4. Способ и схема вскрытия месторождения

Применяется комбинированная схема вскрытия состоящая из вертикальных стволов с этажными квершлагами и гезенков с этажными квершлагами. Данная схема вскрытия, как правило, применяется на пластах с углами падения не менее 35 градусов при большом при большом числе пластов угля; Значительных размерах шахтных полей. Данная схема характеризуется отсутствием наклонных выработок при ее применении обеспечиваются бесступенчатость схемы транспорта от очистного забоя до ствола, меньшие первоначальные капитальные затраты и меньший срок строительства шахты (по сравнению со вскрытием капитальными квершлагами), что способствует быстрому вводу ее в эксплуатацию, периодическая модерниза­ция технологических схем и горношахтного оборудования.

Недостатками являются малый срок службы этажа и необходимость частой углубки стволов; организация подъемных горизонтов и оборудование околостволь­ных дворов на каждом этаже, значительная протяженность квершлагов.

Достоинствами являются значительный срок службы горизонта, возможность разработки сближенных пластов на одну наклонную выработку (бремсберг, уклон), возможность вскрытия и разработки сравнительно большого числа пластов при размерах шахтного поля по падению до 2,5 км, сравнительно небольшие эксплуатационные затраты.

Недостатки - сложная схема транспорта и проветривания выемочных участков, а также трудности, связанные с ведением горных работ в уклонной части шахтного поля.

Рисунок 2. Схема вскрытия месторождения

1 – Стволы: главный, вспомогательный

2 – Квершлаг

3 – Гезенк

4 – Штрек

5 – Шурф

5. Способ и схема подготовки шахтного поля для начала добычи угля в очистных забоях

В данной случае используется этажный способ подготовки шахтного поля. Отличительной особенностью этого способа подготовки является деление шахтного поля на этажи, вертикальная высота которых одинакова по всему простиранию пласта в шахтном поле. Разные по времени отработки этажи мо­гут иметь и различную вертикальную высоту.

Этажом называют часть пласта в пределах шахтного поля, вытянутую по простиранию и ограниченную по восстанию и падению основными штреками (вентиляционным и откаточным), проводимыми до границ шахтного поля, а по простиранию — границами шахтного поля. При разработке пластов высота этажа 200 м. В свою очередь, этажи можно разделить на подэтажи подэтажными штре­ками. Часть этажа, обслуживаемая промежуточным бремсбергом, т. е. бремсбер­гом, пройденным в пределах этажа, называется выемочным полем. Выемочные поля бывают односторонними, если очистные забои располагаются с одной сто­роны от промежуточного бремсберга, и двусторонними, если очистные забои расположены с обеих строи от промежуточного бремсберга.

При этажном способе подготовки (рис. 3) от околоствольного двора или от места пересечения пласта капитальным квершлагом проводят главный откаточ­ный штрек обычно на длину до 160 м. Штрек может быть пластовым или поле­вым. В середине шахтного поля по восстанию пласта проводят капитальный бремсберг с двумя ходками для доставки грузов и передвижения людей. От капи­тального бремсберга в обе стороны проводят этажные откаточные, вентиляцион­ные и параллельные штреки. В зависимости от порядка выемки разрезные печи проходят на расстоянии не менее 40 м от вспомогательных ходков при прямом порядке или у границ этажа - при обратном.

При отработке запасов последнего этажа в бремсберговой части шахтного поля приступают к подготовке этажей в уклонной части. С этой целью на длину этажа проводят капитальный уклон и два ходка, остальные подготовительные выработки проводят по уже описанной схеме.

При этажном способе подготовки для самостоятельной разработки пластов по каждому из них на небольшом расстоянии от капитального квершлага про­водят капитальные бремсберги и уклоны, а от них этажные штреки.

