Бесцеликовая охрана горных выработок
Бесцелико́вая охра́на го́рных вы́работок, способы обеспечения эксплуатационного состояния подземных горных выработок, проводимых без оставления охранных целиков угля, за счёт специальных мероприятий и установки горных крепей.
Бесцеликовая охрана широко применялась в СССР (в 1981 около 50 % очистных забоев). Сущность бесцеликовой охраны заключается в расположении выработок (преимущественно подготовительных выемочных) в зонах с пониженным горным давлением или на границах этих зон, что создаёт благоприятные условия для их поддержания.
Способы бесцеликовой охраны подготовительных выработок делят на три основные группы.
Первая – охрана выработок, поддерживаемых на границе с выработанным пространством для повторного использования (рис., а), усилением крепи в зоне влияния очистных работ переносными металлическими стойками (трения или гидравлическими), с помощью искусственных ограждений (органные ряды, костры, бутовые полосы, железобетонные блоки и др.), предварительным ослаблением труднообрушающихся пород кровли выработки впереди лавы буровзрывными работами.
Вторая группа включает в себя способы бесцеликовой охраны выработок, проводимых вприсечку к выработанному пространству с частичным сохранением старой выработки, без оставления целика (рис., б) или с целиком между ними и лавой шириной до 5 м.
Третья группа – бесцеликовая охрана выработок, проводимых, оформляемых или восстанавливаемых в выработанном пространстве (применяется в ограниченных объёмах преимущественно при сплошной системе разработки).
Способы бесцеликовой охраны зависят от горно-геологических условий и горнотехнических факторов и по относительному объёму применения распределяются: охрана выработок для повторного использования – 35 %, проводимых вприсечку – 35 %, оформляемых за лавой – 10 %, охрана бутовыми полосами – 20 %. Бесцеликовая охрана повторно используемых выработок (поддерживаемых на границе с выработанным пространством) преимущественно применяется на пластах мощностью до 2 м с любым углом падения, легкообрушающейся кровлей и непучащими или малопучащими (до 1,3 м) породами почвы выработки.
Бесцеликовая охрана выработок, проводимых вприсечку к выработанному пространству, осуществляется на пластах мощностью 1,5–3,5 м с углами падения до 35° прежде всего при наличии в кровле пласта слабых расслаивающихся пород, при любой обводнённости лав и пучении пород почвы выработки до 0,6 м; при этом выработки закладывают вне границы разлома пород основной кровли. Такая схема особенно удобна при одновременной отработке сближенных пластов в нисходящем порядке; при восходящем порядке отработки пластов обычно избегают подработки присечных выработок. Третья группа способов бесцеликовой охраны осуществляется в сложных условиях поддержания выработок, при пучащих и сильно пучащих породах почвы на пластах мощностью 1,5–2 м с углами падения до 35°. Бесцеликовая охрана существенно снижает эксплуатационные потери угля и в определённых горно-геологических условиях повышает эффективность и безопасность горных работ.
Основные направления совершенствования схем подготовки и отработки выемочных участков с бесцеликовой охраной: создание специальных типов крепи для выемочных выработок, сохраняемых в выработанном пространстве, повышение эффективности специальных мероприятий по ослаблению труднообрушаемых кровель и др.
Под бесцеликовой охраной понимают также бесцеликовое поддержание выработок, бесцеликовую подготовку, бесцеликовую технологию, бесцеликовую отработку пластов.
По состоянию на 2024 г. бесцеликовая охрана применяется на шахтах Кузнецкого угольного бассейна, Воркутинского и Соликамского бассейнов и др.
Применение бесцеликовой охраны позволяет снизить уровень потерь угля шахты, а также предупреждает самовозгорание углей из-за осыпания оставленных целиков (Голубев. 2020. С. 64–77).