Особенности вскрытия шахтных полей на больших глубинах

Рассмотрим панельный способ подготовки при вскрытии пластов вертикальными стволами и погоризонтными квершлагами. При этом рассмотрим один пласт при делении шахтного поля по падению на 3 выемочных ступени, а по прастиранию на 2 панели, т.е. всего на 6 панелей. Число панелей может быть другим.

Рисунок 3.2 – Панельный способ подготовки шахтного поля

Размер панелей по падению равен размеру выемочной ступени по падению (Н_бр. и Н_укл.). Согласно НТП S_п 2,5-3км, Н_п 1200-1500м. В отличие от этажного способа подготовки при панельном способе запасы каждой панели отрабатываются на свои панельные бремсберги или уклоны. Одновременно в работе могут находится 2 и более панелей. Поэтому добыча из пласта по сравнению с этажным способом будет в 2 - 3 раза больше. Это является значительным ПРЕИМУЩЕСТВОМ. Кроме этого к преимуществам относятся (при прочих равных условиях) следующие моменты: в связи с меньшей длиной крыла панели легче осуществить полную конвейеризацию угля, легче проветрить тупиковые выработки при их проведении, уменьшаются затраты на поддержание выемочных штреков.

НЕДОСТАТКИ: большее количество наклонных выработок, большие затраты на их проведение.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ: Применяется на пологом падении (при угле падения до 25 градусов), при размере шахтного поля по простиранию более 4-5 км, при любой газообильности.

Панельный способ подготовки является более перспективным, чем этажный. Панели по падению делятся на ярусы. Как правило, в ярусе располагается по падению одна лава, а в панели – две лавы.

Ярусы, как и этажи, по простиранию могут отрабатываться обратным ходом (смотри правую панель) или прямым ходом (см. левую панель). По падению ярусы и этажи отрабатываются, как правило, в нисходящем порядке, т.е. сверху вниз. Восходящий порядок допускается при отработке запасов бремсберговой части шахтного поля на шахтах не выше II категории по газу. В уклонной части шахтного поля в любых условиях отработка ярусов или этажей производится в нисходящем порядке. При этом исключается возможность поступления метана из ниже расположенных выработанных пространств в отрабатываемые лавы (в случае восходящего порядка отработка ярусов или этажей), уменьшаются затраты на поддержание наклонных выработок. В уклонной части шахтного поля при применении восходящего порядка необходимо будет поддерживать уклон с ходками в выработанном пространстве, производить откачку воды все время с максимальной глубины. Кроме того в случае прирезки запасов при отработке ниже расположенных лав не исключены прорывы воды в них из выработанного пространства.

Порядок отработки панелей согласно НТП следующий: в бремсберговой части шахтного поля сначала отрабатываются центральные, а затем крайние панели, т.е. порядок отработки запасов прямой - от центра шахтного поля к границам. В уклонной части шахтного поля сначала отрабатываются крайние, а затем центральные панели. При этом уменьшаются время и затраты на строительство шахты, а также затраты на поддержание главных (коренных) штреков.

3.3 Погоризонтный способ подготовки шахтного поля

При этом способе подготовки шахтное поле делится на выемочные участки, вытянутые по восстанию или падению. Лавы располагаются по простиранию, а отработка выемочных участков производится в бремсберговой части шахтного поля по падению от центра шахтного поля к его границам, а в уклонной части – лавами по восстанию от границ шахтного поля к центру (рис. 3.3). Сначала отрабатываются запасы бремсберговой части шахтного поля, а затем уклонной.

На рисунке 3.3 условно показаны оба этапа отработки как бремсберговой, так и уклонной частей шахтного поля.

