3.5. Вскрытие шахтных полей вертикальными стволами

3.5.1. Сущность вскрытия вертикальными стволами

Сущность вскрытия шахтного поля вертикальными стволами заключается в том, что с поверхности до рабочего горизонта проводят обычно два вертикальных ствола (реже три), которые на уровне горизонта в первую очередь сбиваются между собой вентиляционной сбойкой для организации проветривания горных выработок при подготовке горизонта. Затем сооружается околоствольный двор и далее проводятся дополнительные выработки (квершлаги, гезенки и т.д.), которыми и производится вскрытие пластов. Один из стволов главный, другой вспомогательный.

Главный ствол служит для выдачи угля и породы на поверхность, и на современных шахтах оборудуется, как правило, скиповыми подъемами. Емкость угольных скипов достигает 25 м3. Количество скиповых подъемов для выдачи угля зависит от производственной мощности шахты, глубины ствола, количества рабочих горизонтов и марок угля (при необходимости их раздельной выдачи) и составляет один или два. Выдача породы осуществляется односкиповым подъемом с противовесом или двускиповым при большом объеме выдаваемой породы.

Вспомогательный ствол предназначается для спуска и подъема людей, доставки материалов, оборудования и т.п. Оборудуется клетевыми подъемами. Клети одно- и двухэтажные.

Оба ствола используются для проветривания шахты. Вспомогательный ствол, как правило, является воздухоподающим, главный предназначается для выдачи отработанной струи воздуха, что регламентируется Правилами безопасности по следующим причинам:

- чтобы исключить поступления в шахту со свежей струей пыли, образующейся при разгрузке скипов на поверхности, а также при их загрузке в околоствольном дворе;

- чтобы обеспечить лучшую герметизацию ствола от утечек воздуха. Если бы вентиляционным являлся вспомогательный ствол, то вследствие частого открывания вентиляционных дверей для пропуска вагонеток, а также хождения людей имели бы место значительные утечки воздуха.

Как правило, в настоящее время сооружаются стволы круглого сечения диаметром от 5 до 9 м и крепятся монолитным бетоном. Каждый ствол должен быть оборудован лестничным отделением для выхода людей на поверхность в случае аварии на подъемных установках.

Согласно ПБ (§78) лестничные отделения в стволах могут отсутствовать, если в них имеются по две подъемные установки с независимым подводом энергии.

Преимущества вскрытия шахтного поля вертикальными стволами по сравнению со вскрытием наклонными стволами следующие:

- вертикальные стволы устойчивы к проявлениям горного давления и требуют небольших затрат на их ремонт; имеют большие площади поперечного сечения, что позволяет подавать в шахту большее количество воздуха, а следовательно, иметь большую производственную мощность по газовому фактору;

- вспомогательные подъемы в вертикальных стволах намного производительнее таковых в наклонных стволах за счет более высоких скоростей движения подъемных сосудов и, как правило, меньшей длины ствола;

- имеется возможность совмещения в одном стволе всех необходимых транспортных операций;

- вскрытие вертикальными стволами возможно в любых горно-геологических условиях, что позволяет считать этот способ вскрытия универсальным.

Общими недостатками вскрытия вертикальными стволами по сравнению с наклонными являются:

- значительно большая стоимость проведения стволов; сложность производства работ по углубке стволов при подготовке новых горизонтов;

- более сложные и дорогостоящие поверхностные сооружения над стволами и у стволов (копры, надшахтные здания, здания подъемных установок).

По числу транспортных (подъемных) горизонтов все способы вскрытия вертикальными стволами разделяются на две группы одногоризонтные и многогоризонтные.