Общие сведения о раздельной выемке пластов сложного строения

Пласты сложного строения состоят из угольных слоев, отделенных друг от друга породными прослойками.

Расположение слоев и прослойков в пласте, равно как и их. мощность, различны: чаще всего слои и прослойки залегают согласно с угольным пластом и реже пропластки породы прорезают последний в направлении, перпендикулярном или наклонном падению и простиранию пласта; мощность прослойков породы может колебаться от 1—2 см до нескольких метров.

Большинство наших угольных месторождений, пригодных для разработки открытым способом, представлены пластами сложного строения.

Примером угольного пласта сложного строения может служить пласт Черемховского месторождения, состоящий из 9 угольных слоев и 8 породных прослойков. Мощность отдельных угольных слоев составляет от 0,4 до 1,4 м и прослойков породы от 0,05 до 0,55 м. Общая мощность пласта составляет 5,5—8 м, из которых мощность чистых угольных пачек 4,5—6,3 м и породных прослойков 1,0—1,7 м.

Выемка пластов сложного строения может производиться валовым способом или раздельно. При валовом способе зольность угля, естественно, повышается за счет включения в уголь породных прослойков; раздельная выемка и отгрузка прослойков угля и породы позволяют выдавать из забоя относительно чистый уголь, с меньшей зольностью.

Так, при валовой выемке угольного пласта Черемховского месторождения с частичным отбрасыванием ковшом экскаватора глыб породы зольность его достигает 31%, в то время как зольность одних угольных пачек составляет всего 15—16%.

Раздельная выемка пластов сложного строения повышает качество добываемого угля, но вместе с тем затрудняет и усложняет организацию работ на карьерах, что приводит к снижению производительности труда и повышению себестоимости угля.

При валовой выемке пластов сложного строения с большим количеством породных прослойков необходимо производить обогащение угля непосредственно в забоях и на поверхности или же на обогатительной фабрике.

Возможность и необходимость применения раздельной разработки пластов сложного строения определяются:

1) требованиями потребителей к качеству добываемого угля;

2) условиями залегания угольного пласта и расположения в нем породных прослойков;

3) крепостью, мощностью и количеством прослойков угля и породы;

4) применяемым для добычи угля оборудованием;

5) климатическими условиями района и

6) системой разработки месторождения.

Часто требования потребителей ограничиваются малозольными углями, что и обязывает при разработке многопрослоечных пластов применять только раздельную выемку прослойков угля и породы.

Обычно для каждого разрабатываемого угольного месторождения устанавливаются так называемые стандарты зольности, т. е. средняя и предельная нормы содержания золы в добываемом угле. Стандарты зольности устанавливаются на основании тщательного изучения качества угольных пластов и пропластков с учетом возможности их разработки валовым способом или раздельно.

Наиболее благоприятными для раздельной выемки будут выдержанные по простиранию горизонтальные пласты с согласно расположенными в них прослойками угля и породы.

He благоприятными для раздельной добычи будет вертикальное, наклонное и переменное направления в расположении прослойков угля и породы в забое уступа.

При крепких породных и угольных прослойках в пласте раздельная добыча вообще затрудняется тем, что для выемки их экскаваторами необходимо предварительное рыхление буровзрывными работами, которые производят смешивание угля и породы в забое.

Мягкие угольные и породные прослойки могут с успехом разрабатываться многочерпаковыми (роторными) экскаваторами, которые допускают раздельную выемку угля и породы.

Маломощные угольные и породные прослойки (например, от 5—6 см и меньше) непригодны для раздельной добычи и поэтому они всегда вынимаются экскаваторами совместно.

Раздельная добыча особенно затруднительна при большом количестве маломощных прослойков угля и породы: например, угольные пласты карьеров треста Волчанскуголь имеют 25—35 прослойков угля и столько же пропластков породы; мощность указанных прослойков колеблется в широких пределах, от 3—5 см до 1—1,5 м. Очевидно, что организовать раздельную добычу 60—70 прослойков угля и породы, когда большинство их имеет мощность меньше 0,5 м, сложно и трудно. Поэтому на указанных карьерах добыча производится преимущественно валовым способом.

Возможность раздельной добычи зависит также от применяемого оборудования. Наиболее эффективные машины для раздельной выемки — цепные и роторные многочерпаковые экскаваторы.

Система разработки угольных пластов сложного строения обеспечивает возможность раздельной добычи в том случае, если в наличии будут значительные площади угольного пласта, свободного от покрывающих пород.

Это возможно при транспортной системе разработки, когда опережение вскрышными уступами добычных может быть сравнительно большим. При бестранспортных системах разработки организация раздельной добычи весьма сложна, а иногда и невозможна, поскольку площадь вскрытого и готового к выемке угля в этом случае незначительна.

Наконец, климатические условия иногда оказывают решающее влияние на выбор раздельной или валовой добычи. Суровая и продолжительная зима способствует глубокому промерзанию прослойков породы и угля, исключающему возможность добычи их без предварительного рыхления буро-взрывными работами. Поэтому даже при прочих благоприятных условиях (мягкие и мощные прослойки, удобное залегание, наличие эффективного оборудования и пр.) в районах с суровым климатом и с продолжительными низкими температурами предпочитают применение валовой выемки.