Підземна розробка твердих корисних копалини, сукупність робіт по розтину, підготовці родовища і виїмці корисної копалини (руд, нерудних корисних копалини і вугілля). Іншою технологією відрізняється П. р. за допомогою бурових свердловин (наприклад, при підземному вилуговуванні, підземному розчиненні ). Розтин здійснюють вертикальними і похилими шахтними стволами або штольнями (див. Розтин родовища ). Підготовка полягає в розділенні шахтного поля на виємочниє ділянки (блоки, панелі, стовпи і т.п.), необхідні для забезпечення очисної виїмки (див. Підготовка шахтного поля ); очисна виїмка складає суть підземної розробки і включає комплекс процесів по відділенню корисної копалини від масиву, доставці (випуску) до місць вантаження в транспортні засоби, кріпленню і підтримці виробленого простору і ін.
Для конкретних горно-геологічних умов встановлюється порядок проведення підготовчих і очисних вироблень в часі і просторі, який в основному визначає систему розробки. До системи розробки пред'являються вимоги безпечного ведення робіт, мінімальних втрат корисної копалини в надрах (див. Втрати корисної копалини ), високих і стійких техніко-економічних показників. На вибір системи розробки впливають чинники: горно-геологічні (потужність і кут падіння тіла корисної копалини, його цінність, будова, глибина залягання, газоносність, водобагата фізіко-механічні властивості корисної копалини і вміщаючих порід і ін.) і гірничотехнічні (засоби механізації, технічний рівень підприємства і ін.).
Системи розробки рудних (в т.ч. гірничо-хімічної сировини) і нерудних (головним чином гіпсу) родовищ істотно відрізняються від таких для вугільних родовищ і тому розглянуті нижче окремо.
Розробка рудних і нерудних родовищ
Родовища цієї групи характеризуються різною формою рудних тіл: пласти, пластообразниє поклади, штоки, лінзи, жили і т.д. Потужність рудних тіл вагається від декількох см (родовища рідких металів і золота) до десятків і сотень м-коду (залізорудні родовища Курської магнітної аномалії, апатитові родовища Кольського півострова). Кут падіння покладів — від горизонтального і пологого (0—25°) до крутого (45—90°). Протяжність покладів досягає десятків км. (фосфорітовиє родовища Каратау); глибина поширення рудних тіл інколи перевершує декілька км. . Така різноманітність геологічних умов, а також фізичних властивостей гірських порід обумовлює технологію розробки, зокрема техніку відбою (відділення корисної копалини від масиву з дробленням на шматки заданої великої), доставки, випуску, кріплення і підтримки виробленого простору. Відбій порід середньої і високої фортеці ведуть вибуховим способом (див. Вибухові роботи ), в слабких породах — механічним способом (за допомогою прохідницьких і видобутків комбайнів); при розробці потужних родовищ, складених слабкими або тріщинуватими корисними копалини, здатними при оголенні на достатній площі під дією власної ваги і тиску налягаючої товщі обрушуватися шматками, розміри яких дозволяють здійснювати подальші операції очисної виїмки, — самообрушенієм.
Відбиту в очисному просторі корисну копалину випускають з вироблень, пройденних в днищі блоків (донний випуск), або з торців горизонтальних вироблень (торцевий випуск). Застосовують доставку — самотечную, механізовану і вибухову. Самотечная доставка (під дією власної ваги) здійснюється безпосередньо по очисному простору, спеціальним гірським виробленням (рудоспускам), допоміжним пристроям в очисному просторі (жолобам, настилам, трубам). Механізована доставка здійснюється скреперами, конвеєрами (пластинчастими, скребковими і вібраційними), самохідними машинами для переміщення руди в очисному просторі при пологому заляганні родовищ і по виробленнях в підставі (днище) блоку. Застосовують комплекси, що складаються з вантажних машин і самохідних вагонів, а при великій потужності рудних покладів — екскаватори (з укороченою стрілою) або ковшові навантажувачі і підземні автосамоскиди вантажопідйомністю до 40 т . Вельми ефективні машини вантажних доставок, що поєднують функції вантаження і транспортування руди на короткі відстані (див. Вантажно-транспортний агрегат ).
