для обслуговування підземних гірничих робіт. Сліпі стволи проводить для розкриття нових горизонтів й призначені для підйому вугілля, спуску й підйому людей і різних вантажів, провітрювання, водовідливу (рис. 4.3).

Гезéнк 6 (від нім. Blindschacht, Gesenk) – вертикальна чи круто-похила гірнича виробка, яка не має безпосереднього виходу на земну поверхню й призначена для спуску вугілля з верхнього горизонту на нижній під дією власної ваги, для переміщення людей, прокладання трубопроводів, каналізації повітря, енергії тощо. В залежності від призначення гезенк проводять по корисної копалині або по пустих породах, обладнають одним -, двома чи трьома відділеннями (для корисної копалини, породи, драбинних хідників тощо) (рис.4.3).

Похилі виробки. Бремсберг 7 (від нім. Bremsberg, від Bremse – гальма й Berg – гора) – похила гірнича виробка, яка не має безпосереднього виходу на земну поверхню, проводиться, за звичай, за падінням пласта, призначена для спуску корисної копалини за допомогою механічних улаштувань (рис.4.3,4.25). Поперечний переріз бремсбергу надано рис.4.6; в плані – рис.4.5. У залежності від призначення й розташування розрізняють: головні (основні), панельні, проміжні (дільничні) й допоміжні.

Уклон 8 (рис. 4.3) – похила гірнича виробка, що не має безпосереднього виходу на земну поверхню, проводиться за падінням пласта й призначена для підйому корисної копалини або інших вантажів із нижніх горизонтів на верхній.

Хідник 9 (нім. Fahrort) (рис. 4.5, 4.6) – похила (або горизонтальна) гірнича виробка, що не має безпосереднього виходу на земну поверхню, проводиться паралельно бремсбергу чи уклону (на відстані 20…30 м) і призначена для каналізації повітря, переміщення людей і вантажів (порід, матеріалів, обладнання).У зв’язку з цим їх поділяють на людські (обладнаються сходами чи трапами) та вантажні. Хідник може бути проведений для з’єднання службової камери з протяжною виробкою.

Рис. 4.5. Вигляд виробок у плані: 4 – шурф;7 – бремсберг; 9 – хідники; 11 – печі; 14 – штреки; 22 - обхідні

36

Практичне заняття 7 розкриття шахтного поля

Витрати часу: 4 години аудиторних занять.

Цілі практичного заняття:

– свідомо використовувати теоретичні знання з основних варіантів розкриття і їх особливостей;

– розвивати здібності аналізу умов застосування варіантів розкриття; робити порівняль­ний аналіз варіантів розкриття; розв’язувати питання забезпечення провітрювання гірничих виробок; знаходити раціональні схеми транспорту та створення комфортних умов праці;

– використовувати уміння при роботі з науковою, навчальною і довідковою літературою у професійній підготовці кваліфікованих робітників.

Основні теоретичні положення. Класифікація розкриття шахтних полів. Основою класифікації є принцип розподілу усіх варіантів систем розкриття по двох ознаках: виду основної і додаткової розкривної виробки.

Класи систем розкриття: вертикальними стволами; похилими стволами; штольнями; комбіновані (системи розкриття за допомогою комбінації основних розкривних виробок).

Групи систем розкриття: без додаткових розкривних виробок; з горизонтальними розкривними виробками; з вертикальними розкривними виробками.

Види систем розкриття визначаються з функціонального призначення додаткових розкривних виробок, що, як відомо, можуть бути капітальними, погоризонтними, поверховими, проміжними і т.д.

Розкриття вертикальними стволами. При розкритті вертикальними стволами з поверхні до горизонту, наміченого до розкриття, проводять два вертикальних стволи - головний і допоміжний, який розташований поруч (але не ближче 30 м один від одного). На горизонті, що розкривається, вони збиваються вентиляційною збійкою чи іншими виробками для створення вентиляційної мережі (рис. 7.1).

Потім приводяться основні виробки й камери пристволового двору, які підготовляють усе необхідне для подальшої роботи. Після цього з пристволового двору проводять додаткові розкривні виробки.

Розкриття вертикальними стволами без додаткових розкривних виробок. Вертикальний ствол, що єднає в собі функції головного і допоміжного ствола, пройдений з поверхні прямо на пласти. Розкриття зроблене одним стволом без додаткових розкривних виробок.

