3.9. Вскрытие шахтного поля штольнями

Сущность вскрытия штольнями состоит в том, что в гористой или холмистой местности на склоне горы или холма устраивают промышленную площадку для размещения технических зданий и сооружений на поверхности шахты и проводят капитальную штольню, которой вскрываются все пласты в шахтном поле (рис. 3.15).

Рис.3.15. Вскрытие шахтного поля штольнями: а — пологих пластов; б — крутых пластов; 1 — штольня капитальная; 2 — бремсберг с ходками; 3 — вентиляционный квершлаг; 4 — вентиляционный ствол; 5 — нависающий склон горы, который убирается для предупреждения обвалов; 6 — максимальный уровень ливневых или паводковых вод; 7 — капитальный гезенк; 8 — этажный квершлаг; 9 — вентиляционная штольня; 10 — слепой ствол

В зависимости от расположения пластов относительно склона горы или холма и выходов их на поверхность штольни могут быть пройдены по пласту или по породе, располагаясь по простиранию, вкрест простирания пласта или диагонально к нему. Обычно, штольня проводится горизонтально, но в некоторых случаях и наклонно. В таких случаях штольня отличается от наклонного ствола тем, что она проводится с подъемом вверх, когда угольные пласты залегают выше уровня промплощадки или там сосредоточены основные запасы шахтного поля, а проведение горизонтальной штольни обусловливало бы значительные размеры надштольневой части шахтного поля. По наклонному стволу уголь транспортируется снизу вверх, а по наклонной штольне — сверху вниз.

При пологом залегании пластов часть поля, расположенная выше уровня штольни (надштольневая часть), отрабатывается бремсберговыми полями, а нижняя (подштольневая) — уклонными (рис. 3.15, а). При этом подготовка шахтного поля, транспорт угля и вентиляция остаются такими же, как и при вскрытии вертикальными стволами и капитальным квершлагом. Свежая струя воздуха обычно поступает по главной (транспортной) штольне, а исходящая выдается на поверхность по вентиляционной штольне, проводимой параллельно главной. При отработке бремсбергового поля проветривание может осуществляться через вентиляционные стволы или шурфы, а также вентиляционные штольни, проводимые у верхней технической границы, как показано на рис. 3.15, б.

При вскрытии штольнями крутых пластов в качестве дополнительных вскрывающих выработок применяются гезенки и этажные квершлаги в надштольневой части шахтного поля и слепые стволы и этажные квершлаги в подштольневой части (рис. 3.15, б).

Важным при вскрытии штольнями является вопрос выбора места расположения штольни. При этом необходимо руководствоваться следующими положениями:

- устье штольни должно располагаться выше максимального уровня ливневых и паводковых вод во избежание подтопления шахты;

- штольню следует проводить на такой высотной отметке, чтобы возможно большая часть запасов могла быть отработана без подъема угля и механического водоотлива;

- над устьем штольни не должно быть нависающих горных склонов, способных к обвалам, оползням и сходам снежных лавин;

- в местностях с суровым климатом рядом с главной (транспортной) штольней проводится вторая водоотливная штольня для предупреждения замерзания воды в зимнее время. Свежая струя воздуха поступает по главной штольне, а водоотливную перекрывают вентиляционными дверями от доступа наружного холодного воздуха. Иногда водоотливная штольня служит также в качестве вентиляционной, например, при разработке уклонного поля.

Достоинства вскрытия шахтного поля штольнями:

- простота;

- вскрытие пологих и наклонных пластов может осуществляться без дополнительных вскрывающих выработок;

- отсутствие подъемов для угля и водоотливных средств в течение времени отработки надштольневых запасов;

- весьма простой поверхностный комплекс, обусловленный отсутствием зданий подъемных машин, копров и др.;

- быстрый ввод шахты в эксплуатацию при малых капитальных затратах.

Недостатки вскрытия штольнями:

- сложность производства строительных работ в гористой местности;

- сложность сооружения и эксплуатации капитальных гезенков и слепых стволов при разработке крутых пластов;

- ограниченная область применения.

Условиями применения вскрытия штольнями являются пласты, залегающие в гористой или холмистой местности.