Угольные пласты в большинстве своем залегают свитами, находясь друг от друга на различном расстоянии. Выемка одного из них приводит к перераспределению напряжений в окружающей толще пород, их деформациям и сдвижениям, которые в определенных условиях могут распространиться на соседний пласт. При опережающей выемке верхнего пласта происходит надработка нижележащего пласта, которая сказывается на сравнительно ограниченную глубину. При выемке нижнего пласта про-исходит подработка вышележащих пластов, которая распространяется на значительно большее расстояние.

С точки зрения характера влияния выемки одного пласта свиты на выемку соседних пластов различают пласты независимые и сближенные. Пласты в свите считаются независимыми, если выемка их возможна в любой последовательности, и сближенными, если при рациональной разработке необходимо учитывать их совместное залегание. Таким образом, в общем случае сближенными называют пласты, которые оказывают влияние друг на друга при их разработке. Это влияние может быть как полезным, так и вредным. В первом случае его необходимо использовать в практических целях, а во втором - бороться с ним.

Полезное влияние разработки сближенных пластов может быть использовано в следующих случаях:
• при разработке пластов, опасных по внезапным выбросам угля и газа или горным ударам, когда требуется первоочередная опережающая отработка защитного пласта;
• при необходимости дегазации соседних газоносных пластов, эффективность которой зависит от степени разгрузки, вызываемой их надработкой или подработкой;
• для осушения весьма обводненных пластов путем их подработки:
• для разупрочнения крепких песчаников, залегающих в кровле подрабатываемых пластов, с целью улучшения условий управления горным давлением;
• при групповой подготовке пластов, когда выработки по одному из сближенных пластов используют и для других.

Вредное влияние сближенных пластов может проявляться в таких случаях:
• при чрезмерной подработке вышележащего пласта (рис. 4.50,а), приводящей к затруднениям в его последующей выемке;
• при попадании выработки в зону опорного давления (б, в);
• при подработке существующей выработки (г).

Порядок разработки сближенных пластов может быть нисходящим и восходящим. Правила технической эксплуатации угольных шахт предписывают преимущественно нисходящий порядок отработки пластов, который применим в любых условиях.

Восходящий порядок отработки тонких и средней мощности пластов допускается, если мощность междупластья составляет не менее 6-кратной мощности подрабатывающего пласта при управлении кровлей полным обрушением. При полной закладке допускаемая мощность междупластья может быть и меньшей, однако при этом требуется согласование с УкрНИМИ.

Указанная выше 6-кратная мощность междупластья исключает вредное влияние подработки пласта при легко обрушающихся породах типа глинистых сланцев, однако, как показывает практика, не устраняет его при породах прочных, обрушающихся крупными блоками.

Подготовка пластов может быть раздельная и совместная. При раздельной подготовке проводят свои выработки по каждому пласту. При совместной проводят групповые выработки (штреки, бремсберги, уклоны) по одному из пластов, которые обслуживают все пласты группы, соединяясь с ними квершлагами или гезенками.
Проведение и поддержание выработок возможно как в надработанной, так и подработанной зонах. В первом случае штреки в надрабатываемых пластах должны проводиться с отставанием от очистного забоя надрабатывающего пласта на расстояние не менее 2-l_н (рис. 4.51, а), во втором - на расстояние, равное не менее трем шагам обрушения основной кровли нижележащего пласта, а при отсутствии данных о его величине - не менее 200 м (рис. 4.51, б).

Очистные забои сближенных пластов, как правило, должны располагаться вне зоны опорного давления очистного забоя того пласта, который отрабатывается первым. При надработке минимальное опережение лавы верхнего пласта должно быть равно величине зоны опорного давления на нижележащем пласте, а при ее отсутствии - не менее 100 м (рис. 4.51, а), и при подработке - такое же, как и для опережения относительно забоя штрека (рис. 4.51, 6), т.е. не менее трёх шагов обрушения основной кровли нижележащего пласта, а при отсутствии данных - не менее 200 м. В зависимости от расстояния между пластами по нормали может применятся раздельная или совместная разработка пластов.

33.2. Раздельная разработка сближенных пластов

Чтобы избежать взаимного вредного влияния сближенное пластов при раздельной разработке, необходимо спланировать очередность их выемки таким образом, чтобы очистные и подготовительные работы по пластам были рассредоточены во времени и пространстве одним из способов: в пределах шахтного поля, выемочной ступени, панели, этажа (яруса) или выемочной полосы (рис. 4.52).

Ее целесообразно применять при весьма пологом залегании пластов, когда пласты не слишком отличаются по мощности и по качеству угля и когда производственная мощность шахты или часть ее обеспечивается разработкой одного из этих пластов.

Условия применения последовательной разработки сближенных пластов в пределах выемочной ступени (б) такие же, как и в схеме (а), однако угол падения пластов может быть и большим, включая и наклонное падение.