У ствола споруджується пристволовий двір і від нього в обидва боки проводяться до меж шахтного поля пластові штреки.

При розкритті двома вертикальними стволами двох пологих пластів, що далеко віддалені один від одного, передбачене їхнє одночасне відпрацьовування.

49

Рис. 6.4. Погоризонтна підготовка шахтного поля: 1 – головний польовий відкотний штрек; 2 – пластовий штрек; 3 – проміжний квершлаг; 4 – вентиляційний хідник; 5, 6 – конвеєрні бремсберги; 7 – вентиляційний пластовий штрек; 8 – вентиляційний польовий штрек; 9 – вентиляційний шурф

Підготовка починається з проведення магістральних (головних) штреків на основних горизонтах. Термін служби цих штреків дорівнює часу відробки шахтного поля, а довжина – розміру шахтного поля за простяганням. Погоризонтна схема застосовується при розробці тонких і середньої потужності пластів із кутами падіння до 10-12⁰, а в деяких випадках і до 15⁰.

Переваги: спрощується підготовка шахтного поля й схема транспортування корисної копалини; зменшується протяжність підготовчих виробок; забезпечується стабільна довжина лави; зменшується ймовірність зустрічі геологічних порушень; зменшується надходження метану з виробленого простору; скорочується приплив води в привибійний простір, полегшуються умови управління тиском в лаві (при відробці виїмкових полів за підняттям).

Недоліки: обмеженість області застосування з-за відсутності відповідного обладнання; труднощі проведення й підтримання довгих похилих виробок; труднощі доставки людей і матеріалів по протяжних похилих виробках за допомогою однекінцевої доставки.

Оформлення звіту.У звіті про практичне заняття необхідно виконати креслення першої схеми підготовки і зробити її аналіз згідно пунктів завдання.

Після виконання аналізу першої схеми підготовки приступити до наступної і після аналізу усіх схем підготовки необхідно відповісти на контрольні питання. Звіт у зошиті для практичних занять представляється для перевірки з послідуючим захистом.

Контрольні питання

Раціональна довжина стовпа при погоризонтній підготовці шахтного поля.

Якими виробками й при яких умовах здійснюється групування похилих хідників при погоризонтній підготовці?

Якими властивостями характеризується стабільність довжини лави при погориэонтній підготовці?

Яким чином підвищується концентрація очисних робіт (у просторі) при погоризонтній підготовці? Як забезпечується прямоточне провітрювання очисних вибоїв при веденні робіт у третьому і четвертому ярусах при панельній підготовці шахтного поля?

Література 1

48

А - А

Рис. 4.6. Поперечний переріз бремсбергу, уклону, хідників і похилого ствола

Скат(від нім.Rolloch)10 (рис.4.3,4.7) – похила гірнича виробка, що не має безпосереднього виходу на земну поверхню, проведена за падінням пласта чи порід і призначена для спуску корисної копалини під дією власної ваги і провітрювання очисних вибоїв. Розрізняють вуглеспускні й вентиляційні, які служать для відводу з лави відпрацьованого повітря, а також для подачі закладки, матеріалів і інших допоміжних цілей. Скати проводять на пластах, щоб кут падіння забезпечував рух корисної копалини самопливом. Скат поділяють на 2…3 відділення: одне обладнується для переміщення людей, інші – для спуску вугілля або породи.

Рис. 4.7. Розкриття двох пластів вертикальними стволами та капітальним скатом

Піч 11 (рис. 4.5, 4.14) (від нім. Überhauer, Rolle) – допоміжна похила гірнича виробка, що не має безпосереднього виходу на поверхню, проводиться, за звичай, по пласту й призначена для нарізки лав, провітрювання, переміщення людей, доставки кріпильних матеріалів, транспортування гірської маси тощо. У залежності від призначення розрізняють: обхідні, вуглеспускні, пульпоспускні, ходові, вентиляційні, розрізні. Піч, звичайно, проводять без підривання бокових порід. Частіше піч з’єднує відкотний штрек з просіком. Піч, що проводять по пласту між відкотним штреком та вентиляційним для підготовки очисного вибою (лави), називаютьрозрізною.

Похилий ствол 12(від нім.Schacht) – похила гірнича виробка, що має безпосередній вихід на земну поверхню й призначена для обслуговування підземних робіт (рис.4.8).

