Розподіл шахтних полів і гірських горизонтів на частини, coalguide

Розподіл шахтних полів і гірських горизонтів на частини

Для забезпечення раціональної та економічно ефективної відпрацювання запасів шахтне поле незалежно від займаної ним площі, як правило, ділять на більш дрібні частини. Тому перш ніж розглядати питання розтину, необхідно чітко уявити собі, на які частини ділиться шахтне поле, так як розтин шахтного поля. поділ його на частини і способи підготовки взаємно залежні і пов'язані між собою основними параметрами.

Розрізняють шахтні поля з розподілом і без поділу на блоки (рис. 2,1). Блок частина шахтного поля. розкрита з поверхні подає повітря і воздухоотводящие блоковими стволами, призначеними для забезпечення незалежного (секційного) провітрювання виробок, розташованих в його межах, спуску і підйому людей, матеріалів, устаткування. Підйом корисної копалини і породи здійснюється по головним стовбурах, які обслуговують все блоки даного шахтного поля. Блок, в межах якого розташовуються головні стовбури, називається центральним. Блоки між собою з'єднуються транспортною магістраллю, як правило, польовими штреками великого перерізу.

У будь-якому випадку при розробці пологих вугільних пластів шахтне поле в залежності від його розмірів по падінню при розтині вертикальними стволами додатково ділять на дві, три і більше приблизно рівні частини. Кожну таку частину називають гірським обрієм або ступенем.
Горизонт (ступінь)-частина шахтного поля, однією з меж якого по падінню є головний транспортний штрек. а другий - верхня або нижня межа шахтного поля.

Бічними межами гірського горизонту служать межа шахтного поля по простяганню (рис. 2.2). Якщо шахтне поле поділене на три і більше горизонту, то їх межами по падінню є головні штреки транспортного і вентиляційного горизонтів. Розмір горизонту по падінню зазвичай знаходиться в межах 1000-1200 м, але іноді (при погоризонтній підготовці шахтного поля і кутах залягання пластів не більше 10-12 °) досягає і 1,5 км.

Частина шахтного поля, розташовану вище головного відкатувального штреку, називають горизонтом по повстанню, а розташовану нижче відкатувального штреку - горизонтом по падінню. У цьому випадку замість терміна «горизонт» допускається застосування терміна «поле». Поля по повстанню і падінню обслуговуються бремсбергами і ухилами, тому їх називають відповідно бремсбергового і ухилом полями.

Шахтне поле і, отже, горизонти ділять на крила (див. Рис. 2.2). Крило шахти - частина шахтного поля, яка розташована по одну сторону від вертикальної площини, проведеної навхрест простягання пласта і проходить через викриває вироблення: вертикальний або похилий стовбур, капітальний бремсберг або ухил. Крила зазвичай позначають частинами світу (запатнос, східне і ін.).

Як виняток, при складному рельєфі поверхні бувають і однокрилі шахтні поля, в яких викриває вироблення споруджують біля однієї з меж шахтного поля. Гірські горизонти в шахтному полі в залежності від геологічних, технічних і економічних факторів ділять на дрібніші частини: поверхи, панелі, довгі стовпи по падінню або повстанню пласта. У зв'язку з цим розрізняють поверховий, панельний спосіб і погорізонтного способи підготовки шахтного поля. Застосовують і так званий комбінований спосіб підготовки.

Спосіб підготовки є якісною характеристикою шахти, від якої суттєво залежать планування гірничих робіт і техніко-економічні показники її роботи.
Поверховий спосіб підготовки. Якщо пласт в межах шахтного поля або горизонту ділять по падінню на ділянки, витягнуті по простяганню, то такі ділянки називають поверхами, а спосіб підготовки шахтного поля - поверховим (рис. 2.3, а).

Поверх - частина пласта в шахтному полі, межами якої за падінням є штреки - відкаточний і вентиляційний, а по простяганню - межі шахтного поля. Штреки, що обмежують поверх, зазвичай називають поверховими. Всі поверхи в межах гірського горизонту обслуговуються одним Бремсберг або ухилом, які називаються капітальними. На крутонахилених і крутих пластах, на відміну від пологих, кожен поверх обслуговується своїми квершлагами: знизу - відкатувальними, зверху - вентиляційними.

