Системы разработки пластовых месторождений

ПОДЗЕМНАЯ РАЗРАБОТКА УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

15. Системы разработки пластовых месторождений.     Классификация систем разработки.    Факторы. влияющие на выбор системы разработки.

15.1. Понятия "очистные работы" и "система разработки месторождения".

Очистные выработки - это выработки, предназначенные для до­бычи полезного ископаемого. Работы в очистных выработках - очис­тные работы.

Система разработки - это установленный для данных геологи­ческих условий залегания пласта и принятых средств механизации выемки угля определенный порядок ведения подготовитель­ных, нарезных и очистных работ в пределах этажа или панели, увя­занный в пространстве и времени. Или:

Системой разработки называется определенный порядок прове­дения подготовительных и очистных выработок в их взаимной увязке во времени и пространстве.

Систем разработки множество. Каждая из них должна удовлет­ворять трем основным требованиям:

1. Безопасность ведения работ,

2. Экономичности.

Рекомендуемые материалы

3. Наименьшие потери полезного ископаемого.

- Требования безопасности в России - безусловны!

- Экономичность достигается минимальными затратами живого и овеществленного труда, энергии и материалов на I т ПИ. Минималь­ные затраты трудам возможны при высокой производительности, ко­торая обеспечивается комплексной механизацией производственных процессов, НОТ и рациональными конструктивными элементами сис­тем разработки. Высокая производительность труда - важнейшее ус­ловие экономичности системы, т.к. зарплата составляет более 50% издержек производства.

- Потери ПИ экономически обосновываются в совокупности с другими технико-экономическими показателями. У нас большие за­пасы, но мы должны думать и о сохранении запасов для будущих поколений, т.к. потребление растет. Забота государства: об охра­не природы.

Система разработки должна обеспечивать условия для комплексной механизации производственных процессов и концентрации производства путем:

- исключения взаимного влияния очистных и подготовительных работ;

- обеспечения автономности работы очистного забоя по услови­ям транспорта и проветривания;

- создания условий для высокой надежности работы комплексов и агрегатов;

- исключения влияния на работу лав газовыделения из забоев» выработок;

- прогнозирования геологических нарушений с целью исключения непредвиденных остановок лав.

15.2. Факторы  влияющие на выбор систем разработки.

Форма месторождения и наличие геологических нарушений - час­тые изменения элементов залегания пластов и геологические нару­шения усложняют разработку месторождения.

Мощность пластов - подрывка  пород при проведении выработок по тонким пластам и средней мощности.

- пласты m < 3,5 отрабатываются на полную мощность, а m >3,5 м с разделением на слои.

Угол падения - различное транспортирование угля вдоль очис­тного забоя:

- на крутых пластах в движение приходит не только кровля, но и почва;

- движение вентиляционной струи только вверх на газовых шахтах с a > 10° (§ 186 ПБ).

Строение пластов - крепкие прослойки, включения колчедана исключают применение комбайнов;

- На мощных пластах прослойки иногда используют в качестве границ между сдоями.

Крепость и особенно вязкость угля - существенно влияют на выбор средств механизации очистной выемки.

- влияют на размеры предохранительных целиков возле подго­товительных выработок, т.е. на элементы системы разработки.

Кливаж - (более легкое отделение угля от массива) - влияние на производительность труда и устойчивость кровли.

Свойства боковых пород - влияют на:

- выбор способа управления кровлей;

- расположение выработок по пласту или породе. Взаимное расположение пластов в свите - подработка, надработка, т.е. соблюдение очередности выемки пластов.

Газоносность месторождения - проветривание, чем больше газа, тем больше нужно воздуха...» а это лимитирует сечение; выработок, длину лавы (V = 4 м/с - § 147 ПБ) содержание метана в ис­ходящей струе лавы не выше 1% (§ 183).

- в газовых шахтах системы разработки с минимумом глухих забоев и восстающих.

- На пластах с высокой газообильностью - обособленное про­ветривание забоев, а это дополнительные выработки. Самовозгорание угля

- Минимум потерь (полная закладка и полевые выработки)

- Большая скорость подвигания забоя

- Выемка запасов угля отдельными участками и их изоляция. Обводненность месторождения - вода в очистных забоях сни­жает производительность» поэтому предварительное осушение.

Механизация производственных процессов - с появлением средств механизации выемки и транспорта угля на пологих пластах стало возможным увеличить длину лавы.

