35. Индивидуальный способ погоризонтной подготовки шахтных полей
Применение погоризонтного способа подготовки шахтного поля обусловлено особенностями разработки пластов длинными столбами с подвиганием лав по восстанию или падению. При этом способе шахтное поле в пределах ступени (горизонта) наклонной высотой 800-1200 м делится на последовательно отрабатываемые выемочные столбы шириной 120-250 м, вытянутые по падению (рис. 2, рис. 3).
Последние подготавливают при помощи транспортных и вентиляционных уклонов (бремсбергов). Выемочные столбы отрабатывают, как правило, прямым ходом в бремсберговой и обратным ходом в уклонной частях шахтного поля. Наиболее простая и надёжная схема планировки подготовительных выработок достигается в бремсберговой части шахтного поля при выемке пласта лавами по падению и в уклонной части — при выемке лавами по восстанию. В этих случаях создаются наиболее благоприятные условия для выдачи угля из очистного забоя по примыкающему к нему транспортному бремсбергу (уклону) непосредственно на подъёмный горизонт шахты и к стволу. Для обеспечения прямоточного проветривания выемочных участков транспортный бремсберг (уклон) охраняется позади очистного забоя искусственными сооружениями (органные ряды, полосы из ангидрида или фосфогипса, бетонные блоки). При разработке пластов с небольшой газоносностью целесообразны варианты погоризонтной подготовки с возвратноточным проветриванием выемочного участка и расположением главного вентиляционного штрека на одном уровне с главным транспортным штреком. Во всех случаях погоризонтной подготовки с выемкой пласта лавами по восстанию сооружается дренажный горизонт с водоотливной установкой. Полевой или пластовый дренажный штрек соединяется с подъёмным горизонтом вспомогательными уклонами (см. рис. 3).
На практике встречаются варианты погоризонтной подготовки, различающиеся расположением главных штреков относительно пласта (полевые или пластовые), схемой подготовки выемочных участков (с повторным использованием конвейерных бремсбергов и уклонов или их проведением вприсечку к выработанному пространству).
Способ погоризонтной подготовки шахтного поля наиболее распространён при разработке пологих пластов в Донецком, Карагандинском и Печорском бассейнах. По условиям работы средств комплексной механизации в горизонтальном очистном забое область его использования ограничена углом падения пласта 0-12°. Погоризонтный способ подготовки шахтного поля с подвиганием лав по восстанию применяют на пластах мощностью до 2 м (при большей мощности усиливается отжим угля и повышается опасность работы людей в забое), а с подвиганием лав по падению — на необводнённых пластах (наличие скапливающейся в лаве воды усложняет или делает невозможной работу механизированной крепи).
Основные преимущества погоризонтного способа подготовки шахтного поля: меньший, чем при других способах, удельный (на 1000 т добычи угля) объём работ по проведению подготовительных выработок, возможность обеспечения постоянной длины лавы за всё время отработки выемочного столба. Недостатки: трудности осуществления вспомогательного транспорта по длинным (800-1200 м) наклонным выработкам, примыкающим к очистному забою, невозможность достижения высокого уровня концентрации горных работ (на каждом крыле шахтного поля шахтопласта допустимо иметь, как правило, по одному очистному забою).
- Вскрытие шахтных полей центрально-сдвоенными стволами. Изобразить схематически.
Центрально-сдвоенные схемы применяются при значительной глубине разработке (более 200м),оба ствола располагают примерно в центре шахтного поля, расстояние между стволами составляет 25-100м.Центрально-отнесённые схемы применяют при отработке верхней части месторождения; стволы располагают на значительном расстоянии друг от друга. Так как при центральных схемах воздух движется по параллельным выработкам, но в противоположном направлении (свежий воздух - от центра к флангу, загрязнённый - от фланга к центру), то эти схемы называют также возвратноточными.
Достоинства центральных схем: относительно малые капитальные затраты, так как проходятся только два шахтных ствола; быстрый ввод шахты в эксплуатацию в связи с возможностью начать отработку первого эксплуатационного горизонта от стволов к флангам: незначительные потери полезного ископаемого в целиках; концентрация всех поверхностных сооружений шахты в одной компактной группе, что упрощает систему электроснабжения и административного управления, наличие одной вентиляторной установки, что упрощает управление проветриванием. Недостатки центральных схем: двойной обратноточный путь движения воздуха в шахте, что приводит к повышению обще шахтной депрессии; переменная величина депрессии в связи с изменением расстояния очистных забоев от стволов; большие утечки воздуха через выработанные пространства в случаи прямого порядка отработки шахтного поля.
- Подготовка выемочных участков на пологих и наклонных пластах при охране подготовительных выработок угольными целиками и по бесцеликовой схеме.
В настоящее время все действующие очистные забои работают по системе, при которой отработка лав по столбовой системе разработки с целиками и по бесцеликовой технологии, когда вентиляционный штрек подготавливаемой лавы проходится в присечку к погашенному конвейерному штреку вышележащей лавы. Все действующие очистные забои оборудованы механизированными комплексами. Способ управления кровли - полным обрушением. Перспективной является параллельная схема подготовки выемочного участка, при которой совмещаются все основные виды работ. Реализация этой схемы возможна при оконтуривании выемочного столба 3 – 4 выработками, наличии фланговых вентиляционных и путевых выработок. Затраты времени на подготовку выемочного участка по параллельной схеме по сравнению с последовательной можно сократить в два раза за счет проведения выработок встречными, догоняющими или расходящимися забоями и оснащения выемочного участка по постоянной схеме.
