Добавлен: 06.07.2026
Просмотров: 71
Скачиваний: 1
Лекция 1. Способы и схемы подготовки шахтного поля
Способы подготовки шахтного поля.
Способ подготовки шахтного поля или его части - расположение подготавливающих выработок в шахтном поле или его части относительно пласта и элементов его залегания.
По расположению подготавливающих выработок относительно пласта различают способы подготовки:
Пластовый способ
Полевой способ
Пластово-полевой (комбинированный) способ.
Пластовый способ подготовки - способ, при котором весь комплекс подготавливающих выработок проводится по пласту.
Достоинства способа:
Попутная добыча угля.
Получение дополнительной информации об элементах залегания пласта.
Более высокая скорость проведения выработок и малая продолжительность подготовки.
Недостатки:
Дополнительные расходы на поддержание выработок.
Ограниченная область применения на пластах опасных по внезапным выбросам угля и газа и пластах склонных к самовозгоранию.
Полевой способ подготовки - способ подготовки, при котором весь комплекс подготавливающих выработок проводится по породе.
Достоинства:
Расположение выработок вне зоны влияния очистных работ.
Хорошие условия поддержания выработок, длительных срок безремонтной эксплуатации выработок.
Возможность применения способа на пластах, склонных к самовозгоранию.
Недостатки:
Сложные условия проведения выработок, особенно при пород >5-6.
Низкие темпы проведения выработок и большая продолжительность подготовки пластов.
Пластово - полевой (комбинированный) - способ подготовки представляет собой комбинацию описанных выше способов.
При подготовке пластов в свите различают два способа:
Индивидуальная подготовка
Групповая подготовка
Индивидуальная подготовка - способ, при котором весь комплекс подготавливающих выработок проводится для каждого пласта. Индивидуальная подготовка может быть как полевой, так и пластовой. Способ применяется при мощности междупластий >50 м. Отработку пластов при индивидуальной подготовке производят раздельно или совместно.
Групповая подготовка - способ подготовки при котором комплекс подготавливающих выработок (групповые выработки) используется для одновременной отработки двух и более пластов.
1, 2, 3 - групповые штреки; 4 - промежуточные квершлаги; 5 - погашенные участки пластовых штреков; 6 - этажный откаточный квершлаг; 7 - клетьевой ствол; 8 - скиповой ствол.
Группирование - объединение пластов выработками для совместной их отработки. Группирование применяется при мощности междупластий менее 50м. При группировании общими являются выработки транспортного горизонта и часто выработки вентиляционного горизонта.
Схема группирования крутых пластов на задний квершлаг (А) - группировка, при которой поддерживается задняя часть пластового штрека по отношению к очистному забою (направление транспортирования угля и направление подвигания очистного забоя не совпадают. Сближенные пласты чаще всего отрабатываются в нисходящем порядке. Восходящий порядок применяется для тонких и средней мощности пластов при мощности междупластий 6м и более при полном обрушении и 3м при полной закладке. Кроме того такой порядок применения для мощных удароопасных и выбросоопасных пластов и пластов, склонных к самовозгоранию.
Схема группирования крутых пластов на передний квершлаг (Б) - группировка, при которой поддерживают опережающую часть пластового штрека по отношению к очистному забой (направление транспортировки угля совпадает с направлением подвигания очистного забоя).
Схемы подготовки шахтного поля.
Схема подготовки - характерное расположение объединенных с учетом функционального назначения в единый комплекс подготавливающих выработок, обеспечивающих деление шахтного поля на готовые к выемке части. Различают следующие схемы подготовки шахтного поля:
Погоризонтную
Панельную
Этажную
Комбинированную
огоризонтная схема подготовки - пространственное расположение горных выработок, делящее шахтное поля транспортными горизонтами на выемочные ступени, отрабатываемые затем по падению и восстанию.
Область применения - пласт с 100. Размер выемочной ступени по простиранию равен размеру шахтного поля, размер по падению 400 - 2600м.
Различают следующие виды схемы.
С разделением транспортного и вентиляционного горизонтов.
С совмещением транспортного и вентиляционного горизонтов.
Достоинства
Низкие кап. затраты.
Быстрый ввод шахты в эксплуатацию.
