40) Совместное и обособленное вскрытие залежи. Групповое вскрытие шахтных полей. Сравнительная характеристика, условия применения

При шахтном вскрытии месторождения различают вскрытие вертикальными (рис. 4) и наклонными (рис. 5) шахтными стволами. Осуществляют также вскрытие месторождения комбинированным способом (рис. 6), при котором в пределах одного шахтного поля применяются совместно выработки того и другого типа. При сложном рельефе поверхности в горах или на сильно пересечённой местности, как правило, осуществляют вскрытие месторождения штольнями (рис. 7) или применяют комбинированный способ (штольни в сочетании с вертикальными или наклонными стволами). Наиболее универсальный и распространённый способ вскрытия месторождения — вертикальными стволами, которые могут пересекать горные породы и пласты (залежи) полезных ископаемых или находиться в их почве (лежачем боку). Наклонные стволы обычно проходят (см. горно-капитальные работы) по пласту, реже во вмещающих породах; штольни — как по пласту, так и по породе лежачего или висячего бока, по простиранию или вкрест простирания пласта (рудного тела). Стволы сооружают сразу на полную глубину или до определённого горизонта с последующей углубкой (см. горнопроходческие работы). В связи с этим различают вскрытие месторождения с одним или несколькими транспортными горизонтами. При вскрытии месторождения наклонными стволами практически возможны только многогоризонтные способы, а при штольнях — одногоризонтные и комбинированные. Главный ствол для выдачи из шахты полезных ископаемых располагают так, чтобы он делил шахтное поле как по падению, так и по простиранию примерно на две равные части. Вспомогательные вертикальные стволы (один или несколько), сооружаемые для создания не менее двух отдельных выходов на поверхность, выдачи породы, спуска (подъёма) людей, материалов и т.п., по отношению к главному стволу могут иметь центральное, центрально-отнесённое, фланговое, комбинированное и секционное расположение. В первом случае он располагается рядом с главным стволом. При центрально-отнесённом расположении его проходят у верхний границы шахтного поля, при фланговом — также у верхней границы на флангах; при комбинированном — кроме двух (реже трёх) стволов, в центре шахтного поля, в каждой панели (группе панелей) сооружают дополнительные вентиляционные стволы или шурфы у верхней границы поля. При секционной схеме главные и вспомогательные стволы находятся в центре одного из блоков шахтного поля, в других блоках сооружают свои вентиляционные центральные или центрально-отнесённые стволы, позволяющие обеспечить прямоточное проветривание подземных горных выработок. Центральные стволы выполняют все транспортные функции и служат для подачи свежего воздуха в шахту (кроме ствола со скиповым подъёмом для выдачи полезных ископаемых на угольных шахтах). Вентиляционные стволы используют для отвода исходящей струи воздуха из шахты и др. На месторождениях, представленных свитой пластов или совместно залегающих рудных тел, вскрытие месторождения осуществляют самостоятельно по отношению к отдельным из них капитальным выработкам или их комплексом различного типа. В последнем случае вскрытие месторождения производится вертикальными стволами и капитальными, этажными и погоризонтными квершлагами, штольнями и вертикальными стволами и т.п. Одногоризонтная схема вскрытия свиты пологих пластов вертикальными стволами и капитальным квершлагом применяется при угле падения пластов 8-18° и размерах шахтного поля по падению не более 2,5 км. Её отличают относительно большой объём наклонных капитальных выработок, снижающий эффективность производства из-за использования малопроизводительной канатной откатки, а также значительной утечки воздуха, возникающие при движении его по наклонным выработкам в противоположных направлениях. Многогоризонтное вскрытие пологих пластов вертикальными стволами и погоризонтными квершлагами производится при углах падения пластов 8-18° и размерах шахтного поля по падению от 2,5 до 4 км и более. Схема требует последовательной углубки стволов и проходки нескольких параллельных квершлагов (на одном или нескольких горизонтах). Если верхняя граница шахтного поля находится сравнительно близко от земной поверхности, для проветривания выработок в каждой панели первого горизонта проходят шурфы или сооружают один фланговый ствол у границ смежных панелей и вентиляционный квершлаг. Расположение и количество скважин на месторождении определяется из условий наиболее полного извлечения полезных ископаемых из пласта и уровня капитальных затрат на разработку месторождения. Как правило, продуктивные пласты нефтяных и газовых залежей вскрывают скважинами на всю их толщину с последующим креплением обсадной колонной и изоляцией (тампонажным раствором) всех вскрытых нефтяных, газовых, водонасыщенных пластов. Затем осуществляют вторичное вскрытие пластов полезных ископаемых пулевыми, кумулятивными или гидропескоструйными перфораторами.

Pис. 4. Cхемы вскрытия шахтных полей вертикальными стволами: одного пласта c постоянным транспортным горизонтом (a); свиты пластов c двумя транспортными горизонтами (б); свиты пластов c постоянным транспортным горизонтом (в); свиты пологих пластов c погоризонтными квершлагами и углубкой стволов (г); свиты крутых пластов c этажными квершлагами и углубкой стволов (д); 1, 2 - главный и вспомогательный стволы соответственно; 3 - квершлаг. Pис. 5. Cхемы вскрытия шахтных полей наклонными стволами, пройденными по залежи полезного ископаемого (a), по породам висячего бока (б), по породам висячего и лежачего бока (в), в сочетании c погоризонтными квершлагами и капитальным бремсбергом (г): 1 - ствол; 2 - квершлаг; 3 - капитальный бремсберг. Pис. 6. Cхемы комбинированного вскрытия шахтных полей вертикальным и наклонным стволами (a); вертикальным и наклонным стволами c капитальным квершлагом (б): 1 - вертикальный ствол; 2 - наклонный ствол; 3 - капитальный квершлаг. Pис. 7. Cхемы вскрытия шахтных полей штольнями: c расположением в висячем боку (a); проходкой их вкрест простирания свиты пластов (б); ориентацией штольни по простиранию (в): 1 - штольня; 2 - квершлаг.