Лекция 5. СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ ПЛАСТОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

5.1.1. Общие сведения

Системой разработки называется установленный для данных условий порядок ведения очистных и подготовительных работ во времени и пространстве и называется системой разработки.

Работы, связанные с извлечением полезного ископаемого, называются очистными работами, а выработки, в которых непосредственно добывается полезное ископаемое, — очистными выработками. На практике чаще употребляется термин "очистной забой". В качестве очистных забоев могут быть лавы, камеры, полосы и заходки.

Каждый очистной забой должен иметь выработки для его обслуживания — транспорта, вентиляции, передвижения людей, которые носят общее название подготовительных. Однако, поскольку к подготовительным относятся также и выработки, подготавливающие шахтное поле, удобнее выработки, обслуживающие очистные забои, называть выемочными.

На рис. 5.1 показаны виды очистных забоев и выработки их непосредственно обслуживающие. Так, лаву (а) обслуживают транспортный и вентиляционный штреки, полосу (в) — углеспускная и вентиляционная печи, заходку (г) — выемочная печь, а забой камеры (б) обслуживается собственной выработкой — камерой.

Рис. 5.1. Виды очистных забоев:

а — лава; б — полоса; в — заходка; г — камера

Характерной особенностью ведения очистных работ является систематическое перемещение очистного забоя, вследствие чего особое значение приобретает своевременное проведение выемочных выработок, обслуживающих этот забой. В одних случаях их проводят до начала ведения очистных работ, в других — одновременно с очистными работами, в третьих — комбинированно.

Систему разработки можно также определять как комплекс очистных и подготовительных выработок, проводимых в определенной последовательности во времени и пространстве.

5.1.2. Требования к системам разработки

Выбранная для конкретных условий залегания пласта система разработки должна удовлетворять следующим основным требованиям: безопасности ведения очистных и подготовительных работ, комфортным условиям труда, экономичности разработки, минимальным потерям полезного ископаемого в недрах и обеспечению охраны окружающей среды.

Безопасность работ определяется исключением возможности завалов очистных забоев, взрывов газов и пыли, пожаров, предотвращением падения людей на крутонаклонных пластах и их травмирования падающими кусками породы и полезного ископаемого. Так, например, система разработки полосами по восстанию с временным маганизированием угля является высокопроизводительной системой, однако она не исключает завалы очистных забоев. По этой причине от ее применения в последние годы отказались. По причине высокой пожароопасности также отказались от применения камерной системы разработки на мощных крутых пластах, хотя во время войны при нехватке рабочей силы она применялась на шахтах Кузбасса, обеспечивая высокую производительность труда. Обязательным условием безопасности работ является наличие не менее двух свободных выходов из очистного забоя, а также надежное его проветривание.

Комфортные условия труда определяются в основном удобствами работы, допустимым содержанием пыли и влаги в вентиляционной струе, и его температурой.

Экономичность системы разработки определяется уровнем производительности труда и себестоимости 1 т полезного ископаемого при высоком его качестве. Система разработки должна обеспечивать возможность применения высокопроизводительной забойной техники для достижения высокой нагрузки на забой, минимальный расход материалов на единицу добываемого ископаемого, а также иметь минимальный объем проведения выемочных выработок, простую и надежную транспортную сеть.

Правильно выбранная система разработки должна обеспечивать минимальные потери полезного ископаемого, поскольку, с одной стороны, запасы невосполнимы, а с другой — уменьшение потерь снижает удельные капитальные затраты на строительство горного предприятия, а также косвенные затраты на геологическую разведку месторождения. В отдельных случаях допустимо увеличение эксплуатационных потерь с целью достижения высокой производительности труда, меньшего расхода материалов, снижения себестоимости 1 т добычи. Например, камерная система разработки пологих пластов характеризуется в целом высокими потерями полезного ископаемого, однако отличается высокими технико-экономическими показателями. В отдельных случаях, например, при значительной нарушенности пластов и невысокой ценности полезного ископаемого она может оказаться экономически целесообразной даже при относительно высоких потерях.

Экологичность, т.е. требования к системам разработки с точки зрения охраны окружающей среды сводятся к необходимости оставления породы в шахте, не допуская ее выдачи на поверхность, а также исключению образования провалов на дневной поверхности и подработки зданий и сооружений, для чего необходимо применять системы разработки с закладкой выработанного пространства.