9. Ділення шахт на категорії за метаном.

Метан (СН₄)– газ без кольору, запаху та смаку, об’ємна маса 0,55, горить, погано розчиняється у воді. Метан небезпечний внаслідок того, що із-за визначеної концентрації вибухає. При концентрації в атмосфері менше 5 % метан горить, при концентрації від 5 до 16 % — вибухає, а якщо його концентрація більше 16 % — горить спокійним полум’ям.

Метан виділяється при підземних гірничих роботах з вугілля та вміщуючих пласт порід в гірничі виробки. Існує три форми його виділення: звичайне, суфлярне і раптове.

При звичайному виділенні метан надходить у рудничну атмосферу безперервно, порівняно рівномірними порціями зі всієї оголеної площі пласта і порід.

При суфлярномувиділенні газ під тиском надходить з розломів порід, шпурів і свердловин в пласті, ділянок геологічних порушень. При цьому таке виділення продовжується тривалий час – годинами, місяцями.

Під раптовим виділенням слід розуміти такий динамічний тиск, при якому відбувається миттєве руйнування вугільного пласта з викидом великої кількості газу та здрібненого вугілля у прилеглу виробку.

Вугільні шахти в залежності від відносної метанообільності розподіляють на п’ять категорій. Відносна метанообільність – це кількість метану в кубічних метрах, що виділяється за добу на 1 т середньодобового видобутку вугілля шахтою (м³/т):

• I категорія шахт – до 5 м³/т;

• II категорія шахт – від 5 до 10 м³/т;

• III категорія шахт – від 10 до 15 м³/т;

• надкатегорійні – 15 м³/т та більше, небезпечні за суфлярними виділенням;

• небезпечні за раптовими викидами – шахти, що розробляють пласти, небезпечні або погрожуючі за раптовими викидами вугілля та газу; шахти з викидами породи.

Згідно правил безпеки, допустима концентрація метану в повітрі складає (у відсотках до об’єму):

• в вибоях очисних та підготовчих виробок – менше 2;

• в повітрі, яке надходить у виробку з іншої очисної або підготовчої виробки (тобто при послідовному провітрюванні) – не більше 0,5;

• перед виконанням вибухових робіт – менше 2;

• в повітряному струмені на виході з лави – 1;

• загального шахтного струменя шахти – 0,75.

10. Гірничі виробки

Розробка родовищ корисних копалин як підземним, так і відкритим способами зв’язана спорудженням цілої сітки гірничих виробок.

Гірнича виробка– це порожнина, зроблена в надрах землі або на поверхні. Підземні гірничі виробки, незалежно від наявності безпосереднього виходу на поверхню, мають замкнутий контур поперечного перетину. Виробки, що розміщені на поверхні землі мають незамкнутий контур поперечного перетину (канава).

Залежно від призначення, розрізняють гірничі виробки розвідувальні та експлуатаційні. Перші використовують для пошуків і розвідки родовищ корисних копалин, другі – для розробки родовищ, тобто для виймання корисних копалин із надр. Експлуатаційні виробки, в свою чергу, залежно від призначення поділяються на розкриваючі, підготовлюючі і очисні.

Розкриваючівиробки служать для розкриття шахтного поля.

Підготовлюючівиробки споруджуються для підготовки шахтного поля до розробки.

Очисні– це виробки, в яких безпосередньо ведеться добування корисних копалин.

Залежно від того, по яким породам пройдена виробка, вони поділяються на пластові і польові. Перші проходяться по пласту вугілля, другі по пустим породам.

Залежно від співвідношення між площиною перетину виробки та її подовжнім розрізом, розрізняють виробки протяжні та об’ємні. Залежно від положення в просторі, протяжні гірничі виробки поділяються на горизонтальні, похилі і вертикальні.

Вертикальні гірничі виробки.

Ствол– це вертикальна капітальна гірнича виробка, що має безпосередній вихід на земну поверхню і призначена для обслуговування підземних гірничих робіт. По шахтних стволах підіймають корисні копалини, породу, матеріали, устаткування, людей та рухається повітряна течія.

Залежно від основного призначення, шахтні стволи поділяють на головні й допоміжні. Головний ствол служить для підйому на поверхню корисних копалин. Допоміжні стволи відповідно до їх функцій підрозділяються на вантажно-людські – для спуску та підйому людей, матеріалів, устаткування і вентиляційні – для провітрювання і т. ін.

Сліпий ствол– це вертикальна підземна гірнича виробка, яка не має безпосереднього виходу на земну поверхню, що служить, у першу чергу, для підйому корисних копалин з нижчих горизонтів на основний. Використовується також для спуску і підйому людей, матеріалів, устаткування, водовідливу та вентиляції.

Гезенк– вертикальна підземна гірнича виробка, яка не має безпосереднього виходу на земну поверхню та призначається для спуску корисних копалин із верхніх горизонтів на основний під впливом власної ваги або у спеціальних посудинах механічним способом. Як і сліпий ствол, гезенк може бути використаний для допоміжних цілей – спуску та підйому людей, матеріалів, устаткування, вентиляції.

Шурф– вертикальна гірнича виробка невеликої глибини, що має безпосередній вихід на земну поверхню, споруджена з поверхні і призначена для допоміжних цілей та вентиляції. Є шурфи тільки для цілей розвідки.

Свердловина– гірнича виробка циліндричної форми глибиною понад 5 м і діаметром більше як 75 мм. За своїм призначенням свердловини діляться на розвідувальні, експлуатаційні, допоміжні (вентиляційні, тампонажні, замулювальні, заморожувальні, дегазаційні, водовідливні, вибухові, тощо).

