Глава 7.Особенности разработки мощных пластов

7.1.Общие положения

К мощным относятся пласты толщиной свыше 3,5 м. В странах СНГ такие пласты подземным способом разрабатывают в Кузнецком, Карагандинском, Челябинском бассейнах, на угольных месторождениях Средней Азии, Сахалина, Грузии и др.

Мощные пласты разрабатывают также в Польше, Венгрии, Румынии, Китае, Англии, Франции, Испании, Канаде, США, Австралии и других странах.

Разработка мощных пластов по сравнению с пластами тонкими и средней мощности обычно более сложна. Особенно значительные трудности возникают из-за большой высоты призабойного пространства, что осложняет выемку угля и крепление забоя при применении индивидуальной крепи. Также затруднен контроль за состоянием самого забоя и кровли пласта, в то время как падение даже небольших кусков угля и породы может травмировать рабочих. По этой причине разработка пластов мощностью свыше 3,5 м с индивидуальной крепью практически не производится.

Пласты, выемка которых сразу на полную мощность затруднена, разделяют на отдельные слои, отрабатываемые в определенной последовательности.

7.2.Принципы разделения пласта на слои

Деление мощного пласта на слои можно производить многими способами, но на практике получили распространение наклонные, горизонтальные и поперечно-наклонные слои (см. 7 .41).

Наклонные слои (а) образуются путем деления пласта плоскостями, параллельными плоскости напластования, горизонтальные (б) — горизонтальными плоскостями и поперечно-наклонные (в) — плоскостями, расположенными по простиранию пласта с наклоном в сторону его почвы, обеспечивающим движение отбитого угля под собственным весом.

Рисунок 7.41 – Способы разделения пласта на слои:

а – наклонные; б – горизонтальные; в – поперечно-наклонные

Порядок отработки слоев может быть как нисходящий, так и восходящий. Определяющим фактором при этом является способ управления кровлей. Так, при полном обрушении кровли выемка слоев может производиться только в нисходящем порядке, а при полной закладке выработанного пространства возможен любой порядок отработки слоев.

Толщина слоев при индивидуальной крепи не должна превышать 3,5 м¹ при любых углах падения пласта. Наиболее эффективная толщина слоя — 2,5–3,0 м. Чем больше толщина слоя, тем меньше их в пласте, а, следовательно, меньше подготовительных выработок проводится для выемки пласта. Однако, при этом требуется более сложная и тяжелая крепь, труднее производить выемку угля и управлять горным давлением, что, в конечном счете, снижает производительность труда и безопасность работ.

В соответствии с принятыми способами разделения пласта на слои все слоевые системы разработки мощных пластов делятся на четыре подгруппы:

• системы разработки наклонными слоями;

• системы разработки горизонтальными слоями;

• системы разработки поперечно-наклонными слоями;

• комбинированные системы разработки с гибким перекрытием.

Глава 8.Системы разработки наклонными слоями

8.1.Общие положения

Сущность систем разработки наклонными слоями состоит в том, что мощный пласт разделяется по плоскостям напластования на слои толщиной до 3,0–3,5 м, и каждый слой отрабатывается системой, применяемой при разработке пластов средней мощности. В подавляющем большинстве случаев применяется столбовая система разработки с выемкой одинарными лавами и управлением кровлей полным обрушением, что предопределяет нисходящий порядок отработки слоев.

Выемка отдельных слоев может производиться последовательно, то есть через длительные промежутки времени, или одновременно с небольшим опережением отработки одних слоев по отношению к другим во времени и пространстве.

Последовательная выемка характеризуется независимой подготовкой слоев вне связи с другими слоями по принципу слой-пласт. Пока не будет отработан слой в пределах крыла этажа или выемочного поля, очистные работы в другом слое не производятся, а подготовка столбов может вестись вслед за выемкой первого слоя, не опережая его очистных работ.

При одновременной выемке слоев очистные работы в пределах выемочного поля (или крыла этажа) ведутся сразу в двух-трех слоях с определенным опережением. Такой порядок выемки слоев позволяет развивать больший фронт работ и концентрацию их, однако не исключает вредного влияния друг на друга (по аналогии со сближенными пластами).

Подготовка шахтного поля при разработке мощных пластов наклонными слоями может быть любая — этажная, панельная или погоризонтная.