Недостатки
Ограниченность условий применения.
Панельная схема подготовки - совокупность выработок, разделяющих шахтное поле на панели. Область применения <250. Размер по падению 1200-1500м, по простиранию 3500-4000м.
Достоинства схемы
Высокая концентрация работ.
Малый объем одновременно поддерживающих выработок.
Возможность достижения большой мощности шахты.
Недостатки схемы
Сложность поддержания и большой объем проведения наклонных выработок.
Сложность изоляции выработок в смежных ярусах.
Этажная схема подготовки
Этажная схема подготовки - совокупность выработок, разделяющих шахтное поле на этажи. Область применения >250. Высота этажа <55 800-400м. >55 120-150м.
Различают следующие виды схемы.
Достоинства схемы
Небольшой объем проведения наклонных выработок.
Быстрый ввод очистного забоя (при прямом порядке отработки).
Простая схема вентиляции.
Недостатки схемы
Большая протяженность этажных штреков и значительные затраты на их поддержание.
Низкая концентрация горных работ.
Комбинированные схемы - схемы, при которых одновременно или последовательно шахтное поле делится на этажи и панели, панели и горизонты, этажи, панели и горизонты.
Лекция 2. Система разработки. (часть 1)
Понятие о системах разработки.
Подготовительные работы - комплекс процессов отработки, погрузки, и транспортировки горной массы возведения крепи, вентиляции, наращивания транспортных устройств и коммуникаций, обеспечивающих проведения горной выработки.
Очистные работы - совокупность процессов по выемке полезного ископаемого, креплению забоя и управлению кровлей.
Система разработки - определенный, увязанный в пространстве и во времени порядок ведения очистных и подготовительных работ в пределах шахтного поля.
Факторы, влияющие на выбор системы разработки.
Форма месторождения и наличие геологических нарушений.
Мощность пластов.
Угол падения пластов.
Строение пластов.
Крепость и вязкость угля.
Кливаж.
Свойства боковых пород.
Количество и взаимное расположение пластов в свите.
Газоносность месторождения.
Склонность угля к самовозгоранию.
Обводненность месторождения.
Классификация систем разработки.
По порядку ведения очистных и подготовительных работ
Столбовая.
Сплошная.
Комбинированная.
По технологии выемки угля
С длинными забоями (лавами и пластами)
С короткими забоями (камерами)
По разделению по мощности:
С выемкой на полную мощность.
С разделением пласта на слои:
Наклонные
Горизонтальные
Поперечно - наклонные
По направлению выемки полезного ископаемого относительно элементов залегания пласта:
С выемкой по простиранию.
С выемкой по падению.
С выемкой вкрест простирания.
Сплошная система разработки.
Сплошная система разработки предусматривает совмещение в пространстве и во времени очистных и подготовительных работ.
Область применения сплошной системы разработки.
Пласты с m < 1,5 - 1,8 м и любыми углами падения. Верхний предел мощности обусловлен устойчивостью бутовых полос.
Сплошная система применяется при этажной и панельной схемах, полевой и пластовой способах подготовки.
Доля добычи угля при сплошной системе разработки:
Кузбасс - 0%
Донбасс (РФ) - 7,3%
Печорский басс - 0%
Подмосковный - 0%
По бывшему Рос углю - 1,8%
Сплошная система разработки используется практически со всеми способами управления кровлей и средствами выемки угля.
Достоинства сплошной системы.
Быстрый ввод в эксплуатацию очистных забоев.
Возможность размещения в шахте породы, получаемой при проведении выработок.
Недостатки.
Сложность, высокая трудоемкость и стоимость поддержания подготовительных выработок.
Большие утечки воздуха при охране выработок бутовыми полосами.
Малое время на предварительную дегазацию пласта.
Отсутствие дополнительной информации о горно-геологических условиях отработки выемочного столба.
Организационно - технические сложности совмещения очистных и подготовительных работ.
Столбовая система разработки
При столбовой системе разработки подготовительные работы предшествуют очистным. Очистные работы начинаются после полного завершения всех подготовительных работ.
Область применения столбовой системы разработки
Столбовая система может применяться во всем диапазоне мощностей и углов падения пластов. При столбовой системе уголь может выниматься по падению, по восстанию и вкрест простирания. Столбовая система применяется при всех схемах и способах подготовки пластов.
