Слоевые системы разработки
Мощные угольные пласты в некоторых горно-геологических условиях не представляется возможным отрабатывать на полную мощность. Их отработку осуществляют отдельными частями — слоями. Слой — ограниченная двумя параллельными плоскостями часть мощного угольного пласта, отрабатываемая как пласт средней мощности.
Условные плоскости, разделяющие пласт на слои, могут располагаться параллельно кровле и почве, горизонтально или наклонно к плоскости напластования. В зависимости от этого различают деление мощных пластов на наклонные, горизонтальные и поперечно-наклонные слои (рис. 4.57).
Мощность слоя при индивидуальной крепи составляет не более 3–3,5 м, при механизированных крепях может достигать 4,5–5,0 м. Отработка слоев может осуществляться в нисходящем, восходящем и комбинированном порядке. При нисходящем порядке сначала вынимают самый верхний слой, а затем нижележащий, при восходящем — наоборот: сначала вынимают самый нижележащий слой, а затем вышележащий.
Рис. 4.57. Схемы деления мощного пласта на наклонные (а), горизонтальные (б) и поперечно-наклонные (в) слои
Выбор порядка отработки слоев зависит от свойств угля и вмещающих пород, метаноносности пласта и способа управления кровлей. При управлении кровлей полным обрушением применяется нисходящий порядок выемки слоев. Восходящий порядок возможен только при применении полной закладки выработанного пространства. При комбинированном порядке выемки слоев применяют полное обрушение и закладку.
Среди слоевых систем разработки наиболее распространены наклонные слои. Отработку слоев, как правило, ведут столбовыми системами разработки с подвиганием очистного забоя по простиранию, падению или восстанию пласта. В каждом слое для подготовки его к очистной выемке проводят необходимые подготовительно-нарезные выработки. Только откаточный штрек проводят один на несколько слоев.
На мощных пологих пластах, где осуществляется комплексно-механизированная выемка, отработку слоев ведут в нисходящем порядке с полным обрушением кровли. Отработка слоев может быть последовательной и одновременной. Для защиты призабойного пространства нижележащего слоя от проникновения обрушенных пород в верхнем слое применяют различные способы: используют породные прослойки в пласте сложного строения; оставляют угольные пачки или возводят межслоевые перекрытия.
Разделение на горизонтальные слои применяют при мощности пласта не менее 5 м с углом падения более 30°, а также при отработке замковых частей складок мощных пластов. Мощность слоя до 3–3,5 м. В зависимости от мощности пласта в каждом слое проводят один или два слоевых штрека. Обычно забой располагают вкрест простирания, с подвиганием по простиранию пласта. Система разработки в слое — столбовая. Длина забоя равна горизонтальной мощности пласта. Выемка угля может быть механизированной и взрывной. Управление кровлей может осуществляться полным обрушением и полной закладкой.
В ряде случаев для обеспечения самотечной доставки угля в забое на слоевой скребковый конвейер и гидравлической закладки выработанного пространства пласт делят на поперечно-наклонные слои. Очистной забой располагается под углом 30–45° к горизонтальной плоскости. Длина его равна или близка мощности пласта. Слои мощностью до 3,0 м отрабатывают в восходящем порядке. Особенность этой системы разработки заключается в том, что в слоях заблаговременно слоевые штреки по углю не проводят, а сооружают их в закладываемом пространстве, что обусловливает снижение удельного объема проведения подготовительных выработок.