3.7. Вскрытие вертикальными стволами и погоризонтными квершлагами

3.7.1. Вскрытие вертикальными стволами и капитальными квершлагами на двух горизонтах

Сущность вскрытия состоит в том, что при значительном расстоянии между группами пластов в шахтном поле каждая из них вскрывается самостоятельными квершлагами, проводимыми на каждом горизонте, где и сооружаются околоствольные дворы (рис. 3.9).

Рис. 3.9. Вскрытие вертикальными стволами и капитальными квершлагами на двух горизонтах: 1, 2, 3 — ствол главный, вспомогательный и вентиляционный; 4, 5 — капитальный квершлаг 1–го горизонта соответственно транспортный и вентиляционный; 6, 7 — то же 2–го горизонтах

Как и в рассмотренном выше способе вскрытия, возможна последовательная и одновременная отработка горизонтов. Чаще встречается последовательная, поскольку при наличии нескольких пластов в группе (или свите) производственная мощность шахты может быть обеспечена одновременной разработкой пластов только этой группы, что обеспечивает концентрацию работ и позволяет принимать более прогрессивные технические и технологические решения при отработке второго и последующего горизонтов.

Если многогоризонтное вскрытие вертикальными стволами без дополнительных вскрывающих выработок может применяться при весьма пологих пластах, то вскрытие капитальными квершлагами на двух горизонтах может применятся при углах падения пластов свыше 8–10°.

3.7.2. Вскрытие вертикальными стволами и погоризонтными квершлагами с углубкой стволов

Сущность вскрытия вертикальными стволами и погоризонтными квершлагами с углубкой стволов заключается в том, что при значительных размерах шахтного поля по падению, чтобы исключить длинные и ступенчатые уклоны, его разделяют на горизонты и вскрытие каждого из них осуществляют последовательно погоризонтными квершлагами. Стволы первоначально проводят только до отметки первого горизонта, а затем, по мере отработки запасов этого горизонта, производят углубку их до отметки второго горизонта и т.д. На каждом горизонте сооружается околоствольный двор.

Данный способ вскрытия применяется в двух вариантах — с отработкой запасов на каждом горизонте только бремсберговыми полями, за исключением самого нижнего, на котором допускается отработка и уклонного поля (рис.3.10), и с отработкой запасов на горизонтах бремсберговыми и уклонными полями (рис. 3.11). Каждый из вариантов имеет свои достоинства и недостатки.

Рис. 3.10. Вскрытие шахтного поля вертикальными стволами и погоризонтными квершлагами с периодической углубкой стволов при отработке запасов бремсберговыми полями и последней ступени — уклонами: 1, 2, 3 — ствол главный, вспомогательный и вентиляционный; 4, 5 — капитальный квершлаг 1–го горизонта соответственно транспортный и вентиляционный; 6, 7 — то же 2–го горизонта

Рис.3.11. Вскрытие шахтного поля вертикальными стволами и погоризонтными квершлагами с отработкой запасов горизонтов бремсберговыми и уклонными полями (обозначения те же, что и на рис. 3.10)

При отработке запасов горизонта только бремсберговыми выемочными ступенями отпадает необходимость сооружения сложных и дорогостоящих водоотливных комплексов на приемных площадках уклонов по каждому пласту, обеспечивается эффективное восходящее проветривание ступени. Однако уменьшается наклонная высота горизонта, что ведет к увеличению их числа в шахтном поле и к росту капитальных затрат на вскрытие.

При комбинированном способе увеличивается высота горизонтов, так как в каждом из них размещается две выемочные ступени, а следовательно, уменьшается их число в шахтном поле и, естественно, снижаются затраты на их сооружение и оборудование. Однако при этом ухудшаются условия проветривания уклонных полей из-за утечек воздуха между наклонными подготавливающими выработками, появляется необходимость сооружения участковых водоотливных комплексов на каждом этаже (ярусе) уклонных полей.

При отработке горизонтов только бремсберговыми ступенями общее количество горизонтов в шахтном поле при освоенной в эксплуатации высоте ступени 1200–1500 м может составлять 2–3 и более, а при комбинированном порядке, как правило, не более двух по следующим причинам. Минимальное количество выемочных ступеней при этом 4 предопределяет размер шахтного поля по падению до 6000 м. При угле падения пластов 15° нижняя техническая граница поля окажется на глубине свыше 1600 м, что превышает допустимую. При углах менее 10° становится весьма значительной длина погоризонтных квершлагов, особенно для свиты пластов, что тоже имеет свои недостатки. В таких случаях следует принимать другие технические решения, например, вскрытие нижней уклонной части производить дополнительными стволами, а всю добычу передавать по транзитному уклону на последний подъемный горизонт (см. подробнее об этом в п. 8.3).

По варианту вскрытия, представленному на рис. 3.11, шахтное поле длиной по падению Н разделяется на две равные части по Н/2 каждая. Верхняя часть вскрывается вертикальными стволами и погоризонтным транспортным квершлагом 4. Подготовка шахтного поля в этой части аналогична таковой при вскрытии капитальным квершлагом (см. п.5.3).

Ко времени отработки запасов верхней части шахтного поля вскрывается и подготавливается нижняя часть длиной Н/2. Для этой цели стволы углубляются до отметки второго рабочего горизонта, на котором проводится второй погоризонтный транспортный квершлаг 6. Размеры выемочных ступеней как бремсберговых, так и уклонных принимаются обычно одинаковыми и равны Н/4.

Схема транспорта угля и проветривания шахтного поля в каждой его части такие же, как и при вскрытии капитальным квершлагом (см. п. 5.3).

Достоинства вскрытия вертикальными стволами и погоризонтными квершлагами:

- общие для вскрытия вертикальными стволами (п. 5.1);

- возможность отработки шахтных полей больших размеров по падению без ступенчатых уклонов;

- возможность отработки шахтного поля только бремсберговыми полями;

- возможность технического обновления шахты на новых горизонтах.

Недостатки способа вскрытия:

- общие для вскрытия вертикальными стволами (п.5.1);

- сложность работ по углубке стволов и подготовке новых горизонтов в условиях действующей шахты;

- большие капитальные затраты будущих лет по вскрытию шахтного поля;

усложняется режим работы подъемов при переходе работ с одного горизонта на другой.

Условия применения:

- общие для вскрытия вертикальными стволами;

- большие размеры шахтного поля по падению (более 2500..3000 м);

- угол падения пластов от 10° до 30–35°;

- большая производственная мощность шахты.