4.4Порядок отработки частей шахтного поля

Отработка этажей в шахтном поле и ярусов в панели может осуществляться как в нисходящем (сверху вниз), так и в восходящем (снизу вверх) порядке. В основном распространен нисходящий порядок отработки, особенно на шахтах с высокой газоносностью. В отдельных случаях при согласовании с органами Госгортехнадзора применяют восходящий порядок отработки, например при большом водопритоке и на негазовых шахтах.

Этажи в шахтном поле или ярусы в панели можно отрабатывать прямым или обратным ходом. Рассмотрим простейший случай, когда в пределах яруса или этажа размещается один очистной забой (рис. 4.3): варианты лава-этаж или лава-ярус.

Если отработка ведется в направлении от ствола к границам шахтного поля по простиранию, то это прямой порядок (ход), в противоположном направлении — обратный. При обратном порядке отработки должны быть предварительно пройдены все подготовительные выработки.

П

Рис. 4.3. Схемы прямого (а) и обратного (б) порядка отработки крыла шахтного поля:

1 — бремсберг; 2 — ходок, 3 — разрезная печь; 4— вентиляционный штрек; 5 — бутовая полоса; 6 — откаточный штрек

рямой порядок отработки по сравнению с обратным имеет следующие преимущества: более короткий срок подготовки очистных забоев, отсутствие предварительных затрат на проведение штреков значительной протяженности.

Достоинства обратного порядка отработки заключаются в следующем: снижаются затраты на поддержание этажных или ярусных штреков; возможно устранение утечек через выработанное пространство свежей струи воздуха; достигается независимость очистных работ от подготовительных; осуществляется доразведка условий залегания угольного пласта.

При делении шахтопласта на этажи, а их, в свою очередь, — на выемочные поля, последние могут отрабатываться прямым и обратным ходом. Преобладает прямой порядок отработки выемочных полей, а в пределах выемочного поля — обратный.

При делении шахтопласта на панели их в бремсберговой ступени отрабатывают последовательно от ствола к границам по простиранию. Это позволяет уменьшить объем работ по проведению главных штреков при подготовке первых панелей. Панели в уклонной ступени целесообразно отрабатывать в обратном направлении, то есть от границ шахтного поля, погашая при этом главные штреки. Отработка ярусов в панели осуществляется, как правило, обратным ходом.

4.5Общая характеристика вскрывающих выработок

Вскрывающие выработки обеспечивают доступ к полезному ископаемому с поверхности. Они подразделяются на основные и дополнительные. К основным вскрывающим выработкам относят те, которые имеют непосредственный выход на земную поверхность: вертикальные или наклонные стволы, штольни и шурфы. Основные вскрывающие выработки, по которым осуществляется выдача полезного ископаемого на поверхность, называются главными, а предназначенные для других целей (спуск-подъем людей, материалов и оборудования и др.) — вспомогательными. Вспомогательные вскрывающие выработки не имеют непосредственного выхода на земную поверхность. К ним относятся квершлаги, гезенки, слепые стволы, капитальные бремсберги и уклоны. Выбор типа дополнительной вскрывающей выработки зависит от конкретных горно-геологических условий, основными из которых являются: число вскрываемых угольных пластов, их угол падения, величина междупластья.

Вертикальные стволы как вскрывающие выработки в большинстве случаев пересекают угольные пласты. При вскрытии крутонаклонных и крутых пластов их в большинстве случаев располагают за пределами угольных свит. Преимущества вертикальных стволов заключаются в следующем: большое сечение, что обеспечивает пропуск необходимого количества воздуха в шахту; меньше затраты на поддержание и обслуживание; возможность совмещения в стволе различных транспортных операций. Основные недостатки: большие затраты на проходку; цикличность подъемных операций; сложность процесса углубки.

При вскрытии наклонными стволами их проводят либо по пласту, либо по пустым породам в лежачем боку свиты. Иногда их проводят по вмещающим породам под углом к напластованию. Обычно стволы имеют угол наклона, обеспечивающий транспортирование угля на поверхность конвейерами. Поэтому наклонные стволы обеспечивают поточный транспорт угля от забоя до поверхности, характеризуются большой пропускной способностью, лимитируемой производительностью конвейера. К недостаткам наклонных стволов как вскрывающих выработок следует отнести: большую их протяженность; трудоемкость проходки в сложных горно-геологических условиях; большие затраты на поддержание.

Наиболее простым и экономичным является вскрытие штольнями, применяемое в специфических условиях, но оно имеет ограниченное применение.

Главные вскрывающие выработки необходимо располагать таким образом, чтобы обеспечивались минимальные затраты на транспорт полезного ископаемого, поддержание и проветривание горных выработок. В основе расчетных методов отыскания места заложения главного ствола лежит решение транспортной задачи, разработанное Л.Д.Шевяковым и Р.А.Селецким.

Дополнительные вскрывающие выработки подразделяются на следующие типы (в зависимости от срока их службы):

• капитальные (служат весь срок отработки запасов шахтного поля);

• горизонтные (служат в течение времени отработки запасов между смежными транспортными горизонтами — пологое падение);

• этажные (служат в течение времени отработки запасов одного этажа).

Наиболее распространенной дополнительной вскрывающей выработкой является квершлаг. Следовательно, с точки зрения вскрытия различают капитальные, горизонтные и этажные квершлаги.

При вскрытии вертикальными стволами различают следующие схемы взаимного расположения воздухоподающего и вентиляционного (воздуховыдающего) стволов в шахтном поле: центрально-сдвоенное, центрально-отнесенное, комбинированное, диагональное и фланговое (рис. 4.4). Их взаимное расположение определяет схему вентиляции шахты. Главный ствол располагается, как правило, рядом с воздухоподающим. Только в отдельных случаях он может использоваться для подачи воздуха в шахту. При центрально-сдвоенном, центрально-отнесенном и комбинированном расположении стволов в шахтном поле применяют центральную систему проветривания. Ее недостатком является непрерывное по мере ведения горных работ изменение суммарной длины проветриваемых выработок. В зависимости от направления работ она либо увеличивается (при прямом порядке), либо уменьшается (при обратном порядке). Другие схемы расположения стволов предопределяют фланговую схему проветривания. В этом случае суммарная длина проветриваемых выработок постоянна.

Ц

Рис. 4.4. Расположение стволов в шахтном поле: а — центрально-сдвоенное; б — центрально-отнесенное; в — комбинированное; г — диагональное; д — фланговое; 1 — воздухоподающий ствол; 2 — вентиляционный ствол

ентрально-сдвоенное расположение стволов предопределяет их размещение на одной промплощадке поверхностного комплекса (рис. 4.4,а). Расстояние между ними не менее 30 м. В других случаях главный и воздухоподающий стволы расположены на одной промплощадке, а вентиляционные — на некотором расстоянии от нее (2–3 км и более). На большинстве современных угольных шахт с вертикальными стволами применяют диагональное или фланговое расположение. На отдельных крупных шахтах число стволов достигает 5–8 единиц различного функционального назначения.

Площадь поперечного сечения главного ствола зависит от числа и габаритов размещенных в нем подъёмных сосудов (скипов), а воздухоподающего — от количества подаваемого в шахту воздуха.