Взаимное расположение стволов в шахтном поле

Правильный выбор места заложения стволов в шахтном поле является одним из основных факторов, т.к. от этого зависят суммарная длина главных выработок (стоимость их проведения и поддержания), расходы на транспорт груза и проветривание выработок, потери ПИ в охранных целиках около стволов.

Место заложения стволов определяется принятым способом. вскрытия и корректируется в соответствии с рельефом местности, свойствами пересекаемых пород, наличием старых горных выработок и геологических нарушений.

Главный ствол(воздухоподающий) может быть расположен у верхней границы ш.п., у нижней границы или в любом другом месте по падению пласта, например, в центре шахтного поля.

Шахтное поле делится на две равные части – бремсберговую и уклонную.

И по простиранию расположение главного ствола целесообразнее в центре шахтного поля, т.е. два равных крыла.

Взаимное расположение главного ивспомогательного ствола может быть:

а) центральное (центрально-сдвоенное),

б) центрально-отнесенное,

в) фланговое (диагональное),

г) комбинированное,

д) секционное (блоковое).

Комбинированное и секционное расположение главного и вспомогательного стволов сочетает в себе преимущества центрально-сдвоенного, центрально-отнесенного и флангового и применяются при строительстве современных крупных шахт.

Вскрытие пологих пластов Вскрытие пологих пластов наклонными стволами

При вскрытии пласта, наклонными стволами с поверхности до нижней границы первого этажа по падению пласта примерно в центре ш.п. проходят три ствола – главный и два вспомогательных с расстоянием между ними не менее 30 м. Главный служит для подъема ПИ, один вспомогательный – для спусков грузов, другой – для спуска и подъема людей. Он оборудован: механическим подъемом и лестницами или сходнями с перилами. Три ствола – необходимость обеспечения высокой производительности шахты. На уровне границы годного угля (верхняя техническая граница) проходит вентиляционный этажный штрек, а у нижней границы этажа – откаточный этажный штрек. Между ними проводят разрезную печь и начинают очистную выемку.

Для обеспечения бесперебойной добычи угля во время отработки I этажа углубляют наклонные стволы и проводят этажный откаточный штрек. Откаточный этажный штрек I этажа служит вентиляционным для II этажа.

Для подъема ПИ по главному стволу чаще используются ленточные конвейеры, обеспечивающие полную конвейеризацию общешахтного транспорта. При углах падения, больших 18°, применяется рельсовый транспорт с использованием в качестве подъемных сосудов вагонеток или скипов. При современном техническом уровне одноступенчатый канатный подъем можно осуществить по длине наклонных стволов до 1000 м. При большей длине – многоступенчатый, что сложнее и менее выгодно.

Угольные пласты залегают, как правило, свитами, состоящими из нескольких пластов. Поэтому встает вопрос об их совместном рациональном, вскрытии, т.е. не проходить стволы по каждому из пластов, а найти способы их совместной подготовки и разработки.

Возможные способы вскрытия пологих пластов наклонными стволами:

наклонными стволами и этажными квершлагами, наклонными стволами и этажными скатами, наклонными стволами и капитальными квершлагами, наклонными стволами, пройденными под углом к линии простирания и капитальным квершлагом.

Достоинства вскрытия наклонными стволами:

Простота, малый объем горных работ и малая стоимость проходки стволов, малые сроки ввода шахты в эксплуатацию, небольшие капиталовложения; простота поверхностного комплекса: и околоствольных дворов и др.

Недостатки вскрытия наклонными стволами:

Большая длина стволов, большая стоимость их поддержания, особенно в неустойчивых породах (наносах), невысокая производительность канатного подъема, утечки воздуха через целики между главными выработками (стволами), трудность обслуживания транспорта по наклонным стволам и др.

Способы вскрытия наклонными стволами применяются:

- при углах падения пласта до 18°- 20 при конвейерном транспорте;

- при углах падения до 30 при ребристых лентах;

- при мощности наносов 30~40м;

- при отсутствии крупных геологических нарушений, резких изменений углов падения, при отсутствии плывунов в зоне проходки стволов.

