Направление проведения выработок относительно элементов залегания пласта

Выбор направления проведения штреков относительно залегания пласта при подготовке длинных столбов по простиранию имеет важное значение. Здесь приходится учитывать такие факторы, как вид транспорта по штрекам, нагрузку на очистной забой, гипсометрию и обводненность пласта и др.

При применении ленточных конвейеров штрек по пласту должен проводиться прямолинейно, то есть по направлению. Однако при сложной гипсометрии это возможно лишь при переменном профиле выработки, что не обеспечивает естественный сток воды. В таком случае в местах понижений приходится устанавливать водоотливные средства, что связано с неудобствами и дополнительными затратами.

Стремление проводить штреки по направлению, а не по изогипсе, вызывается и тем обстоятельством, что при этом достигается постоянство длины лавы и исключается необходимость периодического монтажа и демонтажа отдельных крайних секций крепи и рештаков забойного конвейера.

Для лучшего усвоения данного вопроса рассмотрим его решение на примере, иллюстрированном рис. 3.4.

На рисунке представлен гипсометрический план участка пласта в бремсберговом поле (а) и 4 способа проведения штреков (б, в, г, д). Принято, что приемная площадка на горизонте вентиляционного штрека проводится на отметке минус 200,0 м, а длина лавы (наклонная высота яруса) у бремсберга равна 190 м.

По первому способу (рис. 3.4, б) ярусные штреки проводятся по изогипсам минус 200,0 м для вентиляционного и минус 254,0 м для транспортного.

Для определения отметки изогипсы заложения транспортного штрека откладываем в масштабе на рисунке по линии бремсберга проекцию длины лавы (высоты яруса), определенную из выражения:

l'_л = 190 cos17° = 182 м.

Измеряем расстояние между изогипсами в этом месте. Оно равно 340 м и соответствует разности отметок изогипс в 100 м. Тогда отметку заложения транспортного штрека найдем из соотношения:

340 — 100

82 — x,

откуда

Следовательно, изогипса заложения штрека будет равна минус 254,0 м.

Рисунок 3.4 – К решению задачи выбора направления проведения штреков
при подготовке столбов

Для вычерчивания изогипсы –254,0 м на плане находим ее положение в нескольких точках, пользуясь вышеприведенным соотношением, в котором неизвестным теперь будет размер проекции длины лавы в каком-либо сечении. Например, положение изогипсы на границе панели найдем следующим образом. Измеряем на плане расстояние между изогипсами –200,0 и –300,0 м. Оно равно 450 м и соответствует разности отметок изогипс в 100 м. Тогда из соотношения

450 — 100

x — 54

находим

и откладываем его на плане. Получаем точку изогипсы –254,0 м. Истинная длина лавы в этом месте составит

По аналогии находим точки изогипсы в других сечениях и по ним вычерчиваем ее положение.

Достоинство варианта проведения штреков по изогипсам заключается в том, что при этом можно выдержать любой заданный профиль пути выработки, а следовательно, обеспечить нормальный сток воды и применять локомотивный транспорт.

Недостатки:

― непостоянство длины лавы (в нашем примере она изменяется от 250 до 190 м, что вызывает необходимость производить перемонтаж секций крепи и рештаков забойного конвейера);

― невозможность применения ленточных конвейеров из-за кривизны выработок в горизонтальной плоскости.

По второму способу (рис. 3.4, в) выемочные штреки проводят по направлению, то есть строго прямолинейно в горизонтальной плоскости, что позволяет применять конвейерный транспорт в них и сохранять постоянную длину лавы без перемонтажа части забойного оборудования. В этом состоят достоинства этого способа. Однако невыдержанность профиля выработки исключает естественный сток воды. Из приведенного на рисунке разреза А–А видно, что примерно посредине крыла яруса уровень почвы транспортного штрека на 17 м ниже, чем в районе приемной площадки. В этом месте будет скапливаться вода и для ее откачки необходимо устанавливать водоотливные средства. В этом заключается основной недостаток способа проведения штреков по направлению.

В тех случаях, когда изогипсы в пределах крыла имеют лишь один изгиб, как в нашем примере, штреки можно проводить по направлению с общим подъемом для стока воды и с постоянной длиной лавы (рис. 3.4, г). Однако в связи с тем, что верхние и нижние границы панели, как правило, проводят по изогипсам, приходится оставлять у этих границ целики угля значительных размеров в виде треугольников, что приводит к дополнительным потерям угля или же, если их извлекать, к более высоким эксплуатационным затратам. В этом заключается недостаток этого способа. Чтобы смягчить его, проведение штреков осуществляют по двум (или нескольким) направлениям (рис. 3.4, д), приближая каждое направление к изогипсе пласта, но с таким расчетом, чтобы обеспечивался общий наклон выработки для стока воды. Понятно, что по выработке, пройденной по нескольким направлениям, необходимо устанавливать столько же и ленточных конвейеров, что является недостатком, однако в ряде случаев может оказаться целесообразным.

Окончательный выбор направления проведения выемочных штреков при подготовке столбов производят на основании учета горно-геологических и горнотехнических условий разработки пласта, руководствуясь при этом следующими положениями:

― при весьма сложной гипсометрии и любой обводненности пласта штреки целесообразно проводить по изогипсе, обеспечивая единый вид основного и вспомогательного транспорта —локомотивный. При больших нагрузках на забой следует применять пластинчатые конвейеры, а вспомогательный транспорт — рельсовый. Для снижения отрицательного влияния изменения длины лавы при применении механизированных комплексов можно часть ее под вентиляционным штреком крепить гидравлическими стойками;

― при относительно спокойной гипсометрии пласта штреки целесообразно проводить по направлению, обеспечивая постоянство длины лавы, и с таким подъемом, чтобы отсутствовали места понижения профиля выработки.