Відстань по лінії падіння пласта між верхньою і нижньою межами поверху називають похилої висотою поверху. Для пологих і похилих пластів похилу висоту поверху визначають розрахунком. Вона може бути від 200 до 500 м. Необхідно, щоб виробнича потужність шахти при цьому забезпечувалася очисними забоями, розташованими в межах тільки одного поверху. Проекцію похилої висоти поверху h3 на вертикальну площину називають вертикальною висотою поверху hв, яка визначається з виразу

hв = hе sin α (2.1)

При розробці крутих пластів Нв приймають з умов безпечного ведення гірських робіт: для пластів тонких і середньої потужності-120-130 м, для потужних - від 80 до 100 м. Похила ж висота поверху визначається за формулою (2.1).

Крило горизонту має розмір по простяганню порядку 2-2,5 км, тому крило поверху по простяганню можна додатково ділити на більш дрібні частини - виймальних поля. До поділу поверху на виймальних поля зазвичай вдаються при розробці пологих пластів і тільки в тому випадку, коли його похила висота в 2-3 рази перевищує раціональну довжину лави. У цих умовах виникає необхідність поділу виїмкової поля по падінню на два, рідше на три виїмкових ділянки, п кожному з яких розташовується по одній лаві. Для їх обслуговування необхідно проходити в кожному виїмковій поле дільничні (проміжні) бремсберги (скати, квершлаги), ходки, штреки, конвеєрні та вентиляційні.
Виїмкових поле - частина пласта в межах поверху, розробка якої здійснюється із застосуванням дільничних (проміжних) бремсбергів, скатів або квершлагів. Розмір виїмкової поля по простяганню на пологих пластах знаходиться в межах 750-1500 м, на крутих - 350-500 м.

Виїмкових ділянку - частина пласта в межах виїмкової поля, обмежена по падінню конвеєрним і вентиляційним штреками, а по простяганню - межами виїмкової поля.
Панельний спосіб підготовки. Якщо пласт в межах шахтного поля або горизонту ділять по простяганню на ділянки, витягнуті по падінню від верхньої межі горизонту до нижньої (рис. 2.3, б), то такі ділянки називають панелями, а спосіб підготовки шахтного поля - панельним.
Панель - частина пласта в межах шахтного поля або горизонту, яку обслуговує самостійним комплексом горизонтальних або похилих транспортних і вентиляційних виробок. Межами панелі є по падінню кордону горизонту, але простиранию - межа шахтного поля або умовні лінії - межі суміжних панелей. Розмір панелі по простяганню знаходиться в межах до 1500-2500 м, по падінню 1000--1200 м. За падіння пласта панель ділять на більш дрібні ділянки, витягнуті по простяганню - яруси.

Ярус - частина пласта в межах панелі, обмежена по падінню виїмковими (ярусними) штреками (конвеєрним і вентиляційним), а по простяганню - межами панелі.
Як і шахтне поле, панель може бути однокрила і двокрилих. Останні економічно вигідніше і технічно досконаліше однокрила: вдвічі збільшується число одночасно відпрацьовуються лав, в результаті при однакових розмірах панелі істотно зменшуються витрати, віднесені на тонну промислових запасів, на підтримку похилих виробок і штреків (в зв'язку зі скороченням часу відпрацювання ярусів і панелі), а також на транспортування вугілля у похилих виробках (завдяки зростанню навантаження на транспортні засоби за рахунок збільшення числа лав, одночасно обслуговуваних похилої виробки ).
У межах горизонту в залежності від співвідношення між розмірами шахтного поля н панелі по простяганню може розміститися парне або непарне число панелей. Панель, в межах якої проводиться розтин пласта, називається центральною, інші - фланговими.

Панельний спосіб розподілу шахтного поля на частини в порівнянні з поверховим має такі переваги: ​​дозволяє технічно більш просто збільшити навантаження на пласт і, отже, концентрацію робіт на одному пласті; забезпечує великі можливості застосування прогресивного поточного конвеєрного транспорту від очисного вибою до головного відкатувального штреку, а також створює сприятливі умови для відпрацювання ярусів від кордонів панелі до похилій виробці. Все це забезпечує умови для високопродуктивної роботи очисних вибоїв.

