Системы разработки длинными столбами лава-этаж (лава-ярус)
При этих системах разработки в пределах этажа (яруса) по падению пласта размещается одна лава. Подготовка этажа может осуществляться пластовыми или полевыми выработками.
При пластовой подготовке (рис. 4, а) этажные штреки проводятся от капитального бремсберга до границы шахтного поля по простиранию, а очистные работы в лаве-этаже ведутся обратным порядком.
Транспортирование угля по откаточному штреку в большинстве случаев осуществляют ленточными конвейерами, а доставку оборудования и материалов — по подвесным монорельсовым дорогам. При сложной гипсометрии применяют электровозный транспорт.
При использовании ленточных конвейеров штрек по пласту должен проводиться прямолинейно. Однако при сложной гипсометрии это возможно лишь при переменном профиле выработки, что затрудняет естественный сток воды. В таком случае в местах понижений приходится устанавливать водоотливные средства, что связано с неудобствами и дополнительными затратами.
Стремление проводить штреки по направлению, а не по изогипсе вызывается и тем обстоятельством, что при этом достигается постоянство длины лавы и исключается необходимость периодического монтажа и демонтажа отдельных секций крепи и забойного конвейера, которые имеют место при изменяющейся длине лавы.
Свежая вентиляционная струя поступает по этажному откаточному штреку в лаву. Исходящая струя отводится к стволу по этажному вентиляционному штреку. Особенность проветривания состоит в том, что почти весь газ, выделяющийся на участке, поступает в лаву и концентрация его достигает максимума на сопряжении лавы с вентиляционным штреком. Поскольку предельно допустимая концентрация метана в исходящей из очистного забоя струе воздуха согласно ПБ не должна превышать 1 %, а скорость движения воздуха по забою υ = 4 м/с, то через лаву можно подать ограниченное количество воздуха, что лимитирует нагрузку на забой по газовому фактору. В этом заключается один из указанных ранее недостатков столбовой системы разработки. Просеки сбивают разрезной печью, от которой начинают очистную выемку на верхнем пласте. После того, как очистной забой на верхнем пласте продвинется на расчетное опережение, начинают очистную выемку из уже пройденной к этому времени разрезной печи нижнего пласта. Управление горным давлением на обоих пластах может быть осуществлено полным обрушением или другими способами.
Рис. 4. Столбовая система разработки лава-этаж:
а — при пластовой подготовке одиночного пласта; б — при разработке двух сближенных пологих пластов; 1 — этажный откаточный штрек; 2 — этажный вентиляционный штрек; 3 — разрезная печь; 4 — сбойка; I — IV — этажи
Полевая подготовка выемочного участка заключается в проведении в почве пласта полевых откаточных и вентиляционных штреков и пластовых вентиляционных и конвейерных штреков, соединяемых гезенками (скатами, квершлагами) с соответствующими полевыми штреками. Свежая струя поступает по полевому откаточному штреку, гезенку, конвейерному штреку в лаву, а исходящая струя выходит через вентиляционный штрек в соответствующий гезенк на полевой вентиляционный штрек. Полевая подготовка позволяет поддерживать в хорошем состоянии этажные штреки, но по сравнению с пластовой подготовкой трудоемкость проведения этих выработок значительно выше.
В зависимости от горно-геологических и горно-технических условий применяются и другие способы проведения и поддержания подготовительных выработок при системе разработки лава-этаж (лава-ярус). В частности, откаточный штрек может проводиться широким ходом или без параллельного просека, он также может погашаться позади лавы, что приводит к необходимости проведения вентиляционного штрека.
Область применения системы — пологие и наклонные пласты мощностью от 0,6 до 2,5 м, любой газоносности, с породами кровли от средней устойчивости до устойчивых.
Достоинства данной системы разработки по сравнению со сплошной заключаются в уменьшении расходов на поддержание штреков, отсутствии утечек воздуха между этажными (ярусными) штреками, доразведке пласта, простоте схем транспорта и вентиляции.
Недостатками являются значительные затраты времени на подготовку этажа (яруса); частая поддирка почвы при пучащих боковых породах; большой объем подготовительных работ.