Рисунок 3.3 – Погоризонтный способ подготовки шахтного поля

Такой порядок отработки шахтного поля позволяет уменьшить время и затраты на строительство шахты, проводить магистральные штреки постепенно, по мере отработки выемочных участков в бремсберговой части шахтного поля, а, следовательно, и уменьшить затраты на их поддержание. При отработке лав в уклонной части шахтного поля производится погашение магистральных штреков 5 и 6, пройденных на уровне транспортного горизонта, а так же дренажного штрека 15, пройденного по нижней технической границе. Проветривание лавы в бремсберговой части шахтного поля осуществляется по следующей цепочке: свежая струя идет по клетевому стволу 1, откаточному квершлагу 3, пластовому магистральному штреку 6, по выемочному ходку 8 (параллельно подсвежающая струя по ходку 7), по лаве 9 и исходящая струя идет по ходку 7 вверх, по вентиляционному магистральному штреку 10, вентиляционному квершлагу 11 и вентиляционному стволу 12. В данном случае показана прямоточная схема проветривания выемочного участка с подсвежением исходящей струи воздуха.

Транспорт угля осуществляется по лаве 9 скребковым конвейером, по ходку 7 ленточным конвейером, по полевому магистральному штреку 5 и конвейерному квершлагу 4 к скиповому стволу ленточными конвейерами, т.е. имеет место полная конвейеризация угля. Для отработки уклонной части шахтного поля необходимо пройти капитальные уклон 13 с ходком 14 и дренажный штрек 15. Как правило, они проводятся полевыми (под пластом угля). Для обеспечения проветривания в период проходки чаще всего параллельно с полевым дренажным проводится пластовый магистральный штрек 16.

Погоризонтный способ подготовки может применятся как при одногоризонтной схеме вскрытия так и при многогоризонтной. Согласно НТП, Н_б и Н_укл (длина выемочных столбов) при благоприятных горно-геологических условиях может достигать 1,2-1,5 км на пластах средней мощности и 0,8-1,0 км на тонких и мощных пластах. По сравнению с панельным и этажным погоризонтный способ имеет следующие

ПРЕИМУЩЕСТВА:

1. Меньше удельная протяженность проводимых и поддерживаемых выработок, а, следовательно, и меньшие затраты на их проведение и поддержание.

2. Ходки проводятся по направлению, поэтому легко осуществить по ним транспорт угля ленточными конвейерами, т.е. применяется полная конвейеризация угля.

3. Практически постоянная длина лавы позволяет без проблем применять механизированные комплексы.

4. Лучше схема проветривания шахтного поля.

НЕДОСТАТКИ:

1. Большое количество выемочных наклонных ходков, технология проведе­ния которых сложнее, стоимость проведения выше, чем горизонтальных штре­ков.

2. Поддержание ходков сложнее и дороже, чем штреков.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ограничивается углом падения пластов до 10 градусов (при диагональном расположении лав-до 18 градусов). Применяется при любой газообильности.

При притоке воды в лаву более 5 м³/ч. необходимо лавы отрабатывать по восстанию как в уклонной, так и в бремсберговой части шахтного поля. Это приводит к «перепробегу» транспорта. При мощности пласта m³1,5-2,0м отработка лав по восстанию разрешается только лишь с согласия отраслевого НИИ. В противном случае за счет вывалов кусков угля возможен травматизм горнорабочих очистного забоя. При наличии воды и большой мощности пласта необходимо переходить на панельный способ подготовки.

Погоризонтный способ является наиболее прогрессивным из всех рассмотренных.

3.4 Комбинированный способ подготовки шахтного поля

На шахтах, как правило, применяется сочетание вышерассмотренных способов подготовки шахтного поля, т.е. применяются комбинированные способы (рис. 3.4).

Рисунок 3.4 – Комбинированные способы подготовки шахтных полей

В Донбассе с увеличением глубины залегания происходит выполаживание угольных пластов, поэтому в бремсберговой части шахтного поля может применяться этажный или панельный, а в уклонной – погоризонтный способ подготовки.

Комбинированные способы подготовки обладают достоинствами и недостатками тех способов, из которых они состоят.