Способы подготовки столбов

Применяют следующие способы подготовки длинных столбов при отработке их лавами по простиранию (рис. 3.5):

― проведением новых транспортного и вентиляционного штреков (а);

― проведением нового транспортного и повторным использованием в качестве вентиляционного бывшего транспортного штрека вышележащего яруса (б);

― проведением сдвоенных штреков (в);

― проведением спаренных штреков (г);

― комбинированным проведением штреков (д).

	Рисунок 3.5 – Способы подготовки длинных столбов по простиранию

При подготовке столба первым способом (рис. 3.5, а) между смежными ярусами оставляют целики угля шириной 20–40 м, что позволяет подготавливать в крыле панели одновременно несколько ярусов, обеспечивая необходимую нагрузку на панель. В этом основное достоинство способа, благодаря чему он имел в свое время широкое применение на практике. Однако ему присущи и крупные недостатки.

Подготовка столба совпадает во времени с ведением очистных работ в вышележащем ярусе, что приводит к тому, что вентиляционный штрек примерно на половине своей длины испытывает влияние временного опорного давления верхней лавы, а по проходе очистных работ он находится в зоне стационарного опорного давления. В связи с этим затраты на его поддержание значительно выше затрат на поддержание транспортного штрека, расположенного в массиве угля. Охрана вентиляционных штреков межъярусными (междуэтажными) целиками не всегда обеспечивает необходимую их устойчивость и приводит к значительным потерям угля — до 18–25%.

Область применения способа: небольшая глубина разработки, устойчивые боковые породы пласта, не склонные к пучению, отсутствие мощных песчаников в породах основной кровли, малоценные угли.

Большие потери угля и высокая трудоемкость работ по поддержанию вентиляционных штреков, особенно на больших глубинах, обусловили появление способа проведения их вприсечку к выработанному пространству в зоне с пониженным горным давлением[9].

Способ подготовки длинных столбов с повторным использованием транспортного штрека в качестве вентиляционного (рис. 3.5, б) применяется на пластах с породами почвы, не склонными к пучению. При этом охрана штреков может осуществляться либо бутовыми полосами (на пластах мощностью до 1,0–1,2 м), либо с помощью искусственных сооружений в следующих условиях:

― органная деревянная крепь — при залегании в кровле легко- и среднеобрушающихся тонкослоистых глинистых и песчаных сланцев при мощности пласта до 2,5 м;

― костры из шпального бруса — при залегании в кровле легко- и среднеобрушающихся пород и мощности пласта до 2,5 м;

― тумбы из железобетонных блоков — при залегании в кровле легко- и среднеобрушающихся пород, устойчивой почве и мощности пласта до 1,5 м;

― литые полосы из быстротвердеющих материалов — при залегании в кровле средне- и труднообрушающихся пород, устойчивой почве и мощности пласта до 2,5 м.

Достоинства способа:

― уменьшается в два раза объем проводимых для подготовки столба выработок;

― исключаются потери угля в межъярусных (междуэтажных) целиках.

Недостатки:

― возможность отработки в крыле панели только одной лавы;

― необходимость ведения ремонтных работ по поддержанию штрека в рабочем состоянии и сложность его проветривания.

При подготовке столбов сдвоенными штреками (рис. 3.5, в) от панельного бремсберга проводят два штрека на расстоянии 15–25 м друг от друга, которые для целей проветривания забоев и концентрации транспортирования горной массы сбиваются между собой вентиляционными печами. Верхний штрек служит в качестве транспортного для верхнего столба, а нижний — в качестве вентиляционного для нижнего столба. На практике часто используют только один нижний штрек, который вначале служит транспортным для верхней лавы, а затем, после ее отработки, — вентиляционным для нижней, а параллельный штрек используется только при подготовке столба и в качестве просека при его отработке. На пластах мощностью свыше 1,5 м этот штрек сразу проводится в виде просека, то есть без подрывки пород.

Достоинства способа:

― хорошее проветривание забоев при подготовке столба;

― возможность одновременной подготовки, а затем и отработки нескольких ярусов в крыле.

Недостатки:

― потери угля в межъярусных (междуэтажных) целиках;

― при слабых боковых породах — плохие условия поддержания будущего вентиляционного штрека, который подвергается опорному давлению при отработке верхней лавы.

Область применения: пласты средней мощности с непучащими породами, залегающие на небольшой глубине.

Способ подготовки столбов спаренными штреками (рис. 3.5, г) отличается от рассмотренного выше тем, что между двумя штреками производится выемка угля, то есть штреки проводятся широкими забоями, и оба угольных забоя объединены в один, а порода от их проведения размещается в общем выработанном пространстве. Расстояние между штреками (ширина раскоски) принимается из расчета размещения всей породы, получаемой от проведения обоих штреков.

Достоинства способа:

― отсутствие тупиковых забоев;

― проветривание за счет общешахтной депрессии;

― оставление в шахте породы от проведения штреков;

― дополнительная добыча угля при подготовке столбов.

Недостатки:

― плохие условия поддержания вентиляционного штрека, испытывающего влияние опорного давления при отработке верхней лавы;

― необходимость устройства вентиляционных стенок для предупреждения утечек воздуха через бутовую полосу, поскольку последняя из-за небольшой ширины выработанного пространства (раскоски) уплотняется недостаточно.

Комбинированный способ подготовки столбов (рис. 3.5, д) включает проведение штреков в массиве угля спаренными забоями и вприсечку к выработанному пространству. Основные его преимущества заключаются в возможности работы двух лав в крыле панели, а также в хороших условиях поддержания всех штреков: вентиляционный штрек верхней лавы проводится вприсечку, транспортный штрек нижней лавы находится в массиве, а два средних штрека не испытывают вредного влияния опорного давления, если нет взаимного опережения лав. Последнее достоинство позволяет применять этот способ и на пластах с невысокой степенью пучения пород, а также залегающих на большой глубине.

Окончательный выбор того или иного способа подготовки столбов производится на основании учета конкретных горно-геологических условий залегания пласта и горнотехнических факторов с последующим экономическим сравнением наиболее приемлемых вариантов.