Рис. 4.8. Вертикальний переріз похилого ствола

Горизонтальні виробки. Квéршлаг 13(рис.4.3,4.8,4.15) (від нім.Querschlag) – горизонтальна гірнича виробка, що не має безпосереднього виходу на земну поверхню, проводиться в хрест простягання пласта й призначена для розкриття вугільних пластів, транспортування вантажів, переміщення

37

людей, вентиляції тощо. У залежності від призначення й розташування розрізняють: блокові, головні, горизонтні, панельні, проміжні, флангові, дільничні, поверхові.

Штрек 14,14'(від нім.Schtreke, буквально – відстань; рис.4.3,4.5,4.9…4.15) – горизонтальна гірнича виробка, що не має безпосереднього виходу на земну поверхню й проводиться за простяганням пласта (при горизонтальному заляганні пласта у будь-якому напрямку). За призначенням штреки розрізняють:головний– виробка, по якій здійснюється основний потік вантажів.Корінний– головний панельний чи поверховий, проводиться на рівні головного відкотного чи вентиляційного горизонтів шахти.Вентиляційний– розташовується вище ярусу чи поверху, що обслуговується, призначений для відводу з лави відпрацьованого повітря.Виїмковий – обмежує підповерх, ярус і виїмковий стовп.Панельний– призначений для обслуговування однієї панелі.Польовий– проведений по пустих породах.

Пластовий– проведений по пласту, або змішаним вибоєм.Проміжний– використовується для підготовки до відробки вище - чи нижчележачого ярусу (підповерху).Поверховий– проводиться на усю довжину шахтного поля до його меж і призначений для обслуговування робіт у вище – чи нижчележачому поверсі.Ярусний– проводиться в панелі й призначений для обслуговування робіт у вище - чи нижчележачому ярусі.Транспортний – розташовується нижче ярусу чи підповерху, обладнається стрічковим конвеєром і рейковою колією (монорейковою) для доставки матеріалів.Бутовий– проводиться за простяганням у виробленому просторі лави шляхом підривання бокових порід (переважно покрівлі) для отримання закладного матеріалу.

Штреки проводяться вузьким або широким вибоєм з верхньою, двообічною чи нижньою розкосиною (рис. 4.9,а,б, в).

Рис. 4.9. Схеми розміщення розкосини відносно штреку: а – з верхньою; б – з двобічною; в – з нижньою розкосиною; 18 – косовик; 19 - бутова смуга

Берма – при підземній розробці родовищ – смуга (завширшки біля 1 м), що прилягає до контуру виробки (штреку чи іншої виробки) й призначена для охорони підготовчої виробки або розташування обладнання (конвеєра) (рис. 4.10).

Орт 15 (рис 4.3, 4.11) (від нім. Ort, бук-

вально – місце) – горизонтальна гірнича виробка, що не має безпосереднього виходу на земну поверхню, проведена в товщі пласта в хрест простягання, за звичай, в межах його потужності. Орти проводяться при розробці потуж-

38

Переваги: простота схеми провітрювання; невеликий обсяг підготовчих виробок на початок ведення очисних робіт; швидке введення в експлуатацію шахти.

Недоліки: відсутня можливість для широкого розвитку фронту очисних робіт; потреба проведення відкотних штреків на усю довжину шахтного поля і підтримання їх протягом усього періоду відробки поверху.

Сутність панельної схеми підготовки полягає в тому, що на рівні білястовбурового двору проводиться головний відкотний штрек, а після в межах кожної панелі проводять панельні бремсберги (уклони) із хідниками. Кожна панель відробляється частинами за простяганням, які називають ярусами (рис. 6.3).

Рис. 6.3. Панельна підготовка шахтного поля: 1 – головний панельний відкотний штрек; 2 – панельний бремсберг; 3 - вантажний хідник; 4 – людський хідник; 5 – конвеєрний ярусний штрек; 6 – вентиляційний ярусний штрек; 7 – вентиляційний шурф; 8 – панельний уклон; 9 – вантажний хідник; 10 – людський хідник; 11 –капітальний квершлаг; 12 – білястволовий двір; 13 – головний ствол; 14 – допоміжний ствол

Застосовується при розробці горизонтальних і пологих пластів із кутами падіння до 18 ⁰ , а в окремих випадках до 25⁰.

