Вскрытие шахтного поля

Вскрытием месторождения или шахтного поля называют проведение комплекса вскрывающих выработок, которые открывают доступ с поверхности к полезному ископаемому и обеспечивают возможность проведения основных подготовительных выработок.

Различают схему и способ вскрытия шахтного поля.

Схемой вскрытия называют пространственное расположение сети вскрывающих выработок (стволы, штольни и др.) относительно границ шахтного поля.

Способ вскрытия – расположение системы вскрывающих выработок в шахтном поле относительно горизонтальной плоскости с учетом их функционального назначения.

Основными факторами, определяющими выбор схемы и способа вскрытия шахтного поля или его части, являются: число вскрываемых пластов, угол падения пластов, свойства вмещающих пород, расстояние между пластами, мощность наносов или покрывающей непродуктивной толщи, наличие плывунов и других водоносных пород, нарушенность месторождения, глубина разработки, газоносность пластов, рельеф местности; производственная мощность шахты; размер шахтного поля; срок службы шахты; уровень развития горнодобывающей техники; подготовка шахтного поля, системы разработки и схемы вентиляции и др.

На основе предварительного анализа из исходного множества вари­антов вскрытия, с учетом горно-геологических и горнотехнических условий, последовательно формируются допустимое и предпочтите­льное подмножества, из которых для сравнительной оценки отбирается не менее двух примерно равноценных, по мнении автора проек­та, вариантов. При конструировании вариантов вскрытия следует руко­водствоваться рекомендациям [1- 6, 8- 12], а также требованиями ПБ и Инструкций [7, 18- 21] и др.

Существуют следующие схемы вскрытия:

- по числу откаточных (транспортных) горизонтов): одногоризонтные и многогоризонтные схемы вскрытия;

- по расположению главных вскрывающих выработок относительно границ шахтного поля в горизонтальной плоскости: с центральным (центрально-сдвоенными), отнесенным, центрально-отнесенным, секционным и фланговым располо­жением стволов;

Существуют следующие способы вскрытия:

- по направлению главных вскрывающих выработок относительно горизонтальной плоскости: с вертикальными стволами для выполнения всех транспортных и вспомогательных операций (способ вскрытия вертикальными стволами); с наклонными стволами для выполнения всех транспортных и вспомогательных операций (способ вскрытия наклонными стволами); со штольнями для выполнения всех транспортных и вспомогательных операций (способ вскрытия штольнями); с наклонным стволом (штольней) для выдачи угля и вертикальным стволом для выполнения вспомогательных операций (комбинированный способ вскрытия).

- по направлению вспомогательных вскрывающих выработок относительно горизонтальной плоскости): с горизонтальными вспомогательными вскрывающими выработками; с наклонными вспомогательными вскрывающими выработками; с вертикальными вспомогательными вскрывающими выработками; без вспомогательных вскрывающих выработок; с горизонтальными и вертикальными (наклонными) вспомогательными вскрывающими выработками.

Наличие и количество главных и вспомогательных вскрывающих выработок в шахтном поле определяется схемой вскрытия, горно-геологическими условиями и требованиями ПБ.

На пологих и наклонных пластах в соответствующих условиях пред­почтительными являются варианты вскрытия:

- вертикальными стволами и капитальными квершлагами с бремсберговыми и бесступенчатыми уклонными полями на каждом подъемном горизонте с проходкой стволов до нижней отметки шахтного поля и временной («сухой» или «мокрой»), консервацией части стволов;

- наклонными главными стволами и вспомогательным вертикальным стволом при глубине подъёмного горизонта до 600м;

- бесквершлажное вскрытие с использованием вертикального ствола для перепуска угля по углеспускному отделение на подъемный горизонт.

На крутых пластах преобладает вскрытие вертикальными стволами по центрально-отнесенной схеме и погоризонтными квершлагами с прохо­дкой стволов на глубину двух горизонтов.

При вскрытии новых горизонтов на действующих шахтах предусмат­ривается углубка существующих стволов, проходка новых стволов, про­ходка капитального уклона и вспомогательного вертикального ствола.

Для каждого варианта производится выбор расположения главного подъемного ствола. Наклонные стволы, как правило, проводят в почве нижнего пласта разрабатываемой свиты или по этому пласта при небольшой его мощности. На крутых пластах вскрытие осуществляется вертикаль­ными стволами по отнесенной схеме во избежание высоких потерь в целиках под промплощадкой. Стволы располагают в безугольной зоне ле­жачего бока разрабатываемой свиты. При центральной схеме вскрытия пологих, наклонных и крутонаклонных пластов вертикальными стволами место их расположения выбирают по минимуму протяженности маршрутов подземного транс­порта.

Схема и способ вскрытия должны обеспечивать: рациональную разработку шахтного поля в течение всех этапов работы шахты и получение стабильной проектной добычи угля на каждом этапе; минимальный объем вскрывающих горных выработок; минимальные первоначальные капитальные затраты на вскрытие месторождения и строительство шахты; однотипность транспорта по всем горным выработкам; возможность периодического обновления горного хозяйства шахты; выемочный горизонт с достаточно большими запасами угля, чтобы промежутки между углубками стволов или изменениями элементов схемы были по возможности более длительными; концентрацию производства и грузопотоков и преимущественное применение конвейерного транспорта; максимальную производительность труда при минимальной себестоимости угля; эффективное проветривание горных выработок.

Основная задача, которая ставится перед проектировщиками угольных шахт при определении способа вскрытия месторождения и выбора места заложения стволов (вертикальных и наклонных) или штолен, – обеспечение наибольшей экономичной эффективности. Этой задаче подчинен также выбор схемы подготовки, системы разработки, средств механизации выемки и подземного транспорта.