Недоліки панельного способу - необхідність проведення більшої кількості похилих виробок, ніж при поверховому способі, і збільшення обсягу роботи підземного транспорту по штреку приблизно на 20-30% за рахунок «перепробіг» вантажів (вугілля) по штреку.
Поверховий спосіб підготовки застосовують, як правило, на похилих, крутопохилих і крутих пластах, а на пологих пластах з кутами падіння до 18-20 ° він рекомендується при: розтині шахтних полів похилими стовбурами, прохідними по падінню пласта пли порід лежачого боку; розтин вертикальними стволами, коли потужність шахти може бути забезпечена роботою обмеженого числа лав (чотирьох-шести); шахтних полях з обмеженими розмірами по простяганню (до 4 км); розробці сильно газоносних пластів, особливо пластів, небезпечних за раптовими викидами вугілля і газу або суфляри-ном виділення метану, в умовах яких необхідно застосовувати способи підготовки і системи розробки з мінімальним числом похилих підготовчих виробок.
Панельний спосіб підготовки застосовують, як правило, при розробці: горизонтальних пластів; пологих і похилих пластів при кутах падіння до 16-20 °, коли можна здійснити повну конвейеризацию транспорту; одного або обмеженого числа пластів, коли необхідно забезпечити велику проектну потужність шахти; пластів зі змінним кутом падіння по лінії їх простягання, оскільки при поверховому способі підготовки похила висота поверху змінювалася б по простяганню в досить широких межах; Водообільность або порушених родовищ, коли ділянки між порушеннями є свого роду панелями, і, нарешті, при довжині шахтного поля по простяганню не більше 8 км.

Погорізонтного спосіб підготовки. В даний час широкого поширення набула й такий різновид підготовки шахтного поля, при якій горизонт розглядається як один поверх, межами якої є головні відкаточний і вентиляційний штреки. Горизонт ділять на виймальних стовпи, витягнуті по повстанню або падінню пласта.

Комбінований спосіб підготовки. Якщо пласт в межах окремих горизонтів шахтного поля ділять на частини різними способами, то такий спосіб підготовки називають комбінованим (рис. 2.3, г). При цьому, наприклад, бремсбергового частина шахтного поля ділять на панелі, а ухил - на виймальних стовпи.
Комбінований спосіб підготовки шахтного поля застосовується при істотно мінливих геологічних умовах залягання пластів (змінний кут залягання по лінії падіння, збільшення газоносності, виявлення великих геологічних порушень і ін.), А також при необхідності збільшення видобутку на шахті, особливо при її реконструкції.
Для порівняльної оцінки і правильного вибору способу підготовки шахтного поля необхідно враховувати конкретні гірничо-геологічні та гірничотехнічні умови. Однак з великої різноманітності факторів, що впливають найважливішими є питомі значення підтримуваних і проводяться виробок, а також термін служби шахти. Встановлено, що на шахтах зі значною питомою протяжністю проведених виробок відзначається і найбільша питома протяжність підтримуваних виробок.
Питома протяжність проведених виробок при пого-різонтной підготовці в 1,2-1,3 рази менше, ніж при панельній. За інших рівних умов питома протяжність підтримуваних виробок мінімальна при погоризонтній і максимальна при поверховій підготовці. У зв'язку з цим зменшуються витрати не тільки на проведення, а й на підтримку виробок, транспортування вантажів, скорочуються терміни підготовки фронту очисних вибоїв і початкові капітальні витрати на будівництво нових горизонтів.

Блоки, як і шахтне поле, ділять на крила і горизонти. а горизонти в свою чергу на панелі, виемочние стовпи по повстанню (падінню) або ж комбінують їх. Число панелей в блоці - одна, Дві, іноді більше. Застосування поверхового способу підготовки блоку виключається, оскільки це суперечить сутності поняття «поверх». Однак при розтині крутонахилених і крутих пластів в межах блоку проводять виемочние стовпи, витягнуті по простяганню від одного кордону блоку до іншого. Розмір блоків по простяганню досягає 4 км. При обгрунтуванні вибору на користь поділу шахтного поля на блоки найбільший вплив надають метановість, на частку якої припадає 52%, розміри шахтного поля (20 22%) і число пластів у свиті (15-18%).