Разработка методики количественной оценки качества проектов угольных шахт на основе учета экономичности и надежности технологических систем, промышленной и пожарной безопасности, страница 11

по мощности пласта, J=0,62

Следует отметить, что согласно структуре формулы (4.1), если хотя бы один частный критерий близок к нулю, то есть →0, то вся технологическая система будет неработоспособной.

Таким образом, как на стадии проектирования, так и реализации проектных решений в пределах шахтного поля остаются участки угольных пластов с запасами, адаптивность к которым системы разработки длинными столбами с выемкой угля в комплексно-механизированных забоев весьма низкая. Эти запасы характеризуются следующими сложными горно-геологическими и техногенными условиями (далее по тексту СГГТУ): угол падения пластов более 30о, сложное строение пластов, метаноносность выше 20 м3/т, уголь пластов весьма склонный к самовозгоранию, непереходимые механизированным комплексом дизъюнктивные нарушения, геометрически неправильная форма выемочных полей и участков, ограниченные размеры выемочных полей и участков, мощность пластов более 5 м. Например,в Кузбассе широко применяется  отработка одним слоем угольных пластов  мощностью более 5м с оставлением  в почве и кровле пласта угольных пачек, которые способствуют созданию в выработанном пространстве очагов эндогенных пожаров.  

В отличие от традиционной постановки  исследований по проблемам технологии угледобычи в сложных горно-геологических условиях в настоящей работе предлагается дополнительно рассматривать сложные техногенные условия, которые создаются при реализации локальных проектов на предыдущих этапах проектирования и развития угледобывающего предприятия (рис. 4.2).

К техногенным признакам следует также отнести следующие осложняющие условия и факторы (рис. 4.2): подработанные пласты рабочей мощности, геометрически неправильная форма выемочных участков после выборочной отработки соседних участков, затопленное водой выработанное пространство на вышележащих пластах, очаги неликвидированных эндогенных пожаров, нижние надработанные слои  мощных пластов после отработки верхнего слоя длинными комплексно-механизированными забоями.

Таким образом, в пределах горных отводов угольных шахт формируются сложные природно-техногенные условия, к которым системы разработки длинными столбами с полным обрушением пород кровли не адаптивны.

На рис. 4.2 приведены признаки сложности природных и техногенных условий, а в табл. 4.2 результаты качественной оценки критерия адаптации разных вариантов и технологий угледобычи, которые подтверждают, что эффективная отработка угольных пластов в сложных природно-техногенных условия возможна с применением нетрадиционных технологий.

Следует отметить, что в природе и на практике проявляется одновременное влияние не всех негативных факторов, указанных в табл. 4.2.

При разработке проектной документации в соответствии с табл. 4.2 и рис. 4.2 для конкретных условий выбираются факторы, характеризующие сложность природных и техногенных условий и вычисляется критерий адаптивности по формуле (4.1).

Рис. 4.2. Признаки сложности природно-техногенных условий участков угольных пластов и вероятные варианты их отработки

В качестве примера распределения участков со сложными природно-техногенными условиями и осложняющими факторами на рис. 4.3 приведен фрагмент плана горных работ в проекте подготовки и отработки верхнего слоя пласта IX филиала «Шахта  «Томская» в Кузбассе, участок «Южный». Пласт IX сложного строения (4-7 прослойков), относительно выдержанный, полная мощность пласта 5,53-9,50м, угол падения 4-12°. Границами участка (западной части пласта IX участка «Южный») являются: на севере - «Кийзакская» дайка диабазов; на западе - граница горного отвода и выход пласта IX под наносы; на юге - выход пласта IX под наносы; на востоке - тектоническое нарушение «к» с амплитудой Н = 5 м.

В проекте разработаны проектные решения для подготовки и отработки верхнего слоя пласта длинными столбами с полным обрушением пород кровли и выемкой угля механизированным комплекса 2КМ138 с комбайном KSW500. Порядок отработки шахтного поля нисходящий, выемочного участка обратный.