Застосовують природну підтримку виробленого простору, залишаючи в очисному просторі целіки (столбообразниє або стрічкові), і штучна підтримка крепямі гірськими (розпором, станковою, вогнищем, штанговою і т.д.) або закладкою. У ряді випадків технологія очисної виїмки передбачає управління гірським тиском шляхом обвалення вміщаючих порід.
Відоме понад 200 основних різновидів систем підземної розробки рудних родовищ. Запропонований ряд їх класифікацій (сов. учені Н. І. Трушков, Р. П. Каплунів, Н. А. Людей похилого віку, В. Р. Іменітов і ін.). Поширеною є класифікація М. І. Агошкова (1949), в основу якої покладена ознака стану очисного простору в період виїмки.
При розробці родовищ будь-якої форми із стійкою рудою і вміщаючими породами застосовують системи з відкритим очисним простором, який в період виїмки не заповнюється закладним матеріалом, відбитою рудою або обрушеними породами; для підтримки крівлі і боків відкритого очисного простору залишають постійні або тимчасові целіки.
Крутопадаючі жили і пластообразниє поклади потужністю до 3 м-коду відпрацьовують із стелевиступною (частіше) і почвоуступной виїмкою. Для підготовки блоків проходят штреки, що повстають і відкатувальні ( мал. 1 ). При стелевиступній виїмці для збереження відкатувального штреку на період відробітку блоку залишають тимчасові надштрековиє целіки або владнують міцний настил на крепі. Відбиту руду випускають через люки.
В горизонтальних і пологопадающих покладах середньої і великої потужності (до 30 м-код ) набула поширення камерно-стовпова система розробки з регулярним розташуванням постійних підтримуючих рудних целіків ( мал. 2 ). Корисну копалину відбивають стелевиступний, почвоуступно або суцільним забоєм на всю висоту камери. При потужності покладу до 15 м-коди зазвичай роблять верхню підсічку, що дозволяє ретельно оформляти крівлю очисного простору і спрощує штангове кріплення; при більшій — верхню і нижню підсічку. Втрати корисної копалини в целіках 15—25%, інколи до 30—40%. Розробку пластів калійних солей також здійснюють камерно-стовповими системами при довжині камер до декількох сотень м. Виїмку ведуть комбайнами у поєднанні з бункером-перевантажувачами і самохідними вагонами, що доставляють руду до магістральних конвеєрів. Ширіна камер (8—12 м-код ) рівна двом, рідше трьом комбайновим ходам, між якими оставляются вузькі (1—2 м-код ) межзаходниє целіки. Ширіна стрічкових междукамерних целіків 8—15 м. В целіках залишається до 60% запасів.
Системи розробки з підповерховою виїмкою ( мал. 3 ) застосовують в потужних крутопадаючих родовищах. При потужності до 12—15 м-код камери розташовують по тому, що випрало рудного тіла, при більшій — вкрест випрали. Ширіна междукамерних целіків залежно від ширини камер і стійкості руди складає 6—15 м. Відстань по вертикалі між підповерховими штреками (ортамі) зазвичай 10— 12 м. В центрі або на одній із сторін блоку проводиться той, що повстає, розширенням якого отримують вузьку розрізну (відрізну) щілину на всю ширину і висоту камери. Відбій секційний; фронт відбою зазвичай вертикальний. Потолочину обрушують масовим вибухом спільно з днищем вишерасположенного блоку. Втрати руди при виїмці камер не перевищують 2—3%, при виїмці потолочин і целіків зростають до 30—50%; в цілому за системою розробки втрати складають 8—10%.
поверхово-камерними системами розробляють потужні крутопадаючі і похилі родовища; для зменшення втрат корисної копалини при недостатньо крутих кутах падіння покладів випускні вироблення (воронки, траншеї) проходят в підстилаючих породах. Корисну копалину в камерах відбивають горизонтальними, похилими або вертикальними шарами. У зв'язку з відсутністю підповерхових вироблень скорочується об'єм підготовчо-нарізних робіт, але зростають втрати при відбої (до 10—15%) і разубожіваніє (до 10—12%). Продуктивність праці забійного робітника 12—15 м 3 в зміну.