Переваги: створення крупних за потужністю шахт; можливість повної конвеєризації транспорту вугілля; безперевантажне перевезення матеріалів колісним транспортом від складу до вибою; порівняно малий обсяг виробок, що постійно підтримуються; велике навантаження на пласт і панель.

Недоліки: обмежена область застосування; складність провітрювання довгих бремсбергових і особливо уклонних полів; труднощі експлуатації протяжних похилих виробок.

Сутність погоризонтної підготовки полягає в тому, що шахтне поле за падінням поділяється виїмковими виробками на стовпи, які відробляються лавами за падінням (підняттям) (рис. 6.4).

47

Якщо пласт в межах шахтного поля або горизонту поділяють за падінням на ділянки, що витягнені за простяганням, то такі ділян­ки називають поверхами, а засіб підготовки шахтного поля поверхом (рис. 6.2).

Рис. 6.2. Поверхова підготовка шахтного поля: 1 – капітальний квершлаг; 2 – вентиляційний шурф; 3 – відкотний штрек; 4 – капітальний бремсберг; 5 – людський хідник; 6 – вантажний хідник; 7 – просік; 8 – поверховий відкотний штрек; 9 – поверховий вентиляційний штрек; 10 – пристволовий двір; 11 – виробки, які погашаються.

Поверх- це частина пласта в шахтному полі, межами якого за падінням є штреки, а за простяганням - межі шахтного поля. Штреки, що обмежують поверх, називають поверховими. Усі поверхи в ме­жах горизонту обслуговуються одним бремсбергом або уклоном, які називаються капітальними. На круто-похилих і крутих пластах у відзначенні від пологих, кожний поверх обслуговуються своїми квершлагами.

Відстань по лінії падіння пласта міх верхньою і нижньою ме­жами поверху називають похилою висотою поверху. Для пологих і по­хилих пластів висоту поверху розраховують і при розробці крутих пластів приймають з умов безпечного ведення гірничих робіт.

Крило горизонту має розмір за простяганням порядку 2...2,5 км, а крила поверху за простяганням можна додатково ділити на більш дрібні частини - виїмкові поля. До поділення запобігають тоді, коли похила висота поверху в 2...3 рази перевищує довжину лави.

Виїмкове поле- частина пласта в межах поверху, розробка якого здійснюється із застосуванням ділянкових (проміжних) бремсбергів, скатів і квершлагів. Розмір виїмкового поля за простяганням на по­логих пластах знаходиться в межах 750...1500 м, а на крутих - 350 ...600 м.

Виїмковий стовп- частина пласта в межах виїмкового поля, що обмежена за падінням конвеєрним і вентиляційним штреками, а за простяганням - межами виїмкового поля.

46

ності. Орти проводяться при розробці потужних покладів для з’єднання штреків, що проведені в покрівлі й підошви.

Просік 16(рис.4.12) (від нім.Durchhieb, Rösche) – горизонтальна гірнича виробка, що не має безпосереднього виходу на земну поверхню, проводиться паралельно штреку, за звичай, без підривання бокових порід і призначений для провітрювання штреків при їх проведенні чи з’єднання очисного вибою з виробками, що примикають до нього, для транспортування вантажів, переміщення людей.

Штольня 17(від нім.Stollen) – горизонтальна гірнича виробка, що має безпосередній вихід на земну поверхню і призначена для обслуговування підземних робіт (рис.4.13). Проводять в гірській місцевості. В залежності від рель’єфу може проводитися за простяганням, в хрест простягання або під деяким кутом до простягання пласта. Розрізняють: розвідницькі, відкотні, вентиляційні й водовідливні.

Збійка – горизонтальна (або похила) гірнича виробка, яка проводиться у процесі розкриття шахтного поля або блоку між двома стволами чи штольнями; між бремсбергами (уклонами) і хідниками при проведенні для поліпшення провітрювання виробок.

Очисні виробки. Гірничі виробки, які призначені для безпосередньо

го видобутку корисної копалини, звуться очисними. На вугільних шахтах до очисних виробок відносять лави, свердловини і камери.

Лава 20(від нім.Streb) – традиційна російська назва протяжної очисної виробки. Термін виник на початку 19 ст. (рис.4.14).