Вскрытие пологих пластов вертикальными стволами и квершлагами

Рассмотрим два основных способа вскрытия:

- вертикальными стволами и капитальными квершлагами;

- вертикальными стволами и этажными квершлагами.

Главные вертикальные стволы проходятся до горизонта капитального квершлага 2. Квершлагом вскрывают остальные пласты, свиты. По каждому из пластов проходят бремсберги 3,4,5 (капитальные – при этажном способе подготовки, панельные – при панельном). Проветривание через общий шурф 6 и вентиляционный квершлаг 10, или с помощью шурфов на каждом пласте – 6.

К моменту окончания отработки бремсберговых полей готовят уклонные поля капитальными (панельными) уклонами ~ 7,8,9.

Этот способ вскрытия широко распространен, но в современных условиях его рекомендуют для шахт с годовой мощностью около 1,8 млн.т в год, при суммарной мощности междупластий вскрываемой свиты до 250-300 м; при числе пластов 4-7 и сроке службы 50 -60 лет.

При большей угленосности и мощности междупластий рациональными могут оказаться другие способы (блоковый и т.д.).

От главных вертикальных стволов – I проходят капитальный 2, или панельный бремсберги. Остальные пласты свиты вскрываются этажными (ярусными) квершлагами 4 (вентиляционный), 3, 6, 8, 9, 10 Квершлаги 8, 9 и 10 проходят от уклона 7, который проходится на высоту одного этажа после отработки бремсбергового поля. Откаточный этажный квершлаг служит для нижележащего этажа – вентиляционным.

Этот способ экономически выгоден, когда затраты на проведение квершлагов 4,3,6,8 меньше затрат на проведение вместо них бремсбергов и уклонов, т.е. при меньшем междупластьи.

Достоинства способов вскрытия вертикальными стволами и квершлагами:

Одногоризонтные способы вскрытия, в отличие от многогоризонтных, не требуют углубки стволов, установки новых подъемных машин и переоборудования поверхности при подготовке нового горизонта.

В связи с этим объем капиталовложений на действующей шахте значительно меньше, чем при многогоризонтных способах вскрытия.

Недостатки способов вскрытия вертикальными стволами и квершлагами:

Необходимость углубки уклонов, что уменьшает их пропускную способность. Для обеспечения запланированной добычи приходится проходить фланговые уклоны.

По условиям подъема длина уклона ограничена, приходится проходить уклоны второй ступени, что ухудшает показатели работы транспорта, вентиляцию, увеличивается время передвижения людей к рабочим местам.

Для исключения этих недостатков длину ш.п. по падению уменьшают до 2000-2200 м. С развитием техники этот размер может быть увеличен.

Вскрытие пологих пластов вертикальными стволами и гезенками

Вскрытие с применением квершлагов становится невыгодным при весьма пологих пластах ( = 3° – 8-9°), т.к. имеют место квершлаги большой длины. В таких случаях вместо квершлагов применяют гезенки.

Гезенки, как и квершлаги, могут быть капитальными,этажным и участковыми.

Вскрытие крутых и круто-наклонных пластов

В отличие от вскрытия пологих пластов, свиты крутых пластов вскрываются только многогоризонтнымиспособами, центрально-сдвоенными стволами с поэтажной углубкой.

Главный стволслужит для подъема ПИ и проветривания и оборудуется одним или двумя скиповыми подъемами.

Второй (вспомогательный)ствол оборудуется двумя клетевыми подъемами – один для обеспечения рабочего горизонта, другой для подготовки следующего горизонта.

На крупных, особенно газоносных, шахтах может быть целесообразным осуществлять вскрытие тремя стволами. В этом случае третий ствол служит для проветривания и подготовки нового горизонта»

Основные способы вскрытия крутых пластов:

- вертикальными стволами и этажными квершлагами;

- вертикальными стволами и промежуточными: квершлагами.