 |
|
Классификация схем и способов подготовки шахтных полей
В основу классификации схем и способов подготовки шахтных полей (табл.2.2) пластовых месторождений положены три признака (основной и два дополнительных).
В качестве основного классификационного признака выбран признак, который выделяет любую схему подготовки из группы других. Таким отличием является часть шахтного поля, полученная в результате его деления системой подготовительных выработок и ее направление отработки относительно элементов залегания пласта.
Основной признак предопределяет следующие схемы подготовки: погоризонтную, панельную и этажную.
Погоризонпшой схемой подготовки называется такое пространственное расположение горных выработок, при котором шахтное поле делится по падению основными выработками на части, ограниченные по простиранию границами шахтного поля или блока и отрабатываемые лавами по падению или восстанию.
Панельной схемой подготовки называется такое пространственное расположение горных выработок, при котором шахтное поле делится на части, ограниченные по падению и восстанию основными выработками, а по простиранию - условными границами соседних панелей, шахтного поля или блока и отрабатываемые отдельными ярусами на самостоятельные центральные или фланговые наклонные выработки - бремсберги или уклоны.
Этажной схемой подготовки называется такое пространственное расположение выработок, при котором шахтное поле делится по падению основными выработками на части, вытянутые и отрабатываемые по простиранию одновременно на всю длину и ограниченные по простиранию границами шахтного поля или блока.
Все приведенные выше описания схем подготовки дают общее представление о планировке выработок безотносительно к пласту. Вместе с тем, при одинаковой планировке (геометрии) выработок каждая из них может проводиться или по пласту или по породе. Выработки могут быть индивидуальными для каждого пласта или групповыми для нескольких пластов и использоваться для различных целей.
Таблица 2.2
Классификация схем и способов подготовки шахтного поля
| Схема подготовки | Способ подготовки | |
| Классификационные признаки | ||
| Часть шахтного поля, полученная в результате его деления системой подготовительных выработок и направление отработки ее относительно элементов залегания пласта | Число разрабатываемых пластов, обслуживаемых одной системой подготовительных выработок на откаточном горизонте | Расположение подготови-тельных выработок относительно пласта и его элементов |
| Погоризонтная | Индивидуальный | Пластовый Полевой Пластово-полевой |
| Групповой | Полевой Пластово-полевой | |
| Панельная | Индивидуальный | Пластовый Полевой Пластово-полевой |
| Групповой | Полевой Пластово-полевой | |
| Этажная | Индивидуальный | Пластовый Полевой Пластово-полевой |
| Групповой | Полевой Пластово-полевой |
В связи с этим основной классификационный признак дополняется двумя дополнительными признаками, которые характеризуют способ подготовки пластов.
Первый признак - число разрабатываемых пластов, обслуживаемых одной системой 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 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 поддержания подготови-тельных выработок (этажные штреки, капитальные или панельные бремсберги и уклоны) по всем пластам.
При группировании пластов на всю длину сохраняют лишь групповые штреки. Для передачи груза с других пластов и пропуска воздушной струи от группового штрека через определнное расстояние проводят промежуточные квершлаги или наклонные скаты. Задние квершлаги или скаты и отработанную часть штреков погашают.
Второй признак - расположение основных подготовительных выработок относительно пласта и его элементов. По этому признаку каждая группа способа подготовки разделяется на подгруппы:
индивидуальный - пластовый, полевой, пластово-полевой;
групповой - полевой, пластовой-полевой.
При пластовом способе подготовки все основные подготовительные выработки проводят и поддерживают по каждому из разрабатываемых пластов полезного ископаемого. Основными достоинствами пластового способа подготовки являются простота технологии проведения и планировки горных работ и меньший выход породы, чем при полевом и пластово-полевом способах, а недостатками - большие потери угля в целиках и сложность поддержания выработок.
При полевом способе подготовки все основные подготовительные выработки проводят по пустым породам или пропласткам на некотором расстоянии от разрабатываемых пластов, периодически соединяя их с участковыми пластовыми выработками.
Полевой способ подготовки позволяет вести обособленную подготовку и отработку запасов в различных частях шахтного поля и на отдельных пластах, а также безопасную подготовку и отработку пластов, склонных к самовоз-горанию, опасных по внезапным выбросам угля и газа или по горным ударам.
Недостатки полевого способа заключаются в большом объеме породы, выдаваемой из шахты, что вызывает необходимость увеличения пропускной способности вспомогательных стволов, затраты на ее перевозку и склади-рование на поверхности; недостаточная доразведка основными подгото-вительными выработками шахтного поля; относительно высокая стоимость проведения полевых выработок по сравнению с пластовыми того же сечения и назначения.
