Подготовка шахтного поля

Подготовкой шахтного поля называют проведение подготовительных выработок после вскрытия шахтного поля, обеспечивающих условия для подготовки выемочных полей (столбов, участков).

Подготовка шахтного поля характеризуется схемой и способом.

Схема подготовки – пространственное расположение системы основных подготовительных выработок в шахтном поле, при котором оно разделяется на части, обеспечивающие условия для подготовки выемочных полей.

Способом подготовки называют расположение основных подготовительных выработок в шахтном поле относительно пласта и его элементов и функционального назначения выработок.

На выбор схем и способов подготовки шахтных полей оказывают влияние горно-геологические и горнотехнические факторы. Из горно-геологических факторов наибольшее влияние оказывают угол падения и мощность пластов, нарушенность месторождения, газоносность и водообильность пластов, а из горнотехнических факторов – размеры шахтного поля по простиранию, способ проветривания, скорость проведения подготовительных выработок и заданный объем добычи.

В качестве классификационного признака выбран признак, который выделяет любую схему подготовки из группы других; таким отличием является часть шахтного поля, полученная в результате его деления системой основных подготовительных выработок и направление ее отработки относительно элементов залегания пласта. Этот признак предопределяет следующие схемы подготовки: погоризонтную, панельную и этажную.

В связи с этим основной классификационный признак дополняется двумя дополнительными признаками, которые характеризуют способ подготовки пластов.

Первый признак – число разрабатываемых пластов, обслуживаемых одной системой основных подготовительных выработок на откаточном горизонте. По этому признаку способы подготовки разделяются на две группы: индивидуальный и групповой.

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, пластово-полевой.

Рассматривается подготовка транспортного и вентиляционного го­ризонтов, блоков, панелей и выемочных полей, планируется расположе­ние основных подготавливающих выработок.

На горизонтальном сечении шахтного поля по транспортному гори­зонту выделяются отдельные пласты и группы пластов, для которых наз­начается индивидуальный или групповой, пластовый, пластово-полевой или полевой способы подготовки. В зависимости от размера шахтного поля вкрест простира­ния и расстояния между группами пластов проводится один общий для всех групп магистральный полевой транспортный штрек или групповые пластовые или полевые штреки для подготовки каждой группы пластов. По простиранию все шахтное поле или группы пластов в плоскости гори­зонта делятся на квершлажные поля (блоки), каждое из которых вскры­вается промежуточным (блоковым) квершлагом.

Группирование сближенных пологих и наклонных пластов при помощи промежуточных гезенков или квершлагов должно применяться при расстоянии между пластами по нормали до 40 м. Прежде всего определяют будет ли общая длина выработок, соединяющих пласты с групповой выработкой, меньше, чем общая длина подготовительных выработок, если их проводить по каждому пласту. Если она окажется меньше, то проверяют, не будут ли затраты на проведение и поддержание групповой и всех заменяющих выработок больше затрат на проведение и поддержание однотипных пластовых выработок при индивидуальной подготовке каждого пласта. Кроме того, учитываются такие факторы, как: размер шахтного поля по простиранию; пропускная способность групповой выработки по транспорту (в обоих направлениях) и по условиям вентиляции; склонность угля пласта к самовозгоранию, опасность пласта в отношении горных ударов и внезапных выбросов (как правило, по таким пластам групповые выработки не проводят); возможность передвижения людей, доставки оборудования и материалов, водоотлива, энергоснабжения, ремонта и т.п.; опасность загазирования и пылеобразования; надежность работы оборудования, устанавливаемого в групповой выработке; взаимная подработка пластов и необходимость в оставлении целиков; возможность быстрой изоляции пластов и перехода на их индивидуальную отработку и т.д. [1]

Вентиляционный горизонт проектируется в основном только при реконструкциях шахт на крутых пластах, склонных к самовозгоранию. В ос­тальных случаях в качестве вентиляционного сохраняется транспортный горизонт