В технологических схемах, представленных на рис. 4.52, в, г, д, предусмотрена одновременная разработка пластов с рассредоточением выемки в пределах панели (в), этажа или яруса (г), выемочной полосы (д). В последней схеме принят восходящий порядок отработки пластов, т.е. с опережением на ширину выемочной полосы (столба) разработки нижнего пласта, т.к. нисходящая выемка привела бы к подработке магистральною вентиляционного штрека пласта m2 пластом m1. В этой же схеме транспортный штрек нижнего пласта m1 подвергается опорному давлению в момент перехода его очистными работами верхнего пласта. Однако в связи с тем, что работы ведутся в зоне ранее подработанной пластом m1, опорное давление здесь проявляется менее интенсивно.

Схемы (в, г, д), как сказано выше, применяются, когда требуется одновременная разработка пластов.

33.3. Совместная разработка сближенных пластов

При совместной разработке проводят обычно по нижнему пласт или по пустым породам групповые выработки и поддерживают их, а по вышерасположенным сближенным пластам проводят выемочные выработки (штреки, просеки, печи) небольшим сечением и периодически соединяют их с групповыми с помощью промежуточных (участковых). Kвершлагов или гезенков, которые служат для транспортирования угля, материалов, передвижения людей и проветривания. Выемочные выработки по группируемым пластам поддерживают только на участке между квершлагами или гезенками и погашают вслед за лавой.

Основные положения, которьми необходимо руководствовать при совместной разработке сближенных пластов следующие:
• групповые выработки, как правило, необходимо проводить полевые располагая их в крепких породах в почве свиты пластов. Они должны располагаться в разгруженной от горного давления зоне. Допускают проведение групповых выработок по пластам тонким и средней мощности в условиях отнесения этих пластов к неопасным по горным ударам, выбросам угля и газа, а также с несамовозгорающимся углем;
• групповые транспортные выработки необходимо повторно использовать в качестве вентиляционных при отработке нижележащего ярусов; для чего их следует крепить усиленной крепью;
• выемочные выработки группируемых пластов, как правило, должны погашаться. При отработке следующего этажа, яруса или полосы вентиляционные выемочные выработки этих пластов следует проводить вприсечку к выработанному пространству. Для крутых и крутонаклонных пластов допустимо проведение штреков по завалу на месте расположения бывших транспортных;
• отработка пластов должна производиться в нисходящем порядке;
• первым должен отрабатываться верхний пласт с соблюдением допустимых опережений по отношению к нижерасположенному пласту. При этом предпочтительна столбовая система разработки при расположении групповых выработок по пласту. При полевых групповых выработках можно применять и сплошную систему разработки.

На рис. 4.53. представлена технологическая схема совместной разработки двух сближенных пластов с выемкой по простиранию, в которой реализованы вышеперечисленные требования.

Как видно из рис. 4.53 групповые выработки расположены по нижнему пласту с повторным использованием бывшего транспортного штрека в качестве вентиляционного при отработке нижележащеего яруса. Для обеспечения устойчивости транспортного штрека последний расположен в разгруженной зоне смещаясь в сторону выработанного пространства верхнего пласта таким образом, чтобы угол наклона гезенка к горизонтальной плоскости составлял не менее 50° для обеспечения самотечного транспорта угля при его магазинировании, но с соблюдением минимально допустимой величины lц.

В тех случаях, когда указанный угол не обеспечивает-ся, можно отказаться от магазинирования угля в гезенке, используя его для спуска угля, или вместо него проводить наклонный или горизонтальный, квершлаг.

Вентиляционный штрек (просек) по верхнем вприсечку к выработанному пространству и погашается по мере подвигания очистного забоя.

Участковые гезенки располагаются через 100-200 м в зависимости мощности верхнего пласта, расстояния между пластами и длины просекового (штрекового) конвейера.

Транспортирование угля осуществляется по схеме:
• для верхнего пласта - 7-3-5-1;
• для нижнего - 8-1.

Схема проветривания участка:
• верхнего пласта - 1-5-3-7-4-6-2;
• нижнего пласта - 1-8-2.

Достоинства совместной разработки сближенных пологих пластов:
• меньший объем проведения и поддержания выработок;
• концентрация грузопотока по групповой транспортной выработке, что снижает общие расходы на транспорт угля;
• возможность бункеризации угля в гезенке, что сглаживает неравномерности работы транспорта.

Недостатки:
• затруднения в проведении наклонных гезенков;
• сложность транспорта вспомогательных материалов по наклонньм гезенкам и вообще обслуживания лавы по верхнему пласту;
• групповые штреки подвергаются вредному влиянию очистного забоя верхнего пласта.

Условия применения:
• сближенные пласты с мощностью междупластья до 20-30 м;
• небольшая глубина разработки и устойчивые боковые породы, в которых располагаются групповые выработки. В тех случаях, когда боковые породы нижнего пласта слабоустойчивые, групповые выработки следует располагать по пустым породам. При этом, как правило, применяется прямой порядок отработки крыла. Полевой транспорт-ный штрек в данной схеме группирования в меньшей мере подвергается влиянию очистных работ верхнего пласта, поскольку он проводится с отставанием от лавы и испытывает значительно меньшее влияние опорного давления лавы нижнего пласта, которая располагается под выработанным пространством верхнего пласта.

Усвоив основные положения проектирования совместной разработки сближенных пластов, можно спроектировать технологическую схему при выемке лавами по восстанию или падению.