Системи розробки з магазінірованієм (див. Магазінірованіє корисної копалини ) відрізняються заповненням очисного простору відбитою рудою, остаточний випуск якої виробляється після відробітку блоків. Втрати корисної копалини вагаються від 5 до 15%.
Системи розробки із закладкою виробленого простору характеризуються підтримкою нестійких вміщаючих порід закладним матеріалом, що заповнює очисний простір у міру виїмки корисної копалини (див. Закладка в гірській справі). У крутопадаючих родовищах застосовують системи розробки горизонтальними або похилими (під кутом 30—35°) шарами із закладкою; доставка руди і закладного матеріалу в очисному просторі в першому випадку скреперами або самохідними машинами, в другому — самотечная. Закладний матеріал подається по тих, що повстають, пройденним на кордонах блоку ( мал. 4 ); для видачі руди в закладці зазвичай владнують рудоспуски . Для зменшення втрат руди перед відбоєм чергового шару поверхню немонолітної закладки перекривають дерев'яними або металевими настилами або бетонують. При розробці потужних пологопадающих родовищ коштовних руд застосовують варіанти системи з монолітною закладкою і самохідним устаткуванням. Не дивлячись на велику трудомісткість і собівартість видобутку, завдяки високому витяганню запасів (втрати руди не перевищують 3—5%), низькому разубожіванію, можливості одночасної розробки декілька поверхів і безпеки робіт в очисному забої ці системи застосовують при розробці коштовних і схильних до самозагорання руд.
Системи розробки з кріпленням очисного простору характеризуються регулярним зведенням крепі, службовці для підтримки нестійкої руди і вміщаючих порід в процесі очисної виїмки; зазвичай застосовують для розробки родовищ середньої потужності. Найчастіше використовують посилену розпір крепь. Очисна виїмка, як правило, — горизонтальними шарами або стелевиступна.
Розробку родовищ слабких руд, схильних до самообрушенію навіть при невеликих оголеннях, ведуть системами розробки таким, що скріпляє і закладкою очисного простору. Унаслідок високої вартості видобутку і малої продуктивності праці забійних робітників систему використовують лише для виїмки дуже коштовних руд.
Системи розробки з обваленням вміщаючих порід характеризуються заповненням виробленого простору обрушеними вміщаючими породами безпосередньо за виїмкою корисної копалини. Крутопадаючі і потужні поклади з нестійкою рудою і вміщаючими породами розробляють системою шарового обвалення, при якій виїмка руди ведеться в низхідному порядку горизонтальними шарами висотою 2,3—2,5 м. Для запобігання проникненню в корисну копалину обрушених порожніх порід служить запобіжний дерев'яний настил (деревний мат). Доставка корисної копалини — скреперна. Втрати 2—5%. Застосовують для розробки коштовних руд.
Розробку горизонтальних і пологопадающих пластообразних покладів потужністю до 4—5 м-коди ведуть стовповими системами з обваленням крівлі. Шахтне поле розділяють на стовпи шириною 25—80 м-коду і довжиною від 150 до 500—700 м-код; стовпи відпрацьовують по падінню суцільним забоєм (лавою) або заходкамі. Відбій вибуховим способом, а в слабких рудах — механічним (комбайнами). Втрати корисної копалини 7—10% (при виїмці заходкамі вони зростають до 15—20%). У СРСР ці системи застосовують для розробки родовищ марганцевих руд (Чиатура, Никополь).
Системи розробки з обваленням руди і вміщаючих порід характеризуються масовим відбоєм або самообрушенієм руди з подальшим її випуском під обрушеними вміщаючими породами. Застосовують для розробки потужних покладів у стійких і нестійких породах. У СРСР є основними при розробці залізних (90%) і фосфатних (100%) руд, широко поширені в кольоровій металургії. По порядку виїмки розрізняють підповерхове і поверхове обвалення. Висота підповерхів залежно від гірничотехнічних умов змінюється від 6—8 до 35—40 м-код; кожен підповерх має горизонт випуску і доставки. Відповідно до вибраних параметрів системи застосовують різні методи вибухового відбою. При розробці крутопадаючих покладів багатих руд, схильних до самообрушенію, застосовують варіанти системи підповерхового обвалення з виїмкою руди під дерев'яним настилом.