При пластово-полевом способе подготовки все подготовительные выработки проводят и поддерживают как по пласту полезного ископаемого, так и по пустым породам. Этот способ подготовки сокращает потери угля, упрощает выбор способа охраны выработок и снижает затраты на их поддержание, но увеличивает выход породы и затраты на проведение, а также усложняет технологию проведение выработок.
Погоризонтная, панельная и этажная схемы могут применяться в любом сочетании со способами подготовки, классифицируемыми по дополни-тельным признакам.
Различают подготовку шахтного поля и подготовку выемочного поля.
Подготовка выемочного поля при делении шахтного поля на панели заключается в проведении и оборудовании всех подготовительных выработок в ярусе, панели, включая проведение и оборудование ярусных штреков и разрезных печей.
Подготовка выемочного поля при делении шахтного поля на этажи включает работы по приведению и оборудованию всех подготовительных выработок в выемочном поле, начиная с участковых бремсбергов или уклонов и заканчивая разрезными печами.
В случае отработки пласта лавами, движущимися по восстанию (падению), подготовка выемочного поля состоит в проведении и оборудовании необходимого числа наклонных выработок (бремсбергов, уклонов, ходков и разрезных просеков).
Выемочное поле характеризуется определенной самостоятельной сетью горных выработок, используемых для транспортирования, проветривания и очистной выемки.
Горные выработки, обслуживающие выемочные поля, называются участковыми.
Способ подготовки шахтного поля предопределяет планировку горных работ и технико-экономические показатели работы предприятия; зависит от ряда факторов, среди которых важное значение имеет угол падения пластов, способ вскрытия, размеры по простиранию шахтного поля и непостоянство элементов залегания пластов, производственная мощность шахты и др.
Выбор способа подготовки шахтного поля предопределяет планировку горных работ и технико-экономические показатели работы предприятия (табл. 2.2). Нормами технологического проектирования на пологих пластах с углами падения менее 10° предусматривается применение погоризонтного способа подготовки с отработкой лавами, подвигаемыми по восстанию или падению; на пластах с углами падения от 10° до 35° - панельного способа подготовки с отработкой лавами, подвигаемыми по простиранию, и на пластах с углами падения более 30° - этажного способа.
Проведенный анализ позволил оценить соответствие этих рекомендаций существующему положению в области применения различных способов подготовки шахтных полей на действующих шахтах основных бассейнов.
Таблица 2.3
| Группы шахт, разра-батывающих пласты с углом падения, ° | Способ вскрытия | Бассейн | ||||
| Донецкий | Кузнецкий | Карагандинский | Печорский | |||
| % от числа шахт данной группы | ||||||
| Менее 10 | Панельный Этажный Погоризонтный Комбинированный | 32,4 23,8 15,2 28,6 | 56,6 23,4 - 20,0 | - 34,8 4,3 60,9 | 46,6 20,0 6,7 26,7 | |
| 10-35 | Панельный Этажный Комбинированный | 12,0 84,0 2,0 | 16,7 83,3 - | - 100,0 - | 25,0 75,0 - | |
| Более 35 | Этажный Комбинированный | 95,6 4,4 | - | - 100,0 | 100,0 - | |
Поле шахты «Крутая» разделена на три эксплуатационных блока в пределах границ геологоразведочных участков с размерами по простиранию – 2 ÷7 км, по падению – 0,5 ÷ 0,1 км. Каждый из блоков включает запасы свиты пластов от В9 до ВI. В целях наибольшей промышленной значимости принята одновременная отработка блоков.
Для условий шахты «Крутая» рассмотрены два способа отработки запасов части угольного месторождения: в начале открытым способом до отметки гор.+ 1370 м и в дальнейшем - подземным при вскрытии запасов подкарьерной части свиты крутой части угольных пластов ВI-В9 вертикальными стволами, пройденными в лежачем боку свиты в сочетании с этажными квершлагами.
Для этих целей в комплексе выработок околоствольного двора Юго-Восточного блока, на гор.+1100 м дополнительно проходятся этажные квершлаги и система вскрывающих выработок, состоящая из полевых сборных магистральных штреков соответствующего горизонта, пройденных вдоль свиты пластов Юго-Восточного блока до границ Северо-Восточного и Юго-Западного блоков. Схема вскрытия запасов поля шахты «Крутая» представлена на рис.2.3.
Основными вскрывающими выработками служат главный скиповой и вспомогательный клетевой стволы. В целях исключения сбоев в режиме функционирования предприятия по добыче угля параллельно с указанными стволами проводится третий – углубочный ствол. В процессе отработки запасов вышележащих этажей производится углубка стволов в соответствии с вертикальной высотой этажа (100 м), и так до отметки +600 м.
Рис.2.3 Схема вскрытия шахты «Крутая»