ВУГІЛЛЯ копалин
Шахтні стовбури.
Багато вугільні родовища найзручніше розкривати вертикальної виробленням - шахтним стволом. Вартість будівництва і експлуатації шахтного стовбура вище, ніж штольні, але коли підземні водотоки перетинають вугільний пласт в різних напрямках, сумарні витрати по експлуатації родовища можуть виявитися нижче. Цей спосіб дозволяє більш раціонально планувати гірничі роботи; крім того, шахтний ствол служить довше, ніж розрізнені штольні. Однак вентиляція і дренаж обходяться дорожче, і доводиться йти на витрати, пов'язані з підйомом вугілля.
Розтин вугільних пластів шахтним стволом застосовується при глибині їх залягання більше 45 м. У США глибина шахтних стволів рідко перевищує 300 м, в інших вугледобувних країнах вона іноді досягає 1200 м, а в Індії і Південній Африці відомі шахти глибиною понад 4 км.
Системи підземної розробки.
При підземній розробці родовищ вугілля використовують камерно-стовпову систему і розробку лавами, або довгими очисними забоями. У США більш поширена камерно-стовпова розробка (бл. 65% всієї підземної вуглевидобутку), так як бóБільша частина розроблюваних вугільних пластів, особливо бітумінозних вугіль, характеризується значною потужністю. У разі малопотужних, сільнонарушенних і залягають на великій глибині пластів краще метод довгих очисних вибоїв. Камерно-стовпова розробка не дуже економічна; зазвичай вона забезпечує вилучення лише 50% наявного вугілля. Розробка довгими очисними забоями більш безпечна і дозволяє витягувати до 80% вугілля і більш рівномірно видавати його на-гора.
Камерно-стовпова система розробки.
При такій системі в пласті проходять ряд камер, розділених підтримують покрівлю пласта целиками. Після того, як очисні вибої даної ділянки посунені відповідно до плану, забійники або залишають цю ділянку, або ведуть зворотний проходку, виробляючи виїмку ціликів з обваленням покрівлі позаду себе. У деяких випадках при підготовчої проходці камер виймається всього лише 10-15% вугілля.
Пласт зазвичай розбивається на великі блоки основними і вторинними групами камер, іноді званими забійним штреком, поперек яких проходять менші групи камер (ділянки і торцеві штреки). Ділянками називають фактичний фронт видобутку, оскільки цілики основних і вторинних груп камер виймаються рідко.
Цілики вугілля залишаються на місці на невизначений термін в тих випадках, коли необхідність їх збереження диктується станом покрівлі та грунту пласта або екологічними нормативами. Горнонадзорние інстанції не заохочують таку систему, так як при цьому великі втрати вугілля.
У деяких випадках вугільні цілики під вагою величезного власної ваги і ваги покрівлі вдавлюються в розм'якшується глиняну грунт пласта, вспучівая її. Якщо грунт і покрівля складені з твердих порід, то осаду покрівлі може призводити до роздавлювання ціликів з Викришування їх в камери. Іноді цілики, що знаходяться в такому стані, руйнуються миттєво з виділенням великої механічної енергії (гірський удар). Масове руйнування ціликів відбувається рідко, але якщо воно починається, то його важко зупинити. Такий руйнівний процес може охопити велику площу і навіть привести до повного обвалення шахти, в якій залишаються засипаними люди, вугілля, матеріали та обладнання. Правда, сучасні технічні нормативи на цілики в загальному гарантують запобігання їх масового руйнування.
Витяг междукамерних ціликів - друга стадія виїмки - ведеться короткими заходками в зворотному напрямку. При правильному проведенні не виникає небезпеки для життя шахтарів, виявляються незначними втрати вугілля і матеріалів і знижується собівартість видобутку. Правда, якщо виїмка ціликів проводиться на великій площі, то можливо осідання товщі гірських порід над шахтним полем.
Розробка довгими очисними забоями.
При такій системі розробки ведеться виїмка великого блоку вугілля з переміщенням обладнання уздовж широкої поверхні забою під безперервною лінією секцій кріплення. Цілики не залишають. Виїмка проводиться або прямим, або зворотним ходом. В тому і в іншому випадках очисний простір (у забою) кріпиться сталевими секціями по всій довжині і кріплення знімається після вилучення вугілля по всій виїмкових панелі. В процесі виїмки покрівля пласта обрушується позаду механічної кріплення.
Спочатку довгими вибоями розроблялися неглибоко залягають пласти або порушені пласти на глибині понад 300 м, особливо на вугільних шахтах Європи. У разі ж помірно глибоких горизонтальних пластів перевага віддавалася камерно-стовпової системі розробки. Потім в США для помірно глибоких горизонтально залягають пластів почали широко застосовувати розробку довгими очисними забоями, оскільки вона більш безпечна для шахтарів і дозволяє в 4-5 разів збільшити видобуток вугілля.
Видобуток антрациту.
У разі крутопадающих пластів антрациту проводять горизонтальні, часто звивисті, відкатні та вентиляційні виробки і безпосередньо до пласту підводять підземні виробки, звані углескатамі. Антрацит після відбою скочується в напрямку падіння пласта самопливом. На вузькому кінці углеската залишається така кількість вугілля, щоб його поверхня знаходилася на рівні, необхідному для роботи шахтарів-підривників. Шахтарі працюють, стоячи на поверхні подрібненого вугілля, частину якого відбирається кожен раз по мірі просування вибою. Таким чином, поверхня розпушеного вугілля весь час підтримується на зручній відстані від вибою. Отбойка ведеться пневматичними бурильними молотками або вибуховим способом. Вугілля настільки сильний, що при проходженні зони магазинированием (зберігання) в камері мало кришиться. При невеликому падінні (нахилі) пласта шахтарі працюють на підошві з твердих порід. Сталевий жолоб, по якому «тече» вугілля, в нижній частині забезпечений секцією, підвішеною на шарнірах, при піднятті якої потік вугілля переривається. Там, де через великий крутизни пласта подрібнений вугілля тече вниз занадто швидко, в грунті і покрівлі поблизу воронкоподібного гирла углескатной вироблення закріплюють стійки, які стримують натиск. Якщо пласт недостатньо крутий, то сталевий жолоб можна довести вгору майже до робочої поверхні. Раніше вугілля вручну проштовхували вниз; тепер же застосовуються вібраційні та інші конвеєри.
При малому нахилі пласта, де вугілля не йде самопливом, шахтарі стоять на грунті і зона магазинированием не потрібна. Якщо ж магазінірованіє необхідно, то по обидва боки камери роблять проходи з дерев'яним кріпленням. Один з них призначений для людей, а інший служить зворотним вентиляційним каналом та аварійним виходом. Коли камера повністю вироблена, виїмку ціликів здійснюють буропідривних способом, при якому вугілля скочується в нижню частину камери.
Іноді вугілля зривається з забою без буропідривний отбойки, після чого подальша експлуатація пласта неможлива. У таких випадках до забою через іншу камеру або на більшій висоті проводиться нова вироблення. Виїмка ціликів ведеться без відбою, так як вони самі обрушуються під тиском покрівлі. Однак при цьому обрушується і порода покрівлі, іноді в такій кількості, що експлуатація стає збитковою, оскільки бóБільша частина видобутого вугілля повинна йти на збагачувальну фабрику, де порода відділяється вручну або механічно.