Відоме багато варіантів системи підповерхового обвалення, конструкція їх відрізняється прийнятим порядком виїмки, способом відбою і випуску корисної копалини, вживаним устаткуванням доставки і т.д. При невеликій висоті поверху (10— 18 м-коду ) застосовують варіант системи «закрите віяло» ( мал. 5 ). При висоті підповерху більше 20 м-коди руду відбивають на горизонтальні або вертикальні компенсаційні камери. Одинстадійні системи з обваленням руди і вміщаючих порід (без попередньої виїмки компенсаційних камер) забезпечують поліпшення техніко-економічних показників видобутку. Варіант підповерхового обвалення з відбоєм руди вертикальними шарами в затиснутому середовищі, тобто на раніше відбиту руду або обрушені порожні породи, показаний на мал. 6 . Відробіток ведуть секціями площею до 200 м 2 . При підповерховому обваленні з відбоєм руди похилими шарами на підконсольний простір свердловини бурять з вироблень бурового або доставки горизонту; у останньому випадку для запобігання руйнуванню скреперних вироблень свердловини недозаряжают на 10—12 м-коду від гирла. Випуск ведуть з двох-трьох лав воронок під захистом потолочини, що перешкоджає передчасному проникненню порожніх порід.
Ефективний варіант підповерхового обвалення з торцевим випуском руди і доставкою її до рудоспусків самохідними машинами ( мал. 7 ). Підготовка блоків полягає в проведенні через 7—9 м-коду на контакті з лежачим боком підповерхових штреків, з яких в шаховому порядку проходят орти, службовці для буріння, вантаження і доставки руди. Відстань між рудоспусками близько 250 м. Втрати руди в межах 10—15%.
При системах розробки поверхового примусового обвалення ( мал. 8 ) руду відбивають на всю висоту блоку. Об'єм одночасно відбиваної руди досягає декількох сотень тис. т. Фортеця і стійкість руди може змінюватися в широкому діапазоні. Застосовують відбій на компенсаційні камери горизонтальних підсічок і вертикальні компенсаційні щілини або камери. Відбій в затиснутому середовищі шарами товщиною 15—25 м-коду зазвичай ведуть на раніше підірвану руду, прилеглу до висаджуваного масиву; магазінірованную руду перед відбоєм розпушують частковим випуском. Втрати 12—18%.
Система поверхового (блокового) самообрушенія характеризується поступовим самообрушенієм руди в межах відпрацьовуваної ділянки і подальшим її випуском під обрушеними породами ( мал. 9 ). Висота блоку від 60 до 120—150 м-код, площа підсічки залежно від фізіко-механічніх властивостей руди і величини гірського тиску змінюється від 900 до 2500 м 2 . Для запобігання зависанню руди біля кордонів блоків виробляють бічну відрізку: підповерховими виробленнями, що облямовують, вузькими магазинами або відрізними камерами, підриванням віялових комплектів свердловин. При відробітку блоків, що граничать з виробленими ділянками, руда обрушується крупними глибами, що утрудняє випуск. Гідність — висока продуктивність праці забійних робітників і низька собівартість видобутку руди. Проте унаслідок великих втрат і разубожіванія руди (в середньому 20—25%) система не набула в СРСР широкого поширення. У Криворізькому басейні (копальня «Інгулец») в слабких рудах застосовують варіант підповерхового самообрушенія; висота підповерху 20—40 м-коду, площа підсічки 400—600 м 2 . підсічку утворюють підриванням шпурів глибиною 4—5 м-коду, пробурених з випускних вироблень.
Експлуатацію потужних родовищ корисних копалини часто ведуть комбінованими системами розробки, при яких камери і целіки приблизно рівних розмірів витягують одночасно або послідовно різними системами; підготовка блоків в цьому випадку здійснюється за єдиною схемою.