Объемы добычи угля при использовании столбовой системы разработки
Кузбасс - 19,4%
Донбасс - 88,1%
Печорский бассейн - 99,9%
Подмосковный бассейн - 100%
По бывшей компании Рос уголь - 85,6%
Достоинства столбовой системы
Благоприятные условия и относительно низкие затраты поддержания выработок.
Разделение в пространстве и во времени очистных и подготовительных работ.
Получение дополнительных сведений о горно - геологическом строении выемочного столба при его оконтуривании.
Дегазация выемочного столба при его оконтуривание.
Минимальные утечки воздуха.
Недостатки
Большой объем проведения выработок и длительные сроки подготовки очистных забоев.
Необходимость поддержания протяженных выемочных выработок при ведении очистных работ.
Трудность проветривания длинных выемочных столбов.
Комбинированная система разработки
К комбинированным системам разработки относят такие, которые сочетают в себе характерные особенности двух и более систем разработки. К одной из таких систем относится система разработки парными штреками, при которой сначала отрабатываются по сплошной системе выемочные поля II и IV, а затем по столбовой системе поля I и III. Одна из ее особенностей - сохранение конвейерного (откаточного) и вентиляционного штреков позади очистного забоя в выемочном поле, отрабатываемом по сплошной системе.
Отработка пластов с разделением на слои.
Слой - часть мощного пласта, ограниченная двумя параллельными плоскостями и предназначенная для самостоятельной отработки как пласт средней мощности.
Разделение пласта на наклонные слои. Слои отрабатывают в нисходящем порядке.
Разделение пласта на горизонтальные слои. При >300 Возможен, как восходящий так и нисходящий порядок отработки.
Разделение пласта на поперечные наклонные слои. Угол наклона очистного забоя к горизонту 350 - 400.
Слои делят на выемочные столбы (выемочные поля) и отрабатывают как пласты средней мощности. Современные технологические средства позволяют отрабатывать пласты мощностью до 6 м при < 1800 без разделения на слои.
Основные проблемы слоевых систем разработки.
Высокие потери угля.
Повышенная опасность самовозгорания угля при отработке пластов, склонных к самовозгоранию.
Низкий уровень механизации при > 300.
Лекция 3. Системы разработки (часть II)
Системы разработки короткими очистными забоями
Короткий очистной забой (камера) - выработка небольшой (до16м) протяженности, ограниченная по бокам массивом полезного ископаемого или целиками угля.
Системы разработки с короткими очистными забоями подразделяются на :
Камерные
Камерно - столбовые
Системы разработки с короткими столбами
Общим для всех систем с короткими очистными забоями является способ управления кровлей (горным давлением) - удержанием на постоянных или временных целиках.
Камерные системы разработки - применяют на пластах средней мощности с углами падения до 100.
После проходки откаточного и параллельного штреков + к ним проводят короткие и узкие (до 2м) выработки горловины камер. Затем их расширяют, до 4 - 12м, образуя короткий очистной забой. Забой подвигают по восстанию или диагонально. По мере подвигания образуется камера шириной до 12м и длиной до 220м. Между камерами оставляют целики шириной 3 - 5м. Камеры крепят анкерной крепью, выемка угля комбайнами или на БВР, управление кровлей - удержанием на целиках.
Камерно - столбовые системы разработки - применяют на пластах с б =18 - 550 средней мощности при H<300м и q?10м3/m.
При этажной схеме подготовку в каждом подэтаже осуществляют длинными столбами по простиранию шириной 60 80м. Столб в подэтаже разделяют на камеры шириной по 14 - 16м, между которыми оставляют целики шириной 6 - 8м. Короткий забой образуют путем проведения углеспускной печи и последующего расширения ее верхней части, расположенной под вентиляционным штреком, до размеров камеры. Забой камеры располагают по простиранию а подвигают по падению. Выемку угля обычно ведут на БВР. В работе может находится до 5 6 камер. После выемки полезного ископаемого в камере на шаг посадки (10 - 16м) или на полную длину камеры кровлю в ней обрушают, разгружая соседние камеры от горного давления. Для проветривания в меж камерных целиках проходят стойки.