Разновидностью этажного способа подготовки для самостоятельной раз­работки пластов является вариант подготовки этажа отдельными выемочными полями, отрабатываемыми на двусторонние или односторонние участковые брем­сберги. Сущность этого способа подготовки состоит в проведении по пласту от места его пересечения этажным квершлагом этажного откаточного штрека и просека на всю длину этажа или на ту часть этажа, которую предполагается вынимать в первую очередь. Таким же образом от места пересечения пласта вентиляционным квершлагом проводят этажный вентиляционный штрек и параллельный ему вентиляционный просек. На расстоянии, равном длине выемочного поля (400-600 м), вентиляционный и откаточный штреки соединяют бремсбергами и ходками. Для совместной разработки двух пластов капитальный бремсберг целесооб­разно проводить только по одному нижнему пласту, а на второй пласт в каждом этаже недалеко от бремсберга необходимо проводить промежуточные квершлаги - откаточный и вентиляционный. Уголь, добытый из верхнего пласта, транспорти­руется по квершлагу на штрек нижнего пласта, называемый групповым, и по капитальному бремсергу вместе с углем нижнего пласта доставляется на горизонт околоствольного двора и направляется к стволу. При небольшом расстоянии между пластами откаточный и вентиляционный этажные штреки можно поддерживать только на одном пласте, периодически соединяя пласты промежуточными квершлагами вблизи очистных забоев и погашая штреки на другом пласте. Груз концентрируется на этажном групповом штреке и бремсберге нижнего пласта.

Рисунок 3. Схема подготовки шахтного поля для начала добычи угля в очистных забоях

1 – капитальный квершлаг

2 – шурф

3 – главный откаточный штрек

4 – капитальный бремсберг

5 и 6 – ходки

7 – этажный откаточный штрек

8 – параллельный штрек

9 – этажный вентиляционный штрек

6. Обоснование типа и схемы околоствольного двор

При проектировании применяется типовая схема околоствольного двора, разработанная Южгипрошахтом: при транспортировании горной массы локомотивами.

Применяется петлевой околоствольный двор, характеризующейся более простыми маневрами, большей компактностью и несложной привязкой к конкретным горно-геологическим условиями. Используется околоствольный двор для вертикального подъема скипо-клетевым способом. Для упрощения обслуживания зумпфов и сокращения объемов горных ра­бот по проходке скипового ствола загрузка скипов производится выше горизонта околоствольного двора. Выбор оптимальных параметров околоствольного двора угольной шахты производился по варианту с минимальными затратами на сооружение и эксплуатацию околоствольного двора. Выработки околоствольного двора имеют минимальные объемы на единицу мощности шахты и обеспечивают: пропускную способность, соответствующую производственной мощности шахты, простоту и безопасность маневровых операций.