За кордоном підземна розробка руд поширена в Канаді, США, Мексиці, Чилі, Швеції, Франції, ФРН(Федеральна Республіка Німеччини) Родезії, Замбії, ЮАР(Південно-африканська Республіка), Австралії; велике число підземних копалень відносно невисокої продуктивності є в Італії, Іспанії, Японії, на Філіппінах. Найчастіше розробку ведуть системами поверхового самообрушенія, підповерхового самообрушенія, камерно-стовповими, з кріпленням і закладкою очисного простору. Застосовується комплексна механізація основних і допоміжних процесів, широко використовується самохідне устаткування. Діаметр вибухових свердловин зазвичай не перевищує 56 мм, що забезпечує хороше дроблення руди і високу продуктивність вантажно-транспортного устаткування.
Основними напрямами вдосконалення П. р. є: розтин потужних родовищ похилими стволами з видачею руди на поверхню конвеєрами і самохідними засобами; вживання похилих спіральних з'їздів для доставки в підземні вироблення людей, устаткування і матеріалів; використання ськипов великої ємкості (більше 50 т ) ; пристрій концентраційних горизонтів із збільшеною висотою рівня розтину; створення комбайнів для швидкісного проведення вироблень в міцних і середній фортеці скельних породах з використанням нових засобів руйнування цих порід, а також комбайнів і агрегатів для очисної виїмки руд середньої фортеці; комплексне вживання самохідних машин для механізації всіх основних і допоміжних процесів видобутку; підвищення потужності і продуктивності самохідних машин; зниження втрат і разубожіванія руди при системах з обваленням руди і вміщаючих порід; широка конвеєризація підземного транспорту; впровадження автоматизованих систем управління і т.п.
Літ.: Трушков Н. І., Розробка рудних родовищ, т. 1—2, М., 1946—47; Людей похилого віку Н. А., Системи розробки родовищ. Свердловськ — М., 1947; Агошков М. І., Розробка рудних родовищ, 3 видавництва, М., 1954; Городецкий П. І., Розробка рудних родовищ, М., 1962; Агошков М. І., Малахов Р. М., Підземна розробка рудних родовищ, М., 1966; Каплунів Р. П., Черемушенцев І. А., Підземна розробка рудних і розсипних родовищ, М., 1966; Іменітов Ст P., Технологія, механізація і організація виробничих процесів при підземній розробці рудних родовищ, М., 1973.
М. Д. Фугзан.
Розробка вугільних родовищ
Умови залягання вугільних пластів відрізняються великою різноманітністю (див. Вугільне родовище ) . Це, а також економічні причини зумовили вживання різної технології розробки вугільних пластів. Як правило для руйнування вугілля використовують механічні засоби або вибухові речовини; рідше гідравлічні (див. Гідравлічний видобуток вугілля) і хімічні (див. Підземна газифікація вугілля ) . Технологія очисних робіт передбачає або постійну присутність робітників в очисному забої, або безлюдну виїмку вугілля . Виділяють різні способи виїмки вугілля: комбайнами (див. Гірський комбайн ) , стругами (див. Стругова виїмка ), відбійними молотками або вибуховими речовинами. Найбільш перспективна виїмка вугілля комбайнами і стругами у поєднанні з механізованими крепямі — механізованими комплексами (див. Комплекси вугільні ) . Такими комплексами в СРСР здобуте 48,0% вугілля з очисних забоїв на пластах пологого і похилого падіння, де потрібне навалювання (1973). На крутих пластах виїмка комплексами доки (1974) обмежена.
Розрізняють системи розробки з довгими і короткими забоями.
Система розробки з довгим забоєм може бути суцільною, стовповою і комбінованою. Кожна з цих систем розробки має варіанти в залежності, наприклад, від напряму посування очисного забою по відношенню до елементів залягання пласта (по тому, що випрало, падінню, повстанню), способу підготовки поверху або ярусу до очисної виїмки, а при розробці потужних пластів — від методу їх виїмки по потужності: без розділення і з розділенням на шари (похилі, горизонтальні, поперечно-похилі).
