3.4. Классификация способов вскрытия

Большое количество факторов, влияющих на выбор способа вскрытия шахтного поля, затрудняют создание единой общепринятой классификации способов вскрытия. Существует множество классификаций как отечественных, так и зарубежных ученых в зависимости от того, каким факторам авторы отдают предпочтение. Считая, что основная задача классификаций при изучении данного курса заключается в установлении связей между классами объектов, а также в более или менее точной ориентировки в их многообразии, ниже приведена упрощенная классификация способов вскрытия, которая не претендует на ее исчерпаемость.

В основу классификации, представленной на рис. 3.1, положены следующие признаки:

- вид главных вскрывающих выработок;

- число транспортных (по­дъемных) горизонтов;

- наличие дополнительных вскрывающих выработок.

Рис.3.1. Классификация способов вскрытия шахтных полей

а — графическая интерпретация способов вскрытия

По виду главных вскрывающих выработок различают следующие способы вскрытия шахтных полей:

- наклонными стволами;

- вертикальными стволами;

- штольнями;

- комбинацией главных выработок (комбинированные способы вскрытия).

По числу транспортных горизонтов, вскрываемых глав­ными выработками, все способы вскрытия разделяются на одногоризонтные и многогоризонтные. При одногоризонтных способах все запасы шахтного поля отрабатываются на один транспортный горизонт, при многогоризонтных в шахтном поле имеется несколько транспортных горизонтов, которые могут работать одновременно или последовательно.

По наличию дополнительных вскрывающих выработок различают способы вскрытия без дополнительных выработок и с дополнительными вскрывающими выработками.

В первом случае вскрытие пластов осуществляется самими главными выработками, во втором — дополнительными выработками.

По виду дополнительных вскрывающих выработок различают способы вскрытия квершлагами, гезенками, слепыми стволами и комбинацией указанных выработок.

3.5. Вскрытие наклонными стволами, проводимыми по пласту или пустым породам по напластованию

Сущность способа вскрытия шахтного поля наклонными стволами состоит в том, что с поверхности вначале по наносам проводят наклонные стволы до пересечения с пластом и далее по пласту до уровня транспортного штрека 1–го этажа, на котором сооружается околоствольный двор (рис.3.2).

Рис.3.2. Вскрытие одиночного пласта наклонными стволами, проводимыми по пласту: 1, 2, 3 — наклонный ствол соответственно вспомогательный, главный и вентиляционный (а также для доставки людей); 4, 5 — этажный штрек транспортный и вентиляционный; 6 — разрезная печь

От стволов в оба крыла шахтного поля проводят этажные транспортные штреки на длину, определяемую порядком отработки этажа: при прямом порядке — на 60–80 м и при обратном — до границ шахтного поля. Аналогично проводят вентиляционные штреки на уровне границы годного угля. Затем проводят разрезные печи, монтируют забойное оборудование и приступают к очистной выемке. По мере отработки 1–го этажа производится подготовка 2–го этажа, для чего стволы углубляются до горизонта транспортного штрека 2–го этажа, на котором также сооружается околоствольный двор. В качестве вентиляционного часто используется повторно бывший транспортный штрек выше отработанного этажа. При невозможности его использования проводят новый вентиляционный штрек ниже бывшего транспортного, оставляя между ними целик угля необходимых размеров.

Выбор точного места заложения устья наклонного ствола и направления его проведения выбираются после детальной разведки скважинами толщи пород на выходе пласта под наносы и определения его положения в ней. Так как породы наносов обычно слабые и обводнены, то для обеспечения устойчивости наклонных стволов крепление на этих участках производят железобетоном. Чем меньше угол падения пласта, тем больше длина ствола в наносах и тем больше будут затраты на его проведение. Чтобы снизить затраты на проведение ствола в наносах, увеличивают угол наклона его до технически приемлемых значений в зависимости от вида применяемого транспорта.

Главный наклонный ствол для выдачи угля, как правило, должен оборудоваться ленточными конвейерами — в обычном исполнении при углах наклона до 18° и специальными крутонаклонными — до 25°. При углах наклона свыше 25° транспорт угля может осуществляться одноконцевой откаткой — в вагонетках при углах наклона примерно до 30° и в скипах при больших углах.

Вспомогательный наклонный ствол, предназначенный для выдачи породы, спуска и подъема материалов и оборудования, при углах наклона 10–30° оборудуется одноконцевым канатным подъемом, при больших углах применяются специальные клети (платформы) для транспортирования грузов в вагонетках.

Вентиляционный ствол, предназначенный для выдачи из шахты загрязненного воздуха, как правило, оборудуется пассажирскими вагонетками для перевозки людей или канатно-кресельной дорогой.

Минимальное количество наклонных стволов в шахтном поле с точки зрения обеспечения отдельных запасных выходов на поверхность согласно §40 ПБ должно быть не менее 2, расположенных один от другого на расстоянии не менее 30 м. С точки зрения транспортного обслуживания число стволов зависит от принятого вида транспорта по ним. При конвейерном транспорте должно быть три наклонных ствола: главный с конвейерным транспортом, вспомогательный с концевой откаткой и вентиляционный с механизированной доставкой людей. Главный ствол с конвейерным транспортом должен дополнительно оборудоваться вспомогательными подъемами (одноконцевой откаткой, напочвенной дорогой и др.) для доставки конвейерной ленты при ее замене. Если основной и вспомогательный транспорт осуществляется в клетях для наклонных стволов, то возможно ограничиться двумя стволами. При этом один ствол будет служить в качестве воздухоподающего, а другой вентиляционного.

Схема транспорта угля при вскрытии одиночного пласта наклонными стволами с проведением их по пласту (по рис. 3.2): лава — 4 — 2.

Схема проветривания шахтного поля для тех же условий: 1 — 4 — лава — 5 — 3.