В пределах околоствольного двора со­оружают ряд камер, имеющих различное назначение. Насосная камера (рисунок 4) служит для установки не менее трех насосных агрегатов главного водоотлива шахты. Она располагается в непосредственной близости от клетевого ствола. Камера имеет два ходка: горизонтальный, соединяющий ее с кле­тевой ветвью околоствольного двора, и наклонный, соединяющий камеру со стволом (трубный ходок). В горизонтальном ходке ус­танавливают решетчатую и герметическую двери для изолирова­ния насосной камеры от остальных выработок в случае угрозы затопления их при внезапном прорыве воды в шахту. Наклонный ходок служит для вывода нагнетательных трубопроводов в ствол, а также для сообщения с камерой в аварийных случаях. Для это­го сопряжение наклонного ходка с шахтным стволом производит­ся выше пола насосной камеры на расстоянии не менее 7 м; угол наклона ходка не более 30°. Пол насосной камеры должен быть не менее чем на 0,5 м вы­ше уровня головки рельсов в сопряжении порожняковой ветви околоствольного двора с главной откаточной выработкой. Водосборники являются резервуарами для сбора шахтной воды и подачи ее через водозаборный колодец к насосам для последующей откачки на поверхность. Поскольку шахтная вода содержит большое количество минеральных частиц, водосборники выполняют также роль отстойника. Водосборник с клетевой ветвью соединяется через камеры обезвоживающей установки и осветляющих резервуаров, в которых шахтная вода освобождается от твердых частиц (породы, угля и пр.). Они располагаются вблизи низшей точки околоствольного двора для обеспечения естественного стока воды. Вместимость водосборников определяется расчетом из ус­ловия размещения не менее чем четырехчасового притока шахт­ной воды. Водосборники следует крепить бетоном, сборным железобетоном или анкерной крепью. Водосборник может состоять из двух самостоятельных ветвей; когда одна из них находится в работе, другая может быть отключена для чистки. Чистку водосборников производят с применением средств гидромеханизации не реже двух раз в год, в том числе один раз в период подготовки шахты к весеннему паводку. Ил размывают гидромонитором, а образовавшуюся пульпу откачивают на поверхность грязевым насосом или погружают в шахтные вагонетки. Центральная электроподстанция служит для приема с поверхности и распределения электроэнергии между подземными потребителями. Она, как правило, примыкает к насосной камере, от которой отделяется противопожарной дверью С другой стороны камера соединяется ходком с клетевой ветвью околоствольного двора. В ходке устанавливают решетчатую и герметическую двери. Угольная и породная разгрузочные ямы располагаются на скиповой ветви, для чего предусматривается ее расширение где производят разгрузку вагонеток с откидным днищем с углем и породой. Под разгрузочными ямами находятся камеры-бунке­ры. Они необходимы для обеспечения независимой работы под­земного транспорта от работы подъема. Вместимость бункера для угля должна быть не менее вместимости двух составов, для породы — определяется проектом. Ниже бункеров, на сопряжении со скиповым стволом, имеются камеры с автоматическим раз­грузочным устройством, при помощи которого производится дози­ровка необходимого объема угля (или породы) для заполнения скипа.

Депо аккумуляторных электровозов состоит из трех сблоки­рованных между собой камер: зарядной, преобразовательной под­станции и ремонтной мастерской. Здесь происходит преобразова­ние переменного тока в постоянный, необходимый для зарядки батарей. Зарядная располагается параллельно скиповой ветви и соединяется с ней в зависимости от числа электровозов двумя-тремя заездами. Для обособленного проветривания, которое необ­ходимо в связи с выделением вредных газов при зарядке аккуму­ляторных батарей, проходится сбойка, соединяющая зарядную со скиповым стволом. Камера ожидания служит для размещения рабочих, ожидающих выезда из шахты. Располагают ее у клетевого ство­ла. Камера ожидания имеет два выхода — один на грузовую, дру­гой на порожняковую сторону. Камера медицинского пункта служит местом оказа­ния первой медицинской помощи подземным рабочим. Депо противопожарного поезда предназначено для размещения в нем противопожарного поезда и склада для хране­ния инструмента, инвентаря и материалов для тушения пожа­ров. Сооружают депо в обособленной выработке или расширяют для этого участок транспортной выработки. Камера для чистки зумпфа служит для периодичес­кого удаления просыпающихся в зумпф при работе скипового подъема мелкого угля и породы. Большая их часть улавливается специальным металлическим бункером, установленным в зумпфе ниже горизонта опускания скипов; некоторая же часть попадает на дно зумпфа. Кроме перечисленных, в околоствольном дворе имеются: каме­ра диспетчера, которая служит центральным пунктом управления подземным транспортом и контроля за работой участков; подзем­ная кладовая; склад для хранения взрывчатых материалов и пр.

Рисунок 4. Петлевой околоствольный двор

1 – скиповой ствол; 2 – скиповой ствол; 3 – склад ВМ; 4 – сбойка для проветривания склада ВМ; 5 – зарядная камера; 6 – ремонтная мастерская; 7 – место стоянки электровозов; 8 – преобразовательная подстанция; 9 – породная разгрузочная яма; 10 – угольная разгрузочная яма; 11 – медпункт; 12 – санузел; 13 – камера ожидания; 14 – осветляющий резервуар; 15 – центральная электроподстанция; 16 – водотрубный ходок; 17 – место посадки людей в пассажирский поезд; 18 – насосная камера; 19 – водосборники.