Суцільна система розробки. Характерною є одночасність проведення підготує. вироблень і очисної виїмки вугілля в крилі поверху, панелі. Підготовка очисного забою ( мал. 10 ) виробляється на відстані не менше 25—50 м-коду від похилих (бремсберга, ухилу, ствола з ходками) або горизонтальних вироблень шляхом проведення транспортного і вентиляційного вироблень і розрізній печі між ними. У розрізній печі вмонтовують засоби механізації і приступають до очисної виїмки вугілля; очисний забій переміщається від похилого (горизонтальною) вироблення до кордону поверху (панелі). Услід за забоєм у виработном просторі проводять прилеглі до забою вироблення. Таке положення забоїв очисних і підготовчих вироблень зберігається протягом всього періоду відробітку поверху (ярусу). Застосовуються також інші варіанти системи, які залежать від кута падіння пластів і розрізняються способами підготовки пласта, проведення вироблень і т.п. Суцільна система розробки характеризується малим первинним об'ємом прохідних вироблень при підготовці нового очисного забою. Її основні недоліки: складні умови підтримки штреків; великі витоки повітря через вироблений простір; можливість зустрічі непередбаченого геологічного порушення і зупинки лави з цієї причини. Суцільна система розробки утрудняє використання високопродуктивних комплексів і агрегатів. Тому її вживання має бути обмежене тонкими пластами, що залягають на великих глибинах, і одиночними незахищеними пластами, небезпечними по раптових викидах вугілля і газу або гірських ударах.
Стовпова система розробки. Характерним для стовпових систем розробки є проведення підготовчих вироблень до початку очисних робіт; ці вироблення оконтурівают запаси вугілля в межах поверху, ярусу, виємочного стовпа.
Варіант стовпової системи розробки по тому, що випрало при панельному способі підготовки шахтного поля представлений на мал. 11 . Біля головного відкатувального штреку в похилих вироблень споруджують пріємно-отправітельную майданчик, що забезпечує прийом і відправлення вантажів від околоствольного двору до очисних забоїв і назад. Від майданчика до верхнього (або ніжней) кордону панелі проводять похилі вироблення: бремсберг (ухил) і ходки, які використовуються для подачі повітря, допоміжного транспорту, спуску — підйому людей. Вугілля транспортується стрічковими конвеєрами по бремсбергу (ухилу). Від похилих вироблень в обидві сторони проводять ярусні штреки (транспортний і вентиляційний) з допоміжними виробленнями (заїздами, сбойкамі і ін.). У міру відробітку готується наступний ярус, для чого проходят нові штреки. Стовпова система розробки усуває недоліки, властиві суцільний, проте вона характеризується підвищеними втратами (на 5—7%) вугілля в целіках і збільшеним первинним об'ємом підготовчих вироблень, що проводяться. Її вживання дозволяє підвищити навантаження на очисний забій, поліпшити основні техніко-економічні показники. Знаходить широке вживання при розробці пластів тонких і середньої потужності, а також при шаровій розробці потужних пластів.
Набуває поширення система розробки довгими стовпами з посуванням очисного забою по падінню ( мал. 12 ) або повстанню пласта. Від вироблення, що розкриває пласт, проводиться головний польовий відкатувальний штрек. Паралельно польовому проводять штрек пласта і два похилі вироблення до вентиляційного горизонту, де їх сполучають розрізною піччю. Довжина виємочного стовпа до 1000—1500 м-код і більш, ширина відповідає довжині лави. Черговий стовп готується шляхом проведення нових похилих вироблень і розрізної печі. Система розробки з переміщенням забою по падінню дозволяє забезпечити зниження питомого об'єму вироблень, що проводяться і підтримуваних; постійну довжину лави в межах виємочного стовпа (що особливо важливе при оснащенні очисного забою механізованим комплексом устаткування або агрегатом); просту і надійну схему підземного транспорту; прямоточну схему провітрювання з подачею повітря до джерел виділення метану (очисний забій, вироблений простір, вугілля на конвеєрі, підготовчого вироблення). Недоліки: великий об'єм похилих вироблень, проведення і експлуатація яких обходяться дорожчим, ніж горизонтальних. При високій водобагатій застосовують аналогічну систему розробки з переміщенням очисного забою по повстанню пласта. Обидва варіанти системи розробки завдяки їх техніко-економічним перевагам є найбільш прогресивними для виїмки тонких і середньої потужності пластів з кутом падіння до 12—15°.
Систему розробки довгими стовпами по тому, що випрало або по падінню застосовують також при виїмці потужних пологих пластів.
