Глава 11.Комбинированные системы разработки мощных пластов с гибким перекрытием

Сущность систем этой группы состоит в том, что мощный пласт разделяют на два наклонных слоя не равной толщины. Верхний слой, получивший название монтажного, толщиной 1,3–1,8 м отрабатывается первым системой разработки длинными столбами по простиранию. При его отработке по мере выемки угля на почве слоя монтируется гибкое перекрытие из металлических полос, укладываемых в переплет, и металлической сетки, настилаемой поверх полос. На каждый метр почвы слоя по падению и простиранию укладывается до 8 полос. Нижний слой может отрабатываться различными системами разработки.

В настоящее время наибольшее применение на шахтах Кузбасса получил вариант системы с выемкой угля под гибким перекрытием системой подэтажных штреков, приведенный на рис. 11 .47.

Этаж с наклонной высотой 80–100 м делят на два подэтажа, а по простиранию — на односторонние выемочные поля длиной 200–250 м или реже двусторонние длиной 400–500 м. Выемочные поля на транспортном и вентиляционном горизонтах вскрываются промежуточными квершлагами от полевых штреков.

Подготовка выемочного поля состоит из двух этапов: подготовки верхнего монтажного и нижнего основного слоя. Верхний слой подготавливается проведением фланговых печей у висячего бока и трех штреков по пласту — нижнего транспортного, верхнего вентиляционного и среднего подэтажного (рис. 11 .47, а). При наклонной высоте менее 50 м этаж в пределах верхнего слоя может отрабатываться одной лавой без разделения на подэтажи.

Подготовка нижнего слоя (рис. 11 .47, б) начинается по окончании очистных и монтажных работ в верхнем слое и заключается в проведении промежуточных печей через каждые 50 м по простиранию у лежачего бока пласта на всю высоту этажа. Эти печи имеют два отделения — углеспускное и ходовое. Кроме того, проводятся подэтажные штреки, которые располагаются примерно посредине нижнего слоя (рис. 11 .47, в). Наклонная высота подэтажей составляет 12–15 м.

Очистные работы в нижнем слое ведут с отставанием не менее чем на 25–30 м от очистных работ в монтажном слое. Уголь вынимают буровзрывным способом под защитой гибкого металлического перекрытия, которое по мере выемки угля постепенно опускается.

Рисунок 11.47 – Комбинированная система разработки мощного пласта с гибким перекрытием и подэтажной отбойкой угля в нижнем слое: а – схема подготовки верхнего (монтажного) слоя; б – то же нижнего слоя; в – очистная выемка в нижнем слое 1 – этажный транспортный штрек нижнего слоя; 2 – то же верхнего слоя; 3 – наклонный орт; 4 – слоевой вентиляционный штрек верхнего слоя; 5 – то же нижнего слоя; 6 – промквершлаг; 7, 8 – печи, соответственно у лежачего и висячего бока пласта; 9, 10 – то же на границе выемочного поля; 11 – наклонный орт; 12 – промежуточная печь; 13 – подэтажный штрек нижнего слоя; 14 – то же верхнего слоя

Отбитый уголь грузят на скребковый конвейер и по транспортному штреку доставляют к ближайшей углеспускной печи на этажный транспортный штрек.

Очистные забои монтажного и нижнего слоев проветриваются обособленно, а подэтажей в слоях — последовательно.

При мощности пласта свыше 7 м подэтажные штреки в нижнем слое проводят как у почвы пласта, так и под гибким перекрытием. В последнем случае их называют «проходами». Эти штреки соединяют между собой наклонными ортами, располагаемыми под углом 25–30° к горизонту. Штреки являются основным рабочим местом при выемке в нижнем слое, так как обуривание забоя производится в основном из них и в незначительном объёме из наклонных ортов.

Достоинства комбинированной системы разработки с подэтажной отбойкой:

• широкая область применения, в том числе и на нарушенных пластах;

• простота и безопасность работ в нижнем слое без присутствия рабочих в очистном забое;

• отсутствуют трудоемкие процессы по креплению забоя и управлению кровлей нижнем слое.

Недостатками системы являются:

• большая трудоемкость монтажных работ в верхнем слое;

• большой объём подготовительных работ;

• сложная сеть выработок, усложняющая транспорт и проветривание.

Область применения системы — пласты мощностью 6–12 м с углами падения свыше 40° со сложным залеганием, но с породами кровли не ниже средней устойчивости, так как при слабых породах усложняется монтаж гибкого перекрытия.

В Кузбассе в небольшом объеме применяется вариант комбинированной системы разработки с гибким перекрытием с выемкой столбами по падению. Очистные и монтажные работы в верхнем слое аналогичны тем же работам при системе с подэтажной выемкой. Очистные работы в нижнем слое ведутся по аналогии с очистными работами под щитом с той лишь разницей, что они производятся под защитой гибкого перекрытия.

Вопросы для самоконтроля

1. Перечислите нашедшие применение в практике способы разделения мощного пласта на слои и изобразите их графически.

2. В какой последовательности производится выемка слоев, и чем это определяется?

3. Изобразите графически системы разработки наклонными слоями с выемкой лавами по простиранию; по падению и с выемкой полосами по простиранию. Дайте им оценку и укажите области применения каждой.

4. Каким образом предотвращают попадание обрушенных пород или закладки из одного слоя в другой при нисходящем порядке их отработки?

5. Изложите сущность и изобразите графически систему разработки горизонтальными слоями. Дайте оценку ей и укажите область её применения.

6. Почему нецелесообразно применять разработку горизонтальными слоями при углах падения пластов менее 30°?

7. Изложите сущность и изобразите графически систему разработки поперечно-наклонными слоями. Дайте ей оценку и укажите область применения.

8. Изложите сущность и изобразите графически комбинированную систему разработки с гибким перекрытием с подэтажной отбойкой угля в нижнем слое. Дайте ей оценку и укажите область ее предпочтительного применения.

9. Почему не рекомендуется применять комбинированные системы разработки с гибким перекрытием на пластах со слабыми породами кровли?