Поздовжні виробки, що з’явилися на Лисичанському “казенному” руднику у 1839 р., отримали місцеву назву “лавка”, тобто лавка, можливо, тому що забійникам приходилося працювати у них сидячи. Тому термін “лавка” трансформувався в лаву. Подібний термін Sitzort– “сидяче місце” з’явився в Германії наприкінці 18 ст.

39

Рис. 4.13. Схема розкриття родовища

Очисна камера21(рис.4.15) (від нім.Untertagekammer) – підземна гірнича виробка, що має у порівнянні з великими поперечними розмірами невелику довжину. Розрізнюють: експлуатаційні й службові. Експлуатаційна розташовується за падінням чи простяганням пласта між транспортною й вентиляційною виробками. Ширина камери (довжина вибою) 5…10 м, а довжина – 100…200 м. Використовуються при камерно-стовповій системі розробки.

Службові призначені для встановлення обладнання, а також для виробничих, господарчих і санітарних цілей.

Пристволовий двір – комплекс виробок

(службові камери, ділянки квершлагів або

штреків, а також інші протяжні виробки), що розташовані біля шахтних стволів і призначені для обслуговування підземних гірничих робіт.

Оформлення звіту. У звіті про практичну роботу необхідно зробити аналіз на базі класифікаційних, термінологічних і функціональних характеристик гірничих виробок: графічне зображення залягання пластів на вертикальному розрізі (вхрест простягання пласта) із вказівкою на схемі рельєфу поверхні, потужності наносів, глибини розробки, кута падіння пластів, їх потужності й відстані між ними; визначає набір гірничих виробок, які можуть бути проведені у заданих умовах. Користуючись визначеннями виробок, вказує функціональні характеристики кожної виробки.

Після аналізу необхідно відповісти на контрольні питання, уточнивши їхній зміст із викладачем.

Питання для самоперевірки

Дайте визначення “гірнича виробка”. В яких галузях вони використовуються?

Охарактеризуйте елементи гірничої виробки.

Охарактеризуйте класифікаційні ознаки гірничих виробок.

Охарактеризуйте вертикальні гірничі виробки, надайте ескізи.

Охарактеризуйте похилі гірничі виробки, надайте ескізи.

Охарактеризуйте горизонтальні гірничі виробки, надайте ескізи.

В чому різниці бремсберга й уклону, що спільне у них?

Що є спільного й різного у сліпого стовбура й гезенка?

Чім відрізняється штрек від квершлагу, що спільного є?

Що об’єднує квершлаг, штрек і штольню, що відрізняє?

Чім відрізняється скат від бремсберга?

Чім відрізняється орт від квершлагу?

40

На вибір способу підготовки впливають гірничо-геологічні (кут падіння, порушеність, газоносність і водоприплив пластів) і гірничотехнічні (розміри шахтного поля за простяганням, спосіб провітрювання, швидкість проведення підготовчих виробок і заданий обсяг видобутку) фактори.

Сутністю поверхової підготовки є поділення шахтного поля на поверхи, вертикальна висота котрих однакова на всьому простяганні пласта в шахтному полі.

В середині шахтного поля за підняттям пласта проводять капітальний бремсберг із хідниками (рис. 6.1, в). Від капітального бремсберга в обидва боки проводять поверхові відкотні та вентиляційні штреки.

Поверховий засіб підготовки є універсальним. Застосовується на похилих, круто-похилих і крутих пластах, а на пологих пластах з кутами падіння до 18⁰ він рекомендується при наявності наступних умов: розкритті шахтних полів похилими стовбурами, які проходять за падінням плас­та або порід лежачого боку; розкритті вертикальними стовбурами, коли потужність шахти може бути забезпечена роботою обмеженою кількістю лав (4...6); на шахтних полях з обмеженими розмірами за простяганням (до 4 км); при розробці дуже газоносних пластів, особ­ливо пластів, небезпечних за несподіваних викидах вугілля і газу або суфлярному виділенню метану, в умовах яких треба застосовува­ти засоби підготовки і системи розробки з мінімальною

кількістю похилих гірничих виробок.

Рис. 6.1. Способи поділу шахтного поля на поверхи (а), виїмкові стовпи (б), панелі (в) і комбінована підготовка (г): 1 – головний ствол; 2 – допоміжний ствол; 3 – головний відкотний штрек; 4 – бремсберг; 5 – уклон; 6 – виїмкове поле; 7 – виїмковий стовп; I-IV – послідовність відробки поверхів та панелей

45