Большая Советская Энциклопедия (ПО)

Большая Советская Энциклопедия

При механизированной отбойке угля с применением щитовых агрегатов доставка угля осуществляется по фланговым печам, а длина очистного забоя достигает 55 м.

При щитовой системе разработки боковые породы самопроизвольно обрушаются вслед за опусканием щита по падению. Область применения этой системы разработки ограничивается пластами с углами падения св. 55°.

При столбовых системах разработку; мощных пластов с разделением на слои пласты делят на наклонные, горизонтальные и поперечно-наклонные слои условными плоскостями, ориентированными в пространстве соответственно наклонно но падению пласта, параллельно почве (или кровле), горизонтально между лежачим и висячим боками и, наконец, с наклоном в сторону почвы под углом 30—40° к горизонту. Толщина слоя не превышает 3,5 м.

Система разработки горизонтальными полосами по простиранию в восходящем порядке применяется на пластах мощностью 3,0—4,5 м

с углами падения свыше 60° (рис. 15 ) при гидравлической закладке выработанного пространства и выемке угля с помощью комбайнов. Пласты большей мощности могут отрабатываться послойно, толщина слоя при этом не должна превышать 4,5 м. Выемочное двукрылое поле размерами по простиранию 300—400 м вскрывается на откаточном и вентиляционном горизонтах промежуточными квершлагами. На флангах поля проводятся вентиляционные скаты, в его средней части по мере подвигания забоя по восстанию в выработанном и заложенном пространстве возводится углеспускной скат. В целях совмещения работ по выемке угля и возведению закладочного массива полосы левого и правого забоя попеременно опережают друг друга по восстанию на половину высоты вынимаемой полосы, равной 4,5—5,0 м. Выемка угля осуществляется одним или двумя комбайнами в противоположных крыльях выемочного поля. Доставка угля от комбайнов к углеспускному скату производится конвейерами. По окончании выемки угля в крыле комбайн перегоняется в смежное крыло по переходной ферме, расположенной над углеспускным скатом, и производится приём гидрозакладки из пульповода, проложенного по фланговому скату.

Система разработки поперечно-наклонными слоями мощных крутых пластов применяется только при управлении кровлей путём закладки выработанного пространства. Выемка угля в слоях производится с помощью буровзрывных работ.

При разработке пологих мощных пластов наклонными слоями пласт делится на два и более слоев (рис. 16 ). Для этого от наклонных выработок до границы шахтного поля (панели) проводят откаточный штрек. В качестве вентиляционного используют откаточный штрек отработанного вышерасположенного этажа. У границы шахтного поля (панели) по верхнему слою проводят разрезную печь и два слоевых штрека — конвейерный и вентиляционный. Конвейерный слоевой штрек соединяют с откаточным, а вентиляционный слоевой — с этажным вентиляционным штреком. Аналогично ведётся подготовка очистного забоя по нижнему слою. Очистные работы ведутся с опережением забоя верхнего слоя по отношению к нижнему. Величина опережения зависит от принятого порядка отработки слоев. Практикуют одновременную отработку слоев с небольшими опережениями между ними (до 100 м ) и последовательную — с независимой подготовкой каждого слоя. Между слоями обычно оставляют пачки угля толщиной 0,3—0,6 м или реже используют гибкие перекрытия из металлических полос и сетки (см. Перекрытие в горном деле). Выемку слоев производят по принципу длинных столбов по простиранию или падению (при углах до 12—15°).

Система разработки наклонными слоями мощных крутых и наклонных пластов применяется при управлении кровлей обрушением и закладкой выработанного пространства. При обрушении кровли слои отрабатывают в нисходящем порядке с применением буровзрывной выемки угля под гибким металлическим перекрытием. Такая система разработки применяется на пластах мощностью свыше 4,5 м.

При управлении кровлей закладкой выработанного пространства отработка наклонных слоев производится в восходящем порядке; количество слоев не превышает 4, толщина слоя 3,5 м. Наклонные слои вынимают буровзрывным или механизированным способами. При буровзрывной выемке угля размеры выемочного поля по простиранию не превышают 400 м, слои отрабатывают полосами по простиранию, длина очистного забоя в полосе не превышает 12 м. При механизированной выемке угля отработка наклонных слоев может производиться длинными столбами по простиранию или по восстанию. Длина очистного забоя при этом 30—200 м, длина выемочных полей по простиранию 400—1200 м, толщина вынимаемого слоя 2,5—3,5 м. Технология выемки угля с применением комплексов предусматривает увеличение вертикальной высоты этажа до 200— 250 м и применение в слоях упрочнённой закладки, которая, обладая высокой несущей способностью, обеспечивает безопасную работу механизированных крепей в последующих слоях без применения дополнительных перекрытий.

