- •Технология подземных горных работ
- •1. Основные понятия о шахте и терминология
- •1.1 Элементы залегания месторождений полезных ископаемых
- •1.2 Шахта. Шахтное поле
- •1.3 Деление шахт на категории по метану
- •1.4 Запасы шахтного поля. Потери
- •1.5 Основные параметры шахты
- •1.6 Стадии разработки месторождения
- •2 Вскрытие шахтных полей пластовых месторождений
- •2.1 Деление шахтных полей на части
- •2.2 Способы вскрытия шахтных полей
- •2.3 Расположение вертикальных стволов в шахтном поле
- •2.4 Одногоризонтное вскрытие пологих пластов вертикальными стволами
- •2.5 Многогоризонтное вскрытие пологих пластов
- •2.6 Вскрытие свиты крутонаклонных и крутых пластов
- •2.7 Вскрытие пластов наклонными стволами
- •2.8 Вскрытие месторождений штольнями
- •2.9 Комбинированные способы вскрытия
- •2.10 Проветривание горных выработок
- •3 Способы подготовки шахтного поля
- •3.1 Панельная подготовка
- •3.2 Этажная подготовка
- •3.3 Погоризонтная подготовка
- •3.4 Последовательность отработки отдельных частей шахтного поля
- •3.5 Порядок отработки этажей и ярусов
- •3.6 Число одновременно отрабатываемых пластов в свите
- •3.7 Очередность отработки пластов в свите
- •3.8 Подготовка пластов
- •4 Околоствольные дворы. Технологический комплекс поверхности шахты
- •4.1 Околоствольные дворы
- •4.2 Камеры околоствольного двора
- •4.3 Технологический комплекс поверхности шахты
- •5 Технология, механизация и организация очистных работ
- •5.1 Способы добычи полезных ископаемых
- •5.2 Классификация способов подземной выемки угля
- •5.3 Способы и средства выемки угля в очистных забоях
- •5.4 Горное давление в очистном забое
- •5.5 Крепь очистных выработок
- •5.6 Управление горным давлением в очистных забоях
- •5.7 Технология и организация очистных работ
- •6 Системы разработки угольных пластов
- •6.1 Общие понятия о системах разработки
- •6.1.1 Требования, предъявляемые к системам разработки
- •6.1.2 Классификация систем разработки
- •6.1.3 Факторы, влияющие на выбор системы разработки и ее параметры
- •6.2 Сплошная система разработки
- •6.3 Системы разработки длинными столбами
- •6.3.1 Система разработки длинными столбами по простиранию при панельной подготовке шахтного поля
- •6.3.2 Система разработки длинными столбами по падению (восстанию) при погоризонтной подготовке шахтного поля
- •6.3.3 Система разработки длинными столбами с бесцеликовой охраной выработок
- •6.3.4 Система разработки длинными столбами по простиранию на пологих пластах при этажной подготовке шахтного поля
- •6.3.5 Столбовая система разработки по простиранию на крутых пластах
- •6.3.6 Система разработки длинными столбами по простиранию с выемкой угля полосами по падению под щитовым перекрытием
- •6.3.7 Поддержание и охрана горных выработок
- •6.3.8 Сравнительная оценка сплошных и столбовых систем разработки
- •6.3.9 Особенности разработки пластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа
- •6.3.10 Разработка пластов, склонных к горным ударам
- •6.4 Системы разработки мощных пластов с разделением на слои
- •6.4.1 Способы деления пласта на слои
- •6.4.2 Разработка пологих пластов наклонными слоями с обрушением пород кровли
- •6.4.3 Комбинированная системе разработки с гибким перекрытием
- •6.4.4 Отработка мощных крутых пластов наклонными слоями полосами по простиранию с закладкой
- •6.4.5 Отработка крутого пласта горизонтальными полосами по восстанию с гидравлической закладкой
- •7 Подземная разработка рудных месторождений
- •7.1 Общие положения
- •7.2 Горно-геологические факторы, определяющие особенности технологии разработки рудных месторождений
- •7.3 Вскрытие и подготовка рудных месторождений
- •7.3.1 Вскрытие рудных месторождений
- •7.3.2 Способы подготовки рудных месторождений
- •7.4 Основные производственные процессы очистной выемки руды
- •7.4.1 Общие сведения
- •7.4.2 Отбойка руды
- •7.4.3 Вторичное дробление руды
- •7.4.4 Выпуск и доставка руды
- •7.4.5 Способы управления горным давлением
- •7.5 Системы разработки рудных месторождений
- •7.5.1 Классификация систем разработки рудных месторождений
- •7.5.2 Системы разработки с естественным поддержанием очистного пространства
- •7.5.3 Системы разработки с обрушением руды и вмещающих пород
- •7.5.4 Системы разработки с искусственным поддержанием очистного пространства
- •7.5.5 Методика выбора систем разработки
6.3.8 Сравнительная оценка сплошных и столбовых систем разработки
Систему разработки длинными столбами рекомендуется применять на пластах тонких и средней мощности при любых углах залегания и углях любой крепости. Поскольку подготовительные выработки проводят и поддерживают в толще полезного ископаемого, столбовая система разработки может применяться при боковых породах любой устойчивости. Исключение составляют пласты, опасные по горным ударам, а также тонкие пласты, залегающие среди устойчивых пород на больших глубинах.
Столбовая система разработки более благоприятна, чем сплошная, так как:
дает возможность эффективно применять современные выемочные комплексы, поскольку разделение подготовительных и очистных работ в пространстве обеспечивает высокие скорости подвигания как очистных, так и подготовительных забоев;
позволяет проводить детальную разведку пласта в пределах выемочного поля;
организовать выемку угля в лаве без ниш;
увеличивает надежность работы подземного транспорта;
обеспечивает постоянную длину лавы в пределах выемочного столба, особенно при отработке пласта по падению (восстанию).
Условия поддержания выработок при столбовой системе более благоприятны, чем при сплошной. А это в свою очередь положительно отражается на работе подземного транспорта.
Схема проветривания при столбовой системе, особенно при делении этажа на подэтажи, сложнее, чем при сплошной. Поэтому успешное применение столбовой системы при разработке пластов высокой газоносности зависит от эффективности дренажа метана из разрабатываемого пласта, сближенных пластов и вмещающих пород, применения наиболее совершенных схем проветривания выемочных участков — обособленного проветривания источников выделения метана.
Все это позволяет повысить степень концентрации горных работ за счет роста нагрузки на очистной забой, перейти от сложных (по планировке горных выработок) вариантов столбовых систем разработки к более простым и, как следствие, улучшить основные технико-экономические показатели. Благодаря этому в настоящее время система разработки длинными столбами стала основной.
Однако столбовая система имеет и свои недостатки: повышенные потери (на 5—7%) полезного ископаемого по сравнению со сплошной, больший объем проведения подготовительных выработок. Устранение указанных недостатков возможно путем широкого применения бесцеликовой технологии разработки, особенно с повторным использованием транспортных выработок в качестве вентиляционных, что позволяет, как показала практика, снизить потери угля до размеров, которые имеют место при сплошных системах разработки.
6.3.9 Особенности разработки пластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа
Внезапный выброс угля и газа — сложное газодинамическое явление, представляющее собой быстро развивающееся под действием горного « газового давления разрушение угольного массива впереди забоя выработки, сопровождающееся отбросом угля и усиленным газовыделением.
Обычно внезапные выбросы появляются при глубине горных работ 200—300 м. С увеличением глубины их число и интенсивность нарастают. Выбросы становятся более интенсивными и с увеличением мощности пластов. Большинство выбросов приурочено к зонам неявно выраженных геологических нарушений. На крутых пластах число выбросов и их средняя интенсивность больше, чем на пологих.
Выбросам могут быть подвержены лишь отдельные пласты разрабатываемой свиты. Более того, одни и те же пласты могут быть склонны к внезапным выбросам только на отдельных крыльях складок, шахтных полей и т. д. В связи с этим пласты подразделяются на выбросоопасные, угрожаемые и невыбросоопасные. К выбросоопасным относятся пласты в пределах шахтного поля ниже вентиляционного штрека того горизонта, на котором имели место случаи выбросов.
К угрожаемым относятся пласты в пределах крыла шахтного поля, имеющие общую границу с опасными шахтопластами по простиранию на тех же горизонтах.
Для обеспечения безопасных условий труда важно знать предварительные признаки возможного внезапного выброса. К главным признакам, при появлении которых возникновение выбросов становится весьма вероятным, относят:
уменьшение прочности угля;
выдавливание угля из забоя;
усиленное давление на крепь;
удары и треск различной силы и частоты в массиве;
отскакивание кусочков угля и шелушение забоя;
появление пылевого облака;
резкое увеличение газовыделения в выработку;
зажим штанг, выброс штыба и газа при бурении скважин.
При разработке пластов, опасных по внезапным выбросам угля и газа, предусматриваются мероприятия, предупреждающие внезапные выбросы. Эти мероприятия делят на региональные и локальные.
Региональные мероприятия проводятся на отдельных участках пласта до начала ведения горных работ, т. е. проведение противовыбросных мероприятий отделено в пространстве и времени от очистных работ. К региональным мероприятиям относятся:
опережающая отработка защитных пластов;
заблаговременная дегазация пластов или увлажнение угля через длинные скважины, пробуренные из выработок;
гидрорасчленение пластов с последующей их дегазацией через скважины, пробуренные с поверхности.
Локальные мероприятия выполняются в процессе ведения очистных « подготовительных работ. К ним относятся: камуфлетное взрывание, бурение дренажных скважин в забоях очистных и подготовительных выработок, нагнетание воды в пласт через скважины, пробуренные из забоя, и др.
Опережающая отработка защитных пластов является самым надежным мероприятием по предупреждению выбросов. Заключается она в том, что если в свите часть пластов подвержена внезапным рыбросам, то сначала разрабатывают пласты, не склонные к выбросам. В результате опасные пласты, будучи подработаны или надработаны, частично «ли полностью теряют склонность к внезапным выбросам. В этом случае сближенные неопасные пласты, опережающая разработка которых создает защиту от выброса, называют защитными, а опасные по выбросам пласты — подзащитными.
Предохранительное действие защитного пласта заключается в том, что в результате опережающей его выемки уменьшается напряженное состояние опасного или угрожаемого пласта и вмещающих его пород. Это приводит к образованию трещин и расширению пор в пласте, к увеличению их газопроницаемости и к снижению газового давления в опасном пласте.
Если разработка опасного пласта почему-либо задерживается, то породы междупластья «а подработанных участках постепенно уплотняются, восстанавливается первоначальное напряженное состояние. В результате через один-два года вновь могут создаться условия, способствующие возникновению внезапного выброса.