Для обоснования эффективности многоштрековой подготовки выемочных участков были проведены опытно-промышленные исследования следующих вариантов схем подготовки выемочного столба (рисунок):
- организация проведения выработок одновременно несколькими забоями: встречными, догоняющими или расходящимися (рисунок, а);
- сохранение подготовительных выработок для повторного использования (рисунок, б);
- скоростная проходка выработок с темпами подвигания забоев 300 – 600 м в месяц (рисунок, б).
Рисунок - Схемы подготовки выемочных столбов:
1-КМЗ; 2-4 - подготовительные забои присечных выработок; 5 - конвейерный штрек; 6 - вентиляционный штрек; 7 - сохраненный штрек; 8 - угольный целик; 9 - центральные панельные бремсберги (уклоны); 10 - фланговые выработки; 11 - спаренные подготовительные забои; 12 - газоотсасывающие вентиляторные установки
38. Сущность схем вскрытия полей шахт фланговыми стволами.
По взаимному расположению стволов различают схемы вскрытия поля индивидуальной шахты или блока центрально-сближенными стволами (например, центрально-сдвоенными), центрально-отнесенными и диагональными (фланговыми). При схеме вскрытия двумя, тремя и т. д. центрально-сближенными стволами все вертикальные или наклонные стволы располагаются примерно посредине длины поля по простиранию и имеют чаще всего на поверхности общую промплощадку.
При схеме вскрытия центрально-отнесенными стволами главный подъемный и воздухоподающий вертикальные стволы располагаются ниже вентиляционного на расстоянии порядка 0,5—1 км по линии падения пластов или залежи; все стволы находятся примерно посредине длины поля но простиранию.
При схеме вскрытия диагональными (фланговыми) стволами главный подъемный и воздухоподающии вертикальные или наклонные стволы располагаются примерно посредине длины поля по простиранию (продольного размера), а вентиляционные для исходящей струи воздуха — на крыльях шахтного поля, у границ поля по простиранию или на некотором расстоянии от них.
Схемы вскрытия блоков аналогичны схемам вскрытия полей индивидуальных шахт, но в пределах блока не проходят стволов для подъема полезного ископаемого. Блоковые стволы обычно предназначают для вентиляции, водоотлива, спуска-подъема людей, закладочных материалов, оборудования.
При разработке неглубоко залегающих месторождений с выходами непосредственно на поверхность или под наносы вентиляционные центрально-отнесенный или фланговые стволы могут быть заменены вентиляционными шурфами (см. Шурфы).
В зависимости от горно-геологических особенностей наклонно залегающих месторождений полезного ископаемого (числа пластов, угла залегания и т. д.) применяют способы В.ш.п. горизонтными и этажными квершлагами (см. Квершлаг). В первом случае транспортными и вентиляционными квершлагами, чаще всего проводимыми из вертикальных стволов, вскрывают участки шахтного поля размером по падению, достаточным для отработки двумя или несколькими этажами или ярусами (порядка 1 км). Во втором случае транспортными и вентиляционными квершлагами, проводимыми из вертикальных или наклонных стволов, последовательно вскрывают и отрабатывают участки шахтного поля, в пределах каждого из которых может быть размещен по падению только один этаж.
- Способы подготовки шахтного поля. Классификация по признакам расположения выработок относительно элементов залегания пласта и числу пластов, обслуживаемых одной подготавливающей выработкой.
Первый признак – число разрабатываемых пластов, обслуживаемых одной системой основных подготовительных выработок на откаточном горизонте. По этому признаку способы подготовки разделяются на две группы: индивидуальный и групповой.
При индивидуальном способе подготовки проводят и поддерживают все основные выработки, необходимые для отработки одного пласта или отдельных его частей. Выработки могут проводиться как пластовыми, так и полевыми.
При групповом способе подготовки основные подготовительные выработки проводят общими для всех разрабатываемых пластов свиты или отдельной ее группы. При этом отпадает необходимость в поддержании подготовительных выработок (этажные штреки, капитальные или панельные бремсберги и уклоны) по всем пластам. Следует предусматривать их группирование с основными выработками, проводимыми, как правило, полевыми в устойчивых породах или по пластам с устойчивыми боковыми породами.
При группировании пластов на всю длину сохраняют лишь групповые штреки. Для передачи груза с других пластов и пропуска воздушной струи от группового штрека через определенное расстояние проводят промежуточные квершлаги или скаты. Задние квершлаги или скаты и штреки в отработанной части шахтного поля погашают.
Групповой способ подготовки позволяет сократить число и протяженность поддерживаемых выработок, повысить эффективность работы транспорта, уменьшить утечки воздуха и улучшить условия проветривания шахты.
Групповые выработки при разработке двух – четырех пластов необходимо располагать, как правило, в лежачем боку группы пластов, проводя их по пласту или боковым породам. В тех случаях, когда целесообразна отработка на групповую выработку двух групп пластов, можно располагать эту выработку между группами, но при этом должна быть исключена возможность ее подработки.