3.6.2. Одногоризонтные способы вскрытия вертикальными стволами
Сущность одногоризонтного вскрытия состоит в том, что с поверхности, примерно, в середине шахтного поля проводят вертикальные стволы до отметки запроектированного горизонта (понятно, с зумпфами) и сооружают околоствольный двор, который, как и весь горизонт будет существовать весь срок службы шахты и служить для приема и выдачи на поверхность всех запасов шахтного поля. Вскрытие же отдельных пластов осуществляется дополнительными вскрывающими выработками, чаще всего горизонтальным квершлагом. После вскрытия пластов по ним проводят подготавливающие выработки в соответствии с принятым способом подготовки. При наличии в шахтном поле только одного пласта дополнительные выработки могут не проводиться, и вскрытие его производится непосредственно вертикальными стволами.
Общими достоинствами одногоризонтного способа вскрытия шахтного поля вертикальными стволами являются:
- в течение всего срока службы шахты в работе находится один горизонт;
- отсутствуют капитальные работы по углубке стволов, подготовке новых горизонтов и в ряде случаев по переоборудованию поверхности, которые в условиях действующей шахты осуществлять затруднительно.
Общие недостатки одногоризонтного способа вскрытия вертикальными стволами состоят в следующем:
- при больших размерах шахтного поля по падению (свыше 2,5–3,0 км) появляется необходимость закладки ступенчатого уклона, что приводит к усложнению схемы транспорта (главным образом, вспомогательного, если основной транспорт конвейерный), повышается трудоемкость работ на нем;
- ухудшаются условия проветривания нижнего уклонного поля вследствие увеличения пути движения воздуха по наклонным выработкам и возрастания утечек воздуха между ними;
- возрастают затраты на поддержание уклонов и ходков; затрудняется техническое обновление горизонта, так как ранее принятые решения при большом сроке отработки горизонта устаревают.
Одногоризонтные способы вскрытия шахтного поля вертикальными стволами рекомендуется применять при относительно небольших размерах шахтного поля по падению (до 3,0 км) и углах падения до 30–35°, так как при больших углах достигается предельная глубина разработки пластов — 1500 м.
В зависимости от вида дополнительных вскрывающих выработок встречаются следующие разновидности одногоризонтного вскрытия свиты пластов:
- вертикальными стволами и капитальным квершлагом (горизонтальным или наклонным);
- вертикальными стволами и капитальным гезенком;
- вертикальными стволами и слепыми стволами;
- вертикальными стволами и этажными (ярусными) квершлагами;
- вертикальными стволами и этажными (ярусными) гезенками.
3.6.3. Вскрытие вертикальными стволами и капитальным квершлагом
Этот способ вскрытия является самым распространенным при разработке свит пологих и наклонных пластов из-за его простоты. Отличительной особенностью способа является то, что после проведения стволов до уровня рабочего горизонта и сооружения на нем околоствольного двора проводится капитальный транспортный квершлаг, которым одновременно или последовательно в зависимости от принятой очередности разработки производится вскрытие всех пластов свиты (рис.3.8). На уровне верхней технической границы проводится вентиляционный квершлаг в пределах свиты, а к нему с поверхности — вентиляционный шурф или ствол. При небольшой глубине вентиляционный квершлаг может не проводиться, но в таком случае на каждый из пластов должен проводиться свой вентиляционный шурф.
После вскрытия каждого пласта приступают к его подготовке, т.е. к проведению подготавливающих шахтное поле выработок: при этажной подготовке — капитального бремсберга и ходков 1 при них, а при панельной подготовке — главных штреков и панельных бремсбергов с ходками. Затем от бремсбергов проводятся этажные (ярусные) штреки и разрезные печи, от которых начинается очистная выемка. Порядок отработки этажей (ярусов) по линии простирания излагается в разделе третьем.
По завершении отработки бремсберговой ступени приступают к отработке уклонной, для чего заблаговременно проводят капитальный или панельные уклоны и ходки при них. Для проветривания уклонного поля параллельно транспортному квершлагу проводят вентиляционный квершлаг.
В том случае, если в шахтном поле залегает один пласт, вскрытие его возможно производить без капитального квершлага, т.е. непосредственно вертикальными стволами.
Схема транспорта угля при вскрытии вертикальными стволами и капитальным квершлагом (по рис. 3.8):
- при отработке бремсберговой ступени: лава–9–7–5–1;
- при отработке уклонной ступени: лава–9–13–5–1.
Схема проветривания шахты:
- для бремсберговой ступени: 2–5–8–9–лава–10–11–4–3;
- для уклонной ступени: 2–5–12–9–лава–10–14–15–6–1.
Рис.3.8. Одногоризонтное вскрытие свиты пластов вертикальными стволами и капитальным горизонтальным квершлагом: 1 — главный ствол; 2 — вспомогательный ствол; 3 — вентиляционный ствол (шурф); 4, 5, 6 — капитальный квершлаг соответственно вентиляционный для проветривания бремсбергового поля, транспортный и вентиляционный для проветривания уклонного поля; 7 — капитальный бремсберг; 8 — вспомогательный бремсберг; 9, 10 — этажный штрек транспортный и вентиляционный; 11 — вентиляционный ходок; 12 — вспомогательный уклон; 13 — капитальный уклон; 14 — вентиляционный ходок уклона; 15 — главный вентиляционный штрек
Достоинства вскрытия свиты пластов вертикальными стволами и капитальным горизонтальным квершлагом:
- общие для вскрытия вертикальными стволами (п.5.1) и одногоризонтного вскрытия (п. 5.2);
- удобное сообщение между пластами и околоствольным двором с точки зрения работы вспомогательного транспорта;
- горизонтальный квершлаг может быть один, в то время как, например, наклонных надо проводить не менее двух или трех.
Недостатки вскрытия вертикальными стволами и капитальным горизонтальным квершлагом:
- общие для вскрытия вертикальными стволами (п.5.1) и одногоризонтного вскрытия (п.5.2);
- при весьма пологом залегании пластов получается большая длина квершлага.
Условия применения вскрытия вертикальными стволами и капитальным горизонтальным квершлагом:
- любые для вскрытия вертикальными стволами;
общие для одногоризонтного вскрытия (п.5.2);
- при углах падения пластов свыше 8–10°.