- На крутых пластах забои не уступные, а прямолинейные, т.е. более простые варианты системы разработки.

Факторов много. Каждый изучается отдельно, а учитываются они совместно.

15.3. Классификация систем разработки.

Большое разнообразие геологических условий и видов технологии выемки ПИ в очистных забоях обусловило многообразие систем разработки, что вызывает необходимость в их классификации.

В качестве классификационного выбрано одно характерное от­личие, которое выделяет любую систему из группы других - очередность ведения подготовительных, нарезных и очистных работ. На основании этого отличия системы подразделяются на группы:

- сплошная, столбовая и комбинированная системы при длин­ных очистных забоях;

- камерная и камерно-столбовая системы при коротких забоях.

При столбовых системах разработки подготовительные и на­резные выработки проводятся до начала очистных работ и пол­ностью оконтуривают запасы ПИ в пределах выемочного столба или яруса, т.е. при столбовой системе проведение подготови­тельных и очистных работ разделены в пространстве,

При сплошных системах проведение подготовительных выра­боток и очистная выемка угля в пределах выемочного поля, яру­са, слоя производятся одновременно. Предварительное оконтури-вание запасов отсутствует.

При комбинированных системах для отработки столбов в вы­емочном поде или ярусов в панели применяют одновременно или последовательно сплошную и столбовую системы разработки» При этом одну часть поля отрабатывают независимо от другой.

Это основное классификационное отличие дополняется рядом признаков, которые характеризуют не столько систему, сколько ее варианты.

1-й признак - технология выемки. По этому признаку системы делят на 2 группы:

1-е длинными забоями (лавами и полосами)

2-е короткими забоями (камерами). Системы I группы (с длинными забоями) делятся (по m ) :

а) Системы разработки пластов на полную мощность.

б) Системы разработки с разделением на слои. П-й признак - общее направление выемки угля по отношению к элементам залегания пласта. Здесь различают системы разра­ботки с выемкой угля по простиранию; по восстанию; по падению;

вкрест простирания.

III признак - технологическая схема подготовки этажа или яруса. Схемы эти могут быть различными. Например:

 - с разделением и без разделения этажа на подэтажи;

- с пластовой или полевой (как индивидуальной, так и груп­повой) подготовкой этажа иди яруса;

- с доставкой ПИ на задний или передний бремсберг или квершлаг.

Основного отличия и трех признаков, рассматриваемых сов­местно, достаточно для полной характеристики системы разработ­ки.

В целом классификация систем разработки пластовых месторож­дений выглядит так:

 А. Системы разработки длинными забоями без разделения

   пласта на слои.

I.       Сплошные системы разработки.

1.                Сплошные системы разработки с выемкой по простиранию.

          а) без разделения этажа на подэтажи (лава-этаж);

          б) с разделением этажа на подэтажи.

2.                Сплошные системы разработки с выемкой по падению.

3. Сплошные системы разработки с выемкой по восстанию.

II. Столбовые системы разработки (длинными столбами)

1.                Столбовые системы разработки длинными столбами по простиранию.

          а) без разделения этажа на подэтажи (лава-этаж);

          б) с разделением этажа на подэтажи.

2.                Столбовые системы разработки длинными столбами по па­дению.

3.                Столбовые системы разработки длинными столбами по вос­станию.

4.                Столбовые системы разработки длинными столбами весьма

    пологих  пластов,

Ш. Комбинированные системы разработки.

1. Система разработки парными штреками.

2. Прочие.

IV. Системы разработки с применением щитовой крепи.

V.    Прочие системы разработки.

Б.    Системы разработки короткими очистными забоями.

1.                Камерные системы разработки.

2.                Камерно-столбовые системы разработки.

3.                Системы разработки короткими столбами.

4.                Прочие системы разработки короткими столбами.

В.                Системы разработки с делением пласта на слои»

1.                Системы разработки наклонными слоями.

2.                Системы разработки горизонтальными слоями.

3.                Системы разработки с принудительным обрушением и выпуском угля.

Для конкретных условий выбирается одна наиболее прогрес­сивная и эффективная система.

Распределение добычи по системам разработки (в %%) сведе­но в таблицу:

Выбор системы может производиться методом отбора по прин­ципу соответствия горно-геологическим условиям, а выбор вари­анта системы - методом экономических расчетов,