Системы разработки и схемы подготовки выемочных полей на угольных шахтах

Угольные месторождения и бассейны России характеризуются большим разнообразием горно-геологических условий. Распределение подземной добычи угля по мощности и углам падения пластов приведено в табл. 1.1.

В угольной промышленности России по состоянию на конец 1988 г. средняя глубина разработки составляла 511 м, средняя вынимаемая мощность пласта - 1,57 м; шахты - преимущественно газообильные; 73% подземной добычи угля приходится на шахты III категории, сверхкатегорные и опасные по внезапным выбросам.

На шахтах России преимущественное распространение получили системы разработки длинными очистными забоями. В общей добыче угля доля этих систем составляет 96,8%, щитовой системы - 1,0, систем разработки с короткими забоями - 1,0 и прочих - 1,2.

Технология подземной добычи угля постоянно совершенствуется. Внедряются прогрессивные способы подготовки шахтных полей, рациональные системы разработки. В последние годы при разработке мощных пластов и свит пластов тонких и средней мощности увеличился объем применения полевой подготовки, которая обеспечивает повышение концентрации и безопасности горных работ. Доля систем разработки длинными столбами непрерывно возрастает, а сплошной системы снижается.

За последние 15 лет доля участия столбовых систем разработки (включая выемку наклонными слоями) в общей добыче угля по России возросла в 1,2 раза, а доля сплошной системы снизилась с 14,6 до 8,9%. Переход на столбовые системы разработки обеспечил уменьшение простоев и увеличение нагрузки на забой.

В настоящее время основными способами подготовки шахтных полей являются этажный и панельный. В последние годы на пластах с углами падения до 12° стали применять более перспективный погоризонтный способ подготовки, при котором наклонную высоту части шахтного поля между главными выработками (горизонтами) отрабатывают лавами, подвигаемыми по падению или восстанию. В целом по Минуглепрому России добыча угля из забоев, подвигаемых по падению и восстанию, составила около 25% всей добычи из очистных забоев.

В ближайшие годы тонкие и средней мощности пласты с любыми углами падения, как и прежде, будут разрабатывать преимущественно длинными очистными забоями, позволяющими комплексно механизировать все производственные операции в забоях при минимальных объемах подготовительных работ и наиболее полной выемке угля. Основными на таких пластах будут системы разработки длинными столбами и длинными полосами по падению, восстанию и простиранию.

При углах падения пластов до 12° значительно расширится выемка забоями, подвигаемыми по падению, а при водоносных вмещающих породах - и по восстанию, взамен забоев, подвигаемых по простиранию, что обеспечит лучшее использование существующих средств комплексной механизации, более безопасные условия труда в очистном забое и уменьшение затрат на подготовку новых горизонтов. Дальнейшее повышение эффективности такой выемки, а также расширение области ее применения на пласты с углами падения до 18° требуют создания специальных средств механизации очистных работ. Поэтому при углах падения 13-35° по-прежнему будут применять выемку забоями, подвигаемыми по простиранию. На пластах мощностью 1,2-3,5 м при углах падения свыше 35° увеличится добыча угля из забоев, подвигаемых по падению и оборудованных щитовой крепью.

С 1 января 1980 г. в отрасли введены в действие «Прогрессивные технологические схемы разработки пластов на угольных шахтах», являющиеся основным документом для планирования и проектирования горных работ на действующих, строящихся и проектируемых шахтах. Схемами предусмотрены следующие способы подготовки выемочных полей:

- для пластов с углами падения до 10° любой мощности - погоризонтный способ подготовки, обеспечивающий простые схемы транспортировки угля и проветривания выемочных участков;

- для пластов с углами падения 11-18°, а также для горизонтальных пластов со сложной конфигурацией шахтного поля - панельный способ подготовки;

- для наклонных тонких, средней мощности и мощных пластов с углами падения 18-35°-этажный способ подготовки с разделением этажа на подэтажи;

- для пластов с углами падения более 35° любой мощности - этажный способ подготовки без разделения или с разделением этажа на подэтажи.

При разработке мощных пластов панельные, главные и этажные выработки проводят полевыми.

Ниже более подробно рассматриваются особенности подготовки выемочных участков при системах разработки, имеющих наибольшее распространение на шахтах страны в настоящее время, объем применения которых в перспективе будет увеличиваться.