Комбинированная система разработки мощных пологих пластов наклонными слоями с выпуском межслоевой толщи угля при использовании спец. угольного комплекса впервые применена на шахтах Кузбасса. Она предназначена для пластов мощностью 7—12 м с небольшой газоносностью. Пласт делят на два слоя, отрабатываемых независимо. Верхний, т. н. монтажный, слой имеет толщину 1,5—2,0 м. Его отрабатывают системой длинных столбов по простиранию (рис. 17 ).

Одновременно с выемкой угля монтируют гибкое металлическое перекрытие. На это перекрытие производят обрушение пород кровли. Нижний слой отрабатывают столбами по падению. Длина столбов 300—500 м, очистного забоя 40—80 м. Выемку угля в слое на высоту крепи (2,8 м ) производят комбайном, а в межслоевой толще — с помощью буровзрывных работ. Разрушенный уголь межслоевой толщи выпускают на забойный конвейер через люки, имеющиеся в ограждении крепи.

Системы разработки с короткими забоями делятся на камерные и камерно-столбовые. При камерных системах разработки длина камер может быть 200—300 м; ширина 4—15 м; междукамерных целиков от 2 до 6 м, участковых — 5—10 м. Размеры выемочного участка выбираются с таким расчётом, чтобы обрушение кровли происходило после его отработки, и на пологих пластах составляют 50—150 м.

Камерно-столбовая система разработки отличается от камерной тем, что междукамерные целики частично погашаются (рис. 18 ), в результате чего повышается степень извлечения угля. Между конвейерным и вентиляционным штреками проходят одну — две камеры шириной 3,5—5 м, после чего погашают междукамерный целик, ширина которого 15—20 м. Междукамерный целик погашается заходками по 3,5—7,0 м с оставлением технологических целиков между ними шириной 0,6—1 м. Штреки и камеры крепятся анкерной крепью; заходки не крепятся. Основные условия применения технологии с короткими забоями: низкое качество угля (обычно энергетического с повышенной зольностью); мощность пласта 0,8—3,5 м; угол падения пласта до 15° (определяется возможностью работы самоходного оборудования); породы средней и выше-средней устойчивости; газообильность до 15 м³ на 1 т добычи; глубина ведения горных работ до 300 м (т.к. с её увеличением резко возрастают потери угля в недрах) и др.

Удельный вес различных систем разработки в общей добыче угля в СССР показан в табл.

Удельный вес систем разработки на угольных шахтах СССР (1973)

Бассейны	Системы с длинными очистными забоями	Систе- мы с корот- кими забо- ями
без деления пласта на слои	с делением пласта на наклонные слои	прочие (комбини- рованные, горизон- тальными слоями и др.)
сплош- ная	столбо- вая	в том числе столбо- вая с приме- нением щитов
Донецкий Подмосковный Кузнецкий Печорский Карагандинский По СССР	27,2 — 0,5 3,5 1,5 14,5	50,3 100,0 79,6 89,0 61,3 63,5	— — 12,4 — — 2,2	— — 5,5 6,5 37,2 7,4	22,5 — 11,7 1,0 — 13,8	— — 2,7 — — 0,8

За рубежом подземная разработка угля широко развита в США, ПНР, Великобритании, ФРГ, Франции. В европейских странах преимущественное распространение получили системы разработки с длинными очистными забоями. На шахтах США, Канады, Австралии применяются системы разработки с короткими забоями, что связано с наличием благоприятных геологических условий.

В области систем разработки основными задачами в угольной промышленности СССР являются дальнейшая концентрация и интенсификация горных работ. Это достигается: расширением применения систем разработки длинными столбами, особенно тех её вариантов, которые обеспечивают постоянство длины лавы, обособленное проветривание источников выделения метана; рациональным размещением подготовительных выработок в толще пласта и пород; прогнозированием геологических нарушений для обеспечения стабильной работы комплексов и агрегатов; созданием новых вариантов систем разработки и высокопроизводительных средств комплексной механизации, обеспечивающих выемку угля без присутствия рабочих в очистном забое; разработкой новых и усовершенствованием существующих систем разработки мощных (особенно крутых) пластов с закладкой (преимущественно гидравлической); разработкой комплекса мероприятий ведения горных работ на глубоких горизонтах с предварительной дегазацией пластов; управлением массивом горных пород с поверхности до начала ведения горных работ с целью исключения внезапных выбросов угля и газа, горных ударов и пр.; разработкой мероприятий по обеспечению комфортных и безопасных условий работы.

В 1973 подземный способ составил 71% общей добычи угля в СССР. См. также ст. Угольная промышленность .

Лит.: Шевяков Л. Д., Разработка месторождений полезных ископаемых, 4 изд., М., 1963; Технология подземной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых, М., 1969; Килячков А. П., Технология горного производства, М., 1971; Технологические схемы очистных и подготовительных работ на угольных шахтах, ч. 1—3, М., 1971—72; Технология подземной разработки пластовых месторождений, М., 1972.