійснюється в напрямку просування очисного вибою по виробках, які оточені переважно незайманим гірським масивом.
Класифікація стовпових систем розробки наведена в підрозділі 6.1. Розглянемо найбільш поширені варіанти цих СР.
6.3.1. Перша група варіантів стовпової ср: лава-поверх (ярус) за простяганням.
Проведення підготовчих виробок здійснюють по пласту вузьким, рідше широким ходом (рис. 6.5). Як і при суцільних СР, для охорони підготовчих виробок при відносно невеликих глибинах розробки використовують цілики.
Рисунок 6.5. Способи підготовки довгих стовпів за простяганням: а) одинарними штреками, пройденим вузьким вибоєм; б) подвійними штреками вузькими вибоями; в) спареними штреками, пройденим широким вибоєм.
Приклад варіанту Ст.-1-а стовпової системи розробки одинарними лавами за простяганням пласта з охороною штреків способом масив-цілик наведено на рис. 6.6. Для підготовки стовпа проводять транспортний 4 і вентиляційний 5 штрек. розмір цілика залежить від глибини розробки, потужності пласта, який розробляють, міцності вугілля і вміщуючих порід. Після проходки лави обидва штреки погашають.
Для своєчасної підготовки до виймання наступного стовпа вентиляційний штрек 5 проводять на відстані розміру цілика від транспортного штреку 4 верхнього ярусу. Отже значна частина вказаного вентиляційного штреку попадає в зону підвищеного опорного тиску верхньої лави і може потребувати перекріплення.
Рисунок 6.6. Стовпова СР лава-ярус: 1,2,3 – панельні бремсберги: конвеєрний, людський, допоміжний; 4,5 – ярусні штреки.
Одним з недоліків варіанту є значна довжина тупикових виробок і складність їх провітрювання (рис 6.5).
Варіант Ст.-1-б. Підготовка стовпа може здійснюватись шляхом проведення спарених штреків широким вибоєм з закладкою породи від проходки в бутову смугу між штреками (рис 6.5, в).
Перевагою останнього варіанта є зменшення втрат вугілля в ціликах, посилений захист штреків від пучення (здимання) підошви штреків, залишення породи в шахті, висока трудомісткість і вартість прохідницьких робіт.
Область застосування варіантів стовпових систем розробки з охороною штреків ціликами обмежена глибинами 300…500 м і наявністю вміщуючих порід не менше середньої стійкості. При більш глибоких, слабких породах затрати на підтримання виробок і втрати в ціликах можуть перевищувати затрати на проведення нових виробок.
При переході на більш глибокі горизонти перевагу віддають варіантам Ст.-1-в проведення штреків вприсічку до виробленого простору або варіантам з повторним використанням штреків (рис 6.7). Охорону штреків здійснюють як і при суцільних системах розробки: бутовими полосами, блоками залізобетонних тумб (БЗБТ), та ін. (рис 6.3, 6.4).
Важливою особливістю варіантів з проведенням виймальних штреків в присічку до виробленого простору є те, що присічний штрек 1 (рис 6.8) проводять на відстані 1 - 4 м від погашеного штреку 2 в зоні розвантаження порід від опорного тиску після проходу лави, коли початковий тиск (крива 3) перенесеться в глибину масиву і в зоні проведення штреку σ<γН (крива 4).
Складність застосування варіантів проведення підготовчих штреків вприсічку до виробленого простору полягає в тому, що для підготовки чергового виймального стовпа прохідницькі роботи можна почати тільки після проходу фронту робіт лави верхнього ярусу. На рис 6.7, г,д,е, показані підваріанти варіанту Ст.-1-в з повторним використанням одного з штреків.
Вказані варіанти знайшли широке застосування при переході на відробку пластів на глибоких горизонтах.
Рисунок 6.7. Стовпові системи розробки за простяганням з проведенням штреків в присічку до виробленого простору (а-в) і з повторним використанням штреків (г-е).
Рисунок 6.8. Вибір місця закладання штрека вприсічку до виробленого простору: 1 – місце закладання нового вентиляційного штреку; 2 – погашений транспортний штрек; 3, 4 – епюра гірського тиску відповідно в зоні опорного тиску при відробці і лісля відробки верхньої лави.