При розробці тонких і середній потужності похилих і крутих пластів найбільшого поширення набула система розробки довгими стовпами по тому, що випрало. На вибір розмірів виємочного поля по тому, що випрало і довжини очисного забою вирішальний вплив робить спосіб виїмки вугілля. При буропідривній виїмці вугілля довжина виємочного поля не перевищує 300—400 м-коду, при механізованій може досягати 1000 м-коду і більш. Кожне виємочноє поле розкривають проміжними квершлагами, від яких по пласту проводять відкатувальний (конвеєрний) і вентиляційний штреки ( мал. 13 ). Система розробки довгими стовпами по падінню (щитова) застосовується для розробки крутих пластів з пересувною захисною крепью у вигляді щитового перекриття. Вперше запропонована в СРСР Н. А. Чинакалом і застосовується на шахтах басейну Коваля починаючи з 1938. Поверх заввишки по вертикалі 80—100 м-коду розділяють на виємочниє поля розмірами по тому, що випрало 250—300 м. Їх, у свою чергу, ділять на окремі щитові стовпи (див. Щитова виїмка ) . Довжина очисного забою і спосіб підготовки стовпа залежать від вживаної технології виїмки вугілля. При буропідривному способі виїмки вугілля ( мал. 14 ) довжина очисного забою не перевищує 24—30 м-коду; через кожних 6 м-коди під щитове перекриття проводяться углеспуськниє печі (свердловини). Ця система при буропідривному способі має недоліки: високі експлуатаційні втрати, великий об'єм підготовчих робіт, низька міра механізації і високий рівень ручної праці, висока аварійність. Внаслідок цього вона неперспективна.
При механізованому відбої вугілля із застосуванням щитових агрегатів доставка вугілля здійснюється по флангових печах, а довжина очисного забою досягає 55 м.
При щитовій системі розробки бічні породи мимоволі обрушуються услід за опусканням щита по падінню. Сфера застосування цієї системи розробки обмежується пластами з кутами падіння св. 55°.
При стовпових системах розробку; потужних пластів з розділенням на шари пласти ділять на похилі, горизонтальні і поперечно-похилі шари умовною плоскістю, орієнтованою в просторі відповідно похило але падінню пласта, паралельно грунту (або крівлі), горизонтально між лежачим і висячим боками і, нарешті, з нахилом у бік грунту під кутом 30—40° до горизонту. Товщина шару не перевищує 3,5 м.
Система розробки горизонтальними смугами по тому, що випрало у висхідному порядку застосовується на пластах потужністю 3,0—4,5 м-коду з кутами падіння зверху 60° ( мал. 15 ) при гідравлічній закладці виробленого простору і виїмці вугілля за допомогою комбайнів. Пласти більшої потужності можуть відпрацьовуватися пошарово, товщина шару при цьому не повинна перевищувати 4,5 м. двокриле поле Виємочноє розмірами по тому, що випрало 300—400 м-коду розкривається на відкатувальному і вентиляційному горизонтах проміжними квершлагами. На флангах поля проводяться вентиляційні скати, в його середній частині у міру посування забою по повстанню у виробленому і закладеному просторі зводиться углеспуськной скат. В цілях поєднання робіт по виїмці вугілля і зведенню закладного масиву смуги лівого і правого забою поперемінно випереджають один одного по повстанню на половину висоти смуги, що виймається, рівної 4,5—5,0 м. Виїмка вугілля здійснюється одним або двома комбайнами в протилежних крилах виємочного поля. Доставка вугілля від комбайнів до углеспуськному ската виробляється конвеєрами. Після закінчення виїмки вугілля в крилі комбайн переганяється в суміжне крило по перехідній фермі, розташованій над углеспуськним скатом, і виробляється прийом гідрозакладки з пульповода, прокладеного по фланговому скату.
Система розробки поперечно-похилими шарами потужних крутих пластів застосовується лише при управлінні крівлею шляхом закладки виробленого простору. Виїмка вугілля в шарах виробляється за допомогою буропідривних робіт.