Похилі гірничі виробки.

Похилі стволи і похилі шурфи мають такі ж призначення та функції, що й вертикальні стволи та шурфи. Різниця тільки в їх положенні у просторі.

Бремсберґ– похила гірнича виробка, яка не має безпосереднього виходу на земну поверхню і призначена для транспортування вугілля з верхніх горизонтів на нижчі.

Р

24

25

23

ис.1‑9 – Гірничі виробки:

1 – шурф; 2 – головний ствол; 3 – допоміжний ствол; 4 – відкатний квершлаг; 5 – вентиляційний квершлаг; 6 – етажний відкатний штрек; 7 – етажний вентиляційний штрек; 8 – проміжний штрек; 9 – капітальний бремсберґ; 10 – проміжний бремсберґ; 11 – ходки при капітальному бремсберґу і уклоні; 12 – капітальний уклон; 13 – просік; 14 – лава; 15 – вироблений простір; 16 – похилі стволи; 17 – скат; 18 – орт; 19 – зумпф; 20 – штольня; 21 – головний відкатний штрек; 22 – головний вентиляційний штрек; 23 – гезенк; 24 – сліпий ствол; 25 – польовий штрек

Уклон– похила гірнича виробка, яка не має безпосереднього виходу на земну поверхню, споруджена по падінню пласта і призначена для піднімання вугілля з нижчих горизонтів на верхні.

Ходок– похила гірнича виробка, яка не має безпосереднього виходу на земну поверхню, розташована паралельно уклону чи бремсберґу і служить для допоміжних процесів та механізованої доставки людей (такі ходки називають людськими)

Скат– похила підземна гірнича виробка, яка не має безпосереднього виходу на земну поверхню і призначена для спуску вугілля під дією власної ваги.

Піч– похила підземна гірнича виробка, яка не має безпосереднього виходу на земну поверхню, споруджена тільки в межах вугільного пласта та призначена для цілей вентиляції, транспортування вугілля, пересування людей тощо. Піч, яка призначена для монтажу в ній вибійного устаткування, а потім і для початку добування вугілля, зветься розрізною.

Горизонтальні гірничі виробки.

Штольня– горизонтальна гірнича виробка, яка має безпосередній вихід на поверхню, яка служить для тих же цілей, що і стволи шахти.

Тунель– це штольня, яка має два виходи на поверхню і служить для транспортування та інших потреб.

Квершлаг– горизонтальна (інколи похила) гірнича виробка, яка не має безпосереднього виходу на земну поверхню, споруджена навхрест простяганню пласта і використовується для транспортування, вентиляції та всіх інших робіт.

Штрек– горизонтальна гірнича виробка, яка не має безпосереднього виходу на земну поверхню, споруджена по простяганню пласта. За своїм призначенням штреки можуть бути транспортними, вентиляційними, корінними, головними, бутовими та ін. Штреки, які споруджені по пласту вугілля звуться пластовими, які по породі – польовими.

Косовик– горизонтальна гірнича виробка, яка не має безпосереднього виходу на земну поверхню, споруджена паралельно штрекові, котрий охороняється бутовою смугою.

Просік– горизонтальна гірнича виробка, споруджена тільки по пласту вугілля, паралельно штрекові, який охороняється ціликом вугілля.

Орт– горизонтальна підземна гірнича виробка, яка не має безпосереднього виходу на земну поверхню і споруджена навхрест простяганню потужного крутого пласта між його підошвою та покрівлею.

Лава, смуга – очисні горизонтальні або похилі гірничі виробки великої довжини, в яких безпосередньо добувається вугілля.

Камера, заходка – очисні виробки похилі або горизонтальні з короткими вибоями (4-6 м).

Питання для самоконтролю.

1. Дайте коротку характеристику умов залягання вугільних пластів в басейнах:

• Донецькому;

• Львівсько-Волинському;

• Дніпровському.

2. Які запаси бурого вугілля (в % до кам’яного) в Україні?

3. За яким фактором класифікують родовища?

4. Стадії утворення вугілля.

5. Як класифікують вугілля за висхідним матеріалом?

6. Як і в зв’язку з чим мінялась структура вживання вугілля?

7. Що таке метаморфізм вугілля?

8. Які перспективи розвитку видобутку вугілля в Україні?

9. Що належить до елементів залягання пласту?

10. Які є типи тектонічних порушень? Дати їх коротку характеристику.

11. Форми залягання тіл корисних копалин. Які фактори впливають на форму рудних тіл і умови їх залягання.

12. Які фактори впливають на умови, техніку і технологію розробки пластів?

13. Дати характеристику підошви та покрівлі вугільного пласта.

14. Як класифікують покрівлю по схильності до обвалення і стійкості?

15. Як класифікують підошву по стійкості?

16. Дайте визначення терміну «гірнича виробка», виробки на поверхні землі і підземні

17. Що таке шахта, шахтне поле?

18. Назвіть категорії запасів вугілля в шахтному полі.

19. На які потужності і терміни служби проектуються шахти.

20. Метан, форми його виділення.

21. Категорії шахт за метаном.

22. Допустимі концентрації метану у повітрі гірничих виробок.

23. Дайте класифікацію гірничих виробок за призначенням.

24. Наведіть назви та визначення вертикальних гірничих виробок.

25. Наведіть назви та визначення похилих гірничих виробок.

26. Наведіть назви та визначення горизонтальних гірничих виробок.

27. Охарактеризуйте очисні виробки.