§ 2. Схемы подготовки шахтного поля

Для очистной выемки необходимо пройти комплекс подготови­тельных выработок. Подготовительные выработки можно проводить по руде (рудная подготовка) и по пустым породам (полевая подготовка). Выбор между рудной и полевой подготовкой решают технико-экономическим сравнением. При этом необходимо учитывать срок службы горизонта, необходимые затраты на проведение и поддержание выработок и ряд других показателей.

При подготовке маломощных месторождений крепких руд откаточный штрек обычно проходят по руде (рис. ХIV.5,а), а при недостаточной устойчивости руд – по породам лежачего бока (рис. ХIV.2,б).

К подготовительным выработкам при разработке маломощных месторождений относят откаточный штрек и восстающие в каждом блоке. При подготовке мощных месторождений в блоке про­ходят откаточные, штрек орт и восстающие.

Смешанную подготовку (рис. ХIV.5,в) осуществляют при разработке слабоустойчивых руд. Откаточные и вентиляционные подэтажные выработки проходят в лежачем боку вне зоны сдви­жения пород при отработке нижележащего этажа.

Кольцевое расположение главных откаточных выработок (рис. ХIV.2,д) применяют при разработке мощных месторождений на шахтах большой производительности. Квершлаги и откаточный штрек ле­жачего бока обычно проходят двухпутными, а отка­точные орты и штрек висячего бока – однопутными.

§ 3. Построение зоны и границ сдвижения на поверхности

Горные породы до начала выемки полезного ископаемого на­ходятся в состоянии равновесия. Выемка полезного ископаемого нарушает равновесие окружающих пород, вызывая их смещение в выработанное пространство. Это явление называют сдвиже­нием горных пород, а часть земной поверхности, подвер­гающуюся сдвижению, мульдой сдвижения. В зависимо­сти от литологического состава, крепости и строения толщи пород, расположенных выше разрабатываемых залежей, глубины зале­гания и угла падения пород, мощности разрабатываемой залежи и гидрогеологических условий, нарушенности пород, применяемых систем разработки и способа управления кровлей и рельефа местности изменяются характер смещения пород, форма мульды сдви­жения и длительность процесса смещения.

В результате перемещения вмещающих пород в выработанное пространство образуются зоны обрушения 1 и зоны сдвижения 2 (рис. ХIV.6,а).

Зона обрушения− участок земной поверхности с разло­мом и разрушением слоев. Зона обрушения у своих границ имеет форму террас с дальнейшим переходом в обрушение.

В зоне сдвижения оседает земная поверхность без раз­рыва ее сплошности. Горные выработки, здания и сооружения на поверхности, находящиеся в зоне сдвижения, деформируются. Горные породы в пределах зон сдвижения и обрушения перемещаются по наклонным поверхностям сдвижения 3 и обрушения 4. Углы наклона поверхности сдвижения к горизонту называются углами сдвижения 5. Величина углов сдвижения зависит от физико-механических свойств горных пород, слоистости, обводненности, глуби­ны разработки и других факторов.

При построении зоны и границ обрушения на поверхности руководствуются углами естественного откоса для рыхлых пород и углами сдвижения для скальных пород, устанавливаемых по мере изучения процесса сдвижения для данного месторождения или по аналогии.

Для построения зоны сдвижения и ее границ (рис. ХIV.3, б) на продольном и поперечных размерах месторождения от конечной глубины разработки у контактов лежачего, висячего боков и по простиранию строят углы сдвижения пород по соответствующим направлениям до контакта коренных пород с наносами. Если вме­щающие породы неоднородные, то по каждому пересекаемому пласту необходимо откладывать угол сдвижения, характерный для данной породы. От точки выхода линии сдвижения к контакту с наносами откладывают линию сдвижения под углом, характерным для данных наносов, обычно под углом 45^о.

Рис. ХIV.6. Построение границ сдвижения на поверхности

Точки выхода линий сдвижения на земную поверхность дают границу воздействия подземных горных работ. Если построение выполняется в период проектирования шахты (рудника), то в указанной зоне поверхности запрещается сооружать капитальные здания и сооружения.