При розробці пологих потужних пластів похилими шарами пласт ділиться на два і більш за шари ( мал. 16 ). Для цього від похилих вироблень до межі шахтного поля (панелі) проводять відкатувальний штрек. Як вентиляційний використовують відкатувальний штрек відпрацьованого вишерасположенного поверху. Біля кордону шахтного поля (панелі) по верхньому шару проводять розрізну піч і два шарові штреки — конвеєрний і вентиляційний. Конвеєрний шаровий штрек сполучають з відкатувальним, а вентиляційний шаровий — з поверховим вентиляційним штреком. Аналогічно ведеться підготовка очисного забою по нижньому шару. Очисні роботи ведуться з випередженням забою верхнього шару по відношенню до ніжнему. Величина випередження залежить від прийнятого порядку відробітку шарів. Практикують одночасний відробіток шарів з невеликими випередженнями між ними (до 100 м-код ) і послідовну — з незалежною підготовкою кожного шару. Між шарами зазвичай залишають пачки вугілля товщиною 0,3—0,6 м-коду або рідше використовують гнучкі перекриття з металевих смуг і сітки (див. Перекриття в гірській справі). Виїмку шарів виробляють за принципом довгих стовпів по тому, що випрало або падінню (при кутах до 12—15°).
Система розробки похилими шарами потужних крутих і похилих пластів застосовується при управлінні крівлею обваленням і закладкою виробленого простору. При обваленні крівлі шари відпрацьовують в низхідному порядку із застосуванням буропідривної виїмки вугілля під гнучким металевим перекриттям. Така система розробки застосовується на пластах потужністю понад 4,5 м.
При управлінні крівлею закладкою виробленого простори відробіток похилих шарів виробляється у висхідному порядку; кількість шарів не перевищує 4, товщина шаруючи 3,5 м. Похилі шари виймають буропідривним або механізованим способами. При буропідривній виїмці вугілля розміри виємочного поля по тому, що випрало не перевищують 400 м-коду, шари відпрацьовують смугами по тому, що випрало, довжина очисного забою в смузі не перевищує 12 м. При механізованій виїмці вугілля відробіток похилих шарів може вироблятися довгими стовпами по тому, що випрало або по повстанню. Довжина очисного забою при цьому 30—200 м-код, довжина виємочних полів по тому, що випрало 400—1200 м-коду, товщина шару 2,5—3,5 м., що виймається, Технологія виїмки вугілля із застосуванням комплексів передбачає збільшення вертикальної висоти поверху до 200— 250 м-коду і вживання в шарах зміцненої закладки, яка, володіючи високою здатністю, що несе, забезпечує безпечну роботу механізованих крепей в подальших шарах без вживання додаткових перекриттів.
Комбінована система розробки потужних пологих пластів похилими шарами з випуском міжшарової товщі вугілля при використанні спец.(спеціальний) вугільного комплексу вперше застосована на шахтах Кузбасу. Вона призначена для пластів потужністю 7—12 м-коду з невеликою газоносністю. Пласт ділять на два шаруючи, відпрацьовуваних незалежно. Верхній, т.з. монтажний, шар має товщину 1,5—2,0 м. Його відпрацьовують системою довгих стовпів по тому, що випрало ( мал. 17 ).
Одночасно з виїмкою вугілля вмонтовують гнучке металеве перекриття. На це перекриття виробляють обвалення порід крівлі. Нижній шар відпрацьовують стовпами по падінню. Довжина стовпів 300—500 м-коду, очисного забою 40—80 м. Виїмку вугілля в шарі на висоту крепі (2,8 м-код ) виробляють комбайном, а в міжшаровій товщі — за допомогою буропідривних робіт. Зруйноване вугілля міжшарової товщі випускають на забійний конвеєр через люки, наявні в обгороджуванні крепі.
Системи розробки з короткими забоями діляться на камерних і камерно-стовпових. При камерних системах розробки довжина камер може бути 200—300 м-коду; ширина 4—15 м-коду; междукамерних целіків від 2 до 6 м-кодів, дільничних, — 5—10 м. Розміри виємочного ділянки вибираються з таким розрахунком, щоб обвалення крівлі відбувалося після його відробітку, і на пологих пластах складають 50—150 м.
Камерно-стовпова система розробки відрізняється від камерної тим, що междукамерниє целіки частково погашаються ( мал. 18 ), внаслідок чого підвищується міра витягання вугілля. Між до
