8.3.Системы разработки наклонными слоями с закладкой выработанного пространства
Системы разработки наклонными слоями с закладкой выработанного пространства имеют те же конструктивные элементы, что и системы с управлением кровлей обрушением. Отличие их заключается в том, что выемка слоев может производиться как в восходящем, так и нисходящем порядке, причем, в слоях могут применяться не только длинные, но и короткие очистные забои (заходки).
Наиболее распространенным является вариант выемки слоев в восходящем порядке, при котором кровлей слоя служит толща угля (или породного прослойка), что обеспечивает более надежную и безопасную работу в очистном забое, чем при выемке слоев в нисходящем порядке, при котором кровлей слоя является закладка.
Применяются следующие варианты системы разработки наклонными слоями с закладкой: с выемкой слоев по простиранию лавами и с выемкой полосами по простиранию. Поскольку в конструктивном отношении система разработки с выемкой лавами по простиранию мало чем отличается от систем с управлением кровлей обрушением, рассмотрим более подробно вариант системы разработки с выемкой полосами по простиранию, получившая распространение при разработке мощных крутых и наклонных пластов (рис. 8 .44). Применяется эта система как с гидравлической, так и с пневматической закладкой. При восходящем порядке отработки слоев предпочтение отдают гидравлической закладке, как более дешевой и обеспечивающей большую плотность закладочного массива.
Сущность системы заключается в том, что этаж наклонной высотой порядка 100 м по простиранию делится большей частью на односторонние выемочные поля, каждое из которых, в свою очередь, делится на 2–3 выемочных участка длиной по простиранию 100–150 м каждый.
|
Рисунок 8.44 – Система разработки мощного пласта наклонными слоями с закладкой с выемкой полосами по простиранию а – забой полосы; б – углеспускная печь; в – детали крепления полосы |
1, 2 – соответственно транспортный и вентиляционный полевые этажные штреки; 3 – промквершлаг транспортный; 4 – пластовый основной штрек; 5 – слоевая закладочная и вентиляционная печь; 6 – промквершлаг вентиляционный; 7 – конвейерный квершлаг; 8 – бункер-скат; 9, 10 – соответственно транспортный и вентиляционный полосовые штреки; 11 – очистной забой (полоса); 12 – углеспускная печь; 13 – дренажная печь
Выемочное поле разделяется по высоте этажа на полосы (короткие лавы), ширина которых находится в пределах 10–15 м. Выемка полос в слое производится в восходящем порядке — от основного штрека к вентиляционному.
Подготовка выемочного поля начинается с проведения промежуточного квершлага, от которого у лежачего бока пласта проводят пластовый штрек, переоборудуемый впоследствии в водосборник. С основного штрека до вентиляционного горизонта по границам и посредине выемочного поля проводят закладочные печи, которые на вентиляционном горизонте соединяют с квершлагами, проводимыми с полевого вентиляционного штрека.
Посредине каждого выемочного участка над основным штреком проводят короткие транспортные квершлаги, оборудованные ленточными конвейерами. Эти квершлаги у лежачего бока пласта примыкают к углеспускным печам, а на другом конце через скаты-бункера соединяются с полевым транспортным штреком.
Первая нижняя полоса в нижнем слое отрабатывается без оставления целика над основным штреком. Отбитый в этой полосе уголь поступает непосредственно на этот штрек и далее через промежуточный квершлаг на полевой транспортный штрек. Выработанное пространство нижней полосы закладывается до уровня верхняков основного штрека, которые сверху перекрываются сплошным накатником из стоек, обшиваемых сверху металлической сеткой, и усиливается многоугольной стропильной крепью. Таким образом, основной штрек в выемочном поле остается и поддерживается в закладочном массиве и после выемки нижней полосы нижнего слоя используется в качестве водосборника для нижнего и второго слоев.
Очистные работы в каждом выемочном участке ведут от закладочных печей к углеспускной, сооружаемой в закладочном массиве. Рядом с углеспускной печью по обе стороны от нее на расстоянии 4–5 м сооружают дренажные печи, предназначенные для осушения закладочного массива. Углеспускная печь имеет два отделения: одно — для спуска угля и обшивается у почвы листовой сталью или же оборудуется стальными трубами диаметром 0,6–0,7 м (как показано на рис. 8 .44), второе — для передвижения людей, оборудованное лестницами.
Отбойка угля в забое полосы производится буровзрывным способом или отбойными молотками, крепление — деревянными рамами. Верхняя рама усиливается стропильной крепью для предупреждения обрушения угля.
После подвигания забоя на расстояние 10–15 м (шаг закладки) выемка угля временно прекращается и производится закладка выработанного пространства. Закладочный материал подается в забои с вентиляционного горизонта по закладочным печам. При возведении закладки верхняя часть полосы оставляется незабученной, в результате чего образуется искусственный полосовой штрек, который служит для прокладки закладочного трубопровода, подачи материалов в забой полосы и вентиляции. В последующем при выемке смежной вышерасположенной полосы этот штрек используется для транспортирования угля скребковым конвейером от очистного забоя до углеспускной печи.
Таким образом, каждый очистной забой полосы обслуживается двумя полосовыми штреками: верхним вентиляционным и нижним транспортным. По мере подвигания забоя верхний полосовой штрек удлиняется, оставаясь в закладочном массиве, а нижний закладывается, что является характерной особенностью этой системы разработки.
Схема транспорта угля: 11–9–12–7–8–1.
Схема проветривания участка: 1–8–7–12–9–11–10–5–6–2.
По окончании выемки нижнего слоя в выемочном участке приступают к выемке второго слоя. Для его подготовки проводят нижний полосовой штрек и закладочные печи. Поскольку водосборник используется повторно и для второго слоя, нижний полосовой штрек последнего проводится на уровне конвейерного квершлага на 4–5 м выше транспортного горизонта, и таким образом под ним остается целик 4–5 м.
Достоинства системы разработки наклонными слоями с выемкой полосами по простиранию:
отпадает надобность в проведении и перекреплении выемочных штреков, так как они искусственно образуются в выработанном пространстве и удовлетворительно сохраняются в закладочном массиве;
довольно широкая область применения;
высокая концентрация работ;
обособленное проветривание очистных забоев;
сравнительно небольшие потери угля;
уменьшение опасности самовозгорания угля;
высокая плотность закладочного массива, что обеспечивает сохранность поверхности от сдвижений.
Недостатки системы:
большой объем проведения закладочных печей, проводимых в каждом слое, углеспускных и дренажных печей, сооружаемых в закладочном массиве;
трудность механизации очистных работ в полосе;
большой расход лесоматериалов;
высокая трудоемкость закладочных работ.
Условия применения: пласты мощностью 4–12 м с углами падения свыше 30–35° и углями не ниже средней крепости.