- •1. Элементы залегания месторождений полезных ископаемых.
- •2. Деление угольных пластов и рудных залежей по углу падения при подземной разработке.
- •3. Деление угольных пластов и рудных залежей по мощности при подземной разработке.
- •4. Шахта и шахтное поле.
- •5. Виды выделения метана.
- •6. Деление шахт на категории по газу.
- •7. Запасы полезного ископаемого в пределах шахтного поля.
- •8. Основные параметры шахты.
- •9. Стадии разработки месторождения.
- •10. Вертикальные горные выработки.
- •11. Наклонные горные выработки.
- •12. Горизонтальные горные выработки.
- •13. Деление шахтного поля на части.
- •14. Вскрытие месторождений вертикальными стволами.
- •15. Вскрытие месторождений наклонными стволами.
- •16. Вскрытие месторождений штольнями.
- •17. Основные и дополнительные вскрывающие выработки.
- •18. Варианты расположения главного ствола по падению шахтного поля.
- •19. Сравнение одно- и двукрылых шахтных полей.
- •20. Варианты расположения главного ствола вкрест простирания месторождения при вскрытии свиты пластов.
- •21. Варианты расположения вспомогательного ствола при вскрытии шахтного поля.
- •22. Одногоризонтное вскрытие пологих пластов вертикальными стволами.
- •23. Многогоризонтное вскрытие пологих пластов вертикальными стволами.
- •24. Вскрытие свиты крутонаклонных и крутых пластов.
- •25. Вскрытие пластов наклонными стволами.
- •26. Вскрытие пластов штольнями.
- •27. Комбинированные способы вскрытия шахтных полей. Примеры.
- •29. Панельная подготовка шахтного поля.
- •30. Этажная подготовка шахтного поля.
- •31. Погоризонтная подготовка шахтного поля.
- •32. Последовательность отработки этажей в пределах шахтного поля.
- •33. Последовательность отработки панелей в пределах шахтного поля.
- •34. Последовательность отработки выемочных столбов в пределах шахтного поля при погоризонтном способе подготовки шахтного поля.
- •35. Порядок отработки этажей и ярусов.
- •36. Порядок отработки выемочных столбов при погоризонтной подготовке шахтного поля.
- •37. Очередность отработки пластов в свите.
- •38. Способы подготовки угольных пластов.
- •39. Типы околоствольных дворов.
- •40. Основные камеры околоствольного двора.
- •41. Технологический комплекс поверхности шахты.
- •42. Горное давление в очистном забое.
- •43. Классификация слоев пород, вмещающих пласт.
- •44. Классификация пород кровли по их обрушаемости.
- •45. Способы выемки угольных пластов в зависимости от ширины вынимаемой полосы.
- •46. Отличительные особенности фронтальной и фланговой схем выемки угольных пластов.
- •47. Схемы работы очистных комбайнов.
- •48. Сущность и условия применения струговой выемки.
- •49. Способы доставки угля в очистных забоях.
- •50. Сущность горного давления и его проявления.
- •51. Факторы, влияющие на характер проявления горного давления.
- •52. Крепь очистных выработок.
- •60. Требования, предъявляемые к системам разработки.
- •61. Классификация систем разработки.
- •62. Факторы, влияющие на выбор системы разработки.
- •63. Сущность сплошной системы разработки.
- •64. Сущность столбовой системы разработки.
- •65. Система разработки длинными столбами по простиранию при панельной подготовке шахтного поля.
- •66. Система разработки длинными столбами по падению (восстанию) при погоризонтной подготовке шахтного поля.
- •67. Система разработки длинными столбами по простиранию на пологих пластах при этажной подготовке шахтного поля.
- •68. Столбовая система разработки по простиранию на крутых пластах.
- •69. Поддержание и охрана горных выработок.
- •70. Сравнительная оценка сплошных и столбовых систем разработки.
- •71. Особенности разработки пластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа.
- •72. Особенности разработки пластов, склонных к горным ударам.
- •73. Способы деления мощных угольных пластов на слои.
- •74. Разработка пологих пластов наклонными слоями с обрушением пород кровли.
- •82. Вскрытие крутых рудных залежей вертикальными стволами с концентрационными горизонтами.
- •87. Сущность процесса отбойки руды.
- •92. Классификация систем разработки рудных месторождений.
68. Столбовая система разработки по простиранию на крутых пластах.
На крутых пластах применяют различные варианты системы разработки длинными столбами по простиранию. Так, при мощности пласта до 1,6…1,8 м применяют столбовую систему без разделения этажа на подэтажи с отработкой выемочных полей на передние промежуточные квершлаги. В зависимости от средств механизации очистных работ забои имеют потолкоуступную или прямолинейную форму.
При отработке пластов мощностью свыше 1,6…1,8 м возникает опасность обрушения вышерасположенных уступов, а процесс крепления выработанного пространства становится трудоемким и небезопасным. Поэтому забою придают прямолинейную или почвоуступную форму, а этаж по простиранию делят на отдельные выемочные поля длиной по 250—300 м. Каждое выемочное поле с группового или полевого штрека вскрывают промежуточными квершлагами, откаточным и вентиляционным (рис. 6.12).
Рис. 6.12. Система разработки длинными столбами по простиранию с разделением этажа на выемочные поля на крутых пластах с управлением горным давлением полным обрушением:
1 — промежуточный откаточный квершлаг; 2 — скаты; 3 —этажный откаточный штрек; 4 — параллельный штрек; 5 — промежуточный штрек; 6 — этажный (минусовой) штрек; 8 — промежуточный вентиляционный квершлаг; 9 — разрезная печь
Для подготовки к очистной выемке от квершлагов по пласту проводят откаточный и вентиляционный штреки. От откаточного штрека на границе целика угля размером 10—15 м, оставляемого в качестве охранного под квершлагом, проводят или один скат, разделенный на два отделения, или два параллельных ската; один из них служит для прохода людей, другой — для спуска леса. Скаты соединяют откаточный и вентиляционный горизонты. С установлением нормального проветривания начинают дальнейшее проведение штреков до границы выемочного поля. Откаточный штрек проводят одновременно с первым параллельным штреком. От ската проводят промежуточный штрек также с параллельным штреком. Штреки разделяют выемочное поле на столбы. Поскольку вертикальная высота этажа составляет 100 -м, а наклонная высота столба 30—40 м, этаж по падению делят на два или три выемочных столба (подэтажа).
Этажные штреки через каждые 90—100 м соединяют скатами, что значительно облегчает проветривание выработок в период их проведения и спуск в откаточный штрек угля, получаемого при проведении промежуточных и вентиляционных штреков и при очистных работах в верхних подэтажах. У границы выемочного поля проводят разрезную печь. На этом завершается оконтуривание запасов выемочного поля.
Целики угля над штреками имеют размер по восстанию и по простиранию не более 4—5 м.
69. Поддержание и охрана горных выработок.
Эффективная работа очистного забоя возможна при обеспечении нормальных условий эксплуатации горных выработок, т. е. когда сохраняются размеры их поперечного сечения и крепь находится в исправном состоянии, что достигается путем их систематического поддержания (ремонта). На условия поддержания влияет большое число факторов: природных (мощность и угол падения пласта, устойчивость боковых пород и др.) и производственных (длина и тип выработки, размер и форма сечения, материал крепи, близость очистных работ, способ охраны, глубина ведения горных работ и т. д.).
Воздействуя на производственные факторы, теоретически можно обеспечить так называемое безремонтное поддержание горных выработок, при котором отсутствует замена крепи, выпуск породы и т. д. Но и оно не исключает текущего мелкого ремонта (поддирка почвы, замена затяжек и отдельных элементов крепи и пр.).
Безремонтное поддержание выработок можно обеспечить:
соответствующим расположением горных выработок в толще пород и пласта, которое исключает влияние временного и стационарного давления;
проведением выработок с длительным сроком службы полевыми;
проведением выработок с завышенной площадью поперечного сечения с тем, чтобы после деформаций оно было в пределах нормы по условиям эксплуатации;
установкой податливой крепи, при которой общее опускание пород кровли не должно превышать предела технологической податливости постоянной крепи (700 мм для трехзвенных металлических арок).
По характеру проявления горного давления штрек по длине можно разделить на три зоны, которые особенно четко выделяются при бесцеликовой технологии отработки пластов при столбовой системе, когда выемочная выработка сохраняется в выработанном пространстве для повторного использования (рис. 6.14, а, в) или проводится вприсечку к выработанному пространству (рис. 6.14, б). Первая зона (первоначального напряженного состояния горных пород) располагается на 15—20 м впереди очистного забоя и распространяется до забоя штрека. Поскольку на этом участке штрек располагается в массиве угля, то крепь не испытывает усиленного горного давления и не подвергается существенным деформациям. Вторая зона (активного горного давления) начинается от первой зоны и условно заканчивается на расстоянии 100—150 м позади забоя лавы. Здесь происходит массовое обрушение и опускание пород кровли в выработанном пространстве и, следовательно, наибольшая деформация крепи.
Рис. 6.14. Характер проявления горного давления в выработках, охраняемых без целиков, по их длине:
а — при охране искусственными ограждениями для повторного использования выработок; б — в выработках, проводимых вприсечку к выработанному пространству; в — в выработках, оформляемых за лавой в выработанном пространстве
Третья зона (установившегося горного давления) охватывает остальную часть штрека от второй зоны до наклонной выработки. На этом участке опускания пород кровли постепенно затухают, бутовая полоса успевает уплотниться, и крепь штрека испытывает более или менее установившееся по величине горное давление.
Способы охраны пластовых штреков зависят как от природных, так и от производственных факторов. При этом необходимо учитывать, что бутовая полоса, целики и краевая часть массива деформируются под воздействием опорного давления в различной степени. Бутовые полосы деформируются значительно интенсивнее, чем массив или целик (величина их деформации достигает 50% вынимаемой мощности пласта). В результате крепь деформируется неравномерно. Поэтому охрана штреков с возведением односторонних бутовых полос допускается только при разработке тонких пластов. Охрана выработок целиками может применяться при разработке пластов тонких и средней мощности при глубине ведения горных работ до 400—500 м. При больших глубинах резко возрастают размеры целиков и потери угля. В этих условиях рекомендуется проводить выработки вприсечку к выработанному пространству, т. е, в зоне разгрузки, что позволяет уменьшить смещение почвы и кровли в 5—8 раз. Однако проведение выработок по контакту с обрушенными породами может быть рекомендовано и на пологах пластах мощностью более 1,8 м при любой устойчивости пород кровли и почвы. Выемочные выработки для поддержания позади очистного забоя с целью повторного использования необходимо охранять с помощью специальной крепи или искусственных ограждений: железобетонные тумбы при пластах мощностью менее 1,5 м при среднеобрушаемых породах кровли и прочных породах почвы; органную крепь — при мощности пласта от 1,5 до 3,0 м, костры — при наличии ложной кровли; жесткие полосы из быстротвердеющих материалов — при средне- и труднообрушаемых породах кровли, особенно при необходимости обеспечения изоляции выработанного пространства.