ЛЕКЦИЯ 7. Одногоризонтное вскрытие шахтных полей.
Рассматривается технология одногоризонтного вскрытия шахтных полей вертикальными и наклонными стволами, а также штольнями при пологом и наклонном залегании угольных пластов
Цель – формирование умений принятия рациональных решений при одногоригонтных схемах вскрытия пологих и наклонных пластов
2.1. Общие сведения
Определение.Одногоризонтными схемами вскрытия шахтных полей называются схемы, при которыхcповерхности на глубине один раз вскрываются запасы и формируется грузопоток для выдачи на поверхность, а сроки службы горизонта и шахты равны.
Область применения. Пологие и наклонные угольные (от 0 до 18-25°), без ограничения по мощности и числа угольных пластов, а также расстояния между ними.
Размер шахтного поля по падению до 2,4-3,0 км и по простиранию до 4-6 км.
Производственная мощность шахты до 1,2-1,5 млн. т. в год при сроке службы шахты до 50-60 лет. Она может быть большей при увеличении числа вскрывающих выработок.
Расположение главных вскрывающих выработок зависит от размеров шахтного поля. По расположению вскрывающих выработок дают оценку эффективности и безопасности разработки месторождения.
Структура схемы вскрытия.Схема вскрытия шахтного поля включает: технологический поверхностный комплекс, главные вскрывающие выработки, сбойки, выработки околоствольного двора, дополнительные вскрывающие выработки (капитальные квершлаги, гезенки, наклонные квершлаги, скаты, капитальные бремсберги и уклоны, этажные квершлаги, гезенки и скаты). Количество дополнительных выработок зависит от числа разрабатываемых пластов, расстояния между ними и размера шахтногополя по падению. Расположение главных вскрывающих выработок относительно границ шахтного поля может быть самым разнообразным. Название схемы вскрытия шахтного поля дается по расположению главных и вспомогательных вскрывающих выработок.
Технология одногоризонтного вскрытия запасов в шахтном поле предусматривает выполнение работ по вскрытию в следующей последовательности: проведение главных вскрывающих выработок до уровня откаточного горизонта и их сбойку для вентиляции, далее выполняют разделку ствола и сооружают околоствольный двор. В устье главных вскрывающих выработок воздухоподводящие и отводящие каналы оборудуют системой реверса воздушной струи. Затем производят собственно вскрытие пласта, проводя вспомогательные выработки.
Вентиляция. В шахту струю воздуха подают по главной вскрывающей вспомогательной выработке и далее по транспортным выработкам к очистным и подготовительным забоям. Отвод исходящей струи воздуха из шахты осуществляется через вентиляционные вспомогательные выработки, которые располагают на границах частей шахтного поля.
Транспорт.Полезные ископаемые и породу транспортируют по главной вскрывающей выработке. Применение транспортных средств не ограничивается.
2.2. Вскрытие горизонтального одиночного пластавертикальными стволами
Область применения.Вскрытие одиночного горизонтального пласта, имеющего небольшую волнистость по гипсометрии. Глубина залегания более 100 м.
Производственная мощность шахты до 1,2 млн. т в год при размерах шахтного поля от 0,6 до 2-3 км. Срок службы шахты до 40 лет. Угольные пласты средней мощности.
Типичные условия залегания угольных пластов Подмосковного бассейна (Россия), Днепровского буроугольного бассейна и пластов марганцевой руды в Никопольско-Марганецком бассейне.
Схема вскрытия.При вскрытии одиночного пласта главный и вспомогательный стволы располагают приблизительно по центру шахтного поля (рис. 2.1). Вспомогательные вскрывающие выработки отсутствуют (см. табл. 1.1). Ниже откаточного горизонта сооружают зумпфдля накапливания воды, которая стекает по стенкам ствола, и приема скипа и загрузки его углем. Зумпф главного ствола имеет глубину 20-30 м, а вспомогательного ствола – 6-7 м.
Технология вскрытия. С поверхности проводят центрально-сдвоенные стволы таким образом, чтобы они пересекали пласт в самом низком месте и вода стекала в водосборник околоствольного двора. Для лучшей устойчивости выработки околоствольного двора сооружают в почве пласта. Там же бурят две скважины диаметром 0,5-0,6 м и оборудуют их специальными устройствами для спуска в шахту лесных длинномерных материалов.
Рис. 2.1. Схема вскрытия и подготовки одиночного угольного пласта:
1,2 – штреки главного направления; 3 – сбойка; 4,5 - панельные штреки.
На уровне откаточного горизонта запасы вскрывают (главными штреками) штреками главного направления 1 и 2, соединяя периодически их сбойками 3 при длине шахтного поля до 1,0 км. При больших его размерах. запасы подготавливают панельными штреками4 и 5.При сложной конфигурации шахтного поля у технической границы дополнительно бурят вентиляционные скважины.
Вентиляция.При центрально-сдвоенном расположении главного и вспомогательного стволов в шахтном поле реализуется возвратноточная схема вентиляции горных выработок. Свежая струя воздуха поступает в шахту по вспомогательному стволу, по выработкам околоствольного двора и далее движется по главному откаточному и подготавливающему штрекам к очистному забою. Из забоя исходящая струя движется по вентиляционному подготовительному штреку на главный вентиляционный штрек и далее к выработкам околоствольного двора. На поверхность она выдается через главный ствол.
При наличии вентиляционных скважин у технических границ шахтного поля применяют центрально-отнесенную схему вентиляции. Исходящая струя движется по вентиляционным выработкам и выдается на поверхность через вентиляционные скважины.
Транспорт. На откаточном горизонте для доставки угля в околоствольный двор применяют локомотивный и конвейерный транспорт. По вертикальным стволам уголь выдают скипами, а породу, материалы, оборудование и людей поднимают и опускают клетями.
Выводы.Принятая схема вскрытия обеспечивает применение поточного вида транспорта и эффективную схему вентиляции при достаточно высокой годовой производственной мощности шахты.