3.10.Вскрытие вертикальными стволами и погоризонтными квершлагами с углубкой стволов
Сущность вскрытия вертикальными стволами и погоризонтными квершлагами с углубкой стволов заключается в том, что при значительных размерах шахтного поля по падению, чтобы исключить длинные и ступенчатые уклоны, его разделяют на горизонты и вскрытие каждого из них осуществляют последовательно погоризонтными квершлагами. Стволы первоначально проводят только до отметки первого горизонта, а затем, по мере отработки его запасов, производят углубку их до отметки второго горизонта и т. д. На каждом горизонте сооружается околоствольный двор.
Данный способ вскрытия применяется в двух вариантах — с отработкой запасов на каждом горизонте только бремсберговыми полями, за исключением самого нижнего, где допускается отработка и уклонного поля (рис. 5 .24), и с отработкой запасов на каждом из горизонтов бремсберговыми и уклонными полями (рис. 5 .25).
Рисунок 5.24 – Вскрытие шахтного поля вертикальными стволами и погоризонтными квершлагами с периодической углубкой стволов при отработке запасов бремсберговыми полями и последней ступени – уклонами
1, 2, 3 – ствол главный, вспомогательный и вентиляционный; 4, 5 – капитальный квершлаг 1–го горизонта соответственно транспортный и вентиляционный; 6, 7 – то же 2–го горизонта
Каждый из указанных вариантов имеет свои достоинства и недостатки.
При отработке запасов горизонта только бремсберговыми полями отпадает необходимость сооружения сложных и дорогостоящих водоотливных комплексов на приемных площадках уклонов по каждому пласту, обеспечивается эффективное восходящее проветривание ступени. Однако уменьшается наклонная высота горизонта, что ведет к увеличению их числа в шахтном поле и к росту капитальных затрат на вскрытие.
Рисунок 5.25 – Вскрытие шахтного поля вертикальными стволами и погоризонтными квершлагами с отработкой запасов горизонтов бремсберговыми и уклонными полями
(расшифровка обозначений та же, что и на рис. 5 .24)
При комбинированном способе увеличивается высота горизонтов, так как в каждом из них размещается две выемочные ступени, а следовательно, уменьшается их число в шахтном поле и, естественно, снижаются затраты на их сооружение и оборудование. Однако при этом ухудшаются условия проветривания уклонных полей из-за утечек воздуха между наклонными подготавливающими выработками, появляется необходимость сооружения участковых водоотливных комплексов на каждом этаже (ярусе) уклонных полей.
При отработке горизонтов только бремсберговыми ступенями общее количество горизонтов в шахтном поле при освоенной в эксплуатации высоте ступени 1200..1500 м может составлять 2..3 и более, а при комбинированном порядке, как правило, не более двух по следующим причинам. Минимальное количество выемочных ступеней при этом 4 предопределяет размер шахтного поля по падению до 6000 м. При угле падения пластов 15° нижняя техническая граница поля окажется на глубине свыше 1600 м, что превышает допустимую. При углах менее 10° становится весьма значительной длина погоризонтных квершлагов, особенно для свиты пластов, что тоже имеет свои недостатки. В таких случаях следует принимать другие технические решения, например, вскрытие нижней уклонной части производить дополнительными стволами, а всю добычу передавать по транзитному уклону на последний подъемный горизонт (см. подробнее об этом в п. 6.3).
По варианту вскрытия, представленному на рис. 5 .25, шахтное поле длиной по падению Н разделяется на две равные части по Н/2 каждая. Верхняя часть вскрывается вертикальными стволами и погоризонтным транспортным квершлагом 4. Подготовка шахтного поля в этой части аналогична таковой при вскрытии капитальным квершлагом (см. п. 3.3).
Ко времени отработки запасов верхней части шахтного поля вскрывается и подготавливается нижняя часть длиной Н/2. Для этой цели стволы углубляются до отметки второго рабочего горизонта, на котором проводится второй погоризонтный транспортный квершлаг 6. Размеры выемочных ступеней как бремсберговых, так и уклонных принимаются обычно одинаковыми и равны Н/4.
Схема транспорта угля и проветривания шахтного поля в каждой его части такие же, как и при вскрытии капитальным квершлагом (см. п. 3.3).
Достоинства вскрытия вертикальными стволами и погоризонтными квершлагами:
общие для вскрытия вертикальными стволами (п. 3.1);
возможность отработки шахтных полей больших размеров по падению без ступенчатых уклонов;
возможность отработки шахтного поля только бремсберговыми полями;
возможность технического обновления шахты при сооружении новых горизонтов.
Недостатки способа вскрытия:
общие для вскрытия вертикальными стволами (п. 3.1);
сложность работ по углубке стволов и подготовке новых горизонтов в условиях действующей шахты;
большие капитальные затраты будущих лет по вскрытию шахтного поля;
усложняется режим работы подъемов при переходе работ с одного горизонта на другой.
Условия применения:
общие для вскрытия вертикальными стволами;
большие размеры шахтного поля по падению (более 2500..3000 м);
угол падения пластов от 10° до 30..35°;
большая производственная мощность шахты.