РАЗРАБОТКА ПОДЗЕМНЫМ СПОСОБОМ

Date: 2015-10-07; view: 412.

Вскрытие месторождения штольней.Если пласт выходит на дневную поверхность на склоне горы, то к нему проводится горизонтальный туннель, называемый штольней. Штольню, как правило, ведут по падению (наклону) пласта. Если пласт почти горизонтален, то начинают разработку немного ниже его уровня и, уже дойдя до пласта, следуют по его падению. Если мощность пласта невелика, то извлекают часть его почвы (пород, залегающих ниже пласта) или кровли.

Для определения самой низкой и наиболее удобной точки входа в штольню бурят мелкие скважины и проводят короткие штольни, в которых осуществляются маркшейдерские измерения. Боковые стороны и верх устья штольни бетонируют, особенно вблизи поверхности. Если штольня рассчитана на несколько лет, то ограничиваются установкой деревянной крепи.

Наклонные выработки.Угольные пласты часто залегают наклонно. Угол падения пласта иногдабывает более90° (в случае опрокинутого залегания), тогда подошва пласта становится его кровлей. Такие пласты нередко эксплуатируются на угольных месторождениях Франции.

В случаях, когда пласт круто падает от места выхода на дневную поверхность, проводят наклонные подземные выработки. Если экономически рентабельный пласт не имеет удобного выхода, то выработка ведется по простиранию пород. Как правило, вскрытие месторождения наклонными выработками экономически целесообразно при длине не более 800 м.

Шахтные стволы.Многие угольные месторождения удобнее всего вскрывать вертикальной выработкой – шахтным стволом. Стоимость строительства и эксплуатации шахтного ствола выше, чем штольни, но когда подземные водотоки пересекают угольный пласт в разных направлениях, суммарные расходы по эксплуатации месторождения могут оказаться ниже. Этот способ позволяет более рационально планировать горные работы; кроме того, шахтный ствол служит дольше, чем разрозненные штольни. Однако вентиляция и дренаж обходятся дороже, и приходится идти на затраты, связанные с подъемом угля.

Вскрытие угольных пластов шахтным стволом применяется при глубине их залегания более 45 м. В США глубина шахтных стволов редко превышает 300 м, в других угледобывающих странах она иногда достигает 1200 м, а в Индии и Южной Африке известны шахты глубиной более 4 км.

Системы подземной разработки.При подземной разработке месторождений угля используют камерно-столбовую систему и разработку лавами, или длинными очистными забоями. В США более распространена камерно-столбовая разработка (ок. 65% всей подземной угледобычи), так как б льшая часть разрабатываемых угольных пластов, особенно битуминозных углей, характеризуется значительной мощностью. В случае маломощных, сильнонарушенных и залегающих на большой глубине пластов предпочтительнее метод длинных очистных забоев. Камерно-столбовая разработка не очень экономична; обычно она обеспечивает извлечение лишь 50% имеющегося угля. Разработка длинными очистными забоями более безопасна и позволяет извлекать до 80% угля и более равномерно выдавать его на-гора.

Камерно-столбовая система разработки. При такой системе в пласте проходят ряд камер, разделенных поддерживающими кровлю пласта целиками. После того, как очистные забои данного участка подвинуты в соответствии с планом, забойщики либо оставляют этот участок, либо ведут обратную проходку, производя выемку целиков с обрушением кровли позади себя. В некоторых случаях при подготовительной проходке камер вынимается всего лишь 10–15% угля.

Пласт обычно разбивается на большие блоки основными и вторичными группами камер, иногда называемыми забойным штреком, поперек которых проходят меньшие группы камер (участки и торцевые штреки). Участками называют фактический фронт добычи, поскольку целики основных и вторичных групп камер вынимаются редко.

Целики угля оставляются на месте на неопределенный срок в тех случаях, когда необходимость их сохранения диктуется состоянием кровли и почвы пласта или экологическими нормативами. Горнонадзорные инстанции не поощряют такую систему, так как при этом велики потери угля.

В некоторых случаях угольные целики под тяжестью огромного собственного веса и веса кровли вдавливаются в размягчающуюся глиняную почву пласта, вспучивая ее. Если почва и кровля сложены из твердых пород, то осадка кровли может приводить к раздавливанию целиков с выкрашиванием их в камеры. Иногда целики, находящиеся в таком состоянии, разрушаются мгновенно с выделением большой механической энергии (горный удар). Массовое разрушение целиков происходит редко, но если оно начинается, то его трудно остановить. Такой разрушительный процесс может охватить большую площадь и даже привести к полному обрушению шахты, в которой остаются засыпанными люди, уголь, материалы и оборудование. Правда, современные технические нормативы на целики в общем гарантируют предотвращение их массового разрушения.

Извлечение междукамерных целиков – вторая стадия выемки – ведется короткими заходками в обратном направлении. При правильном проведении не возникает опасности для жизни шахтеров, оказываются незначительными потери угля и материалов и снижается себестоимость добычи. Правда, если выемка целиков проводится на большой площади, то возможно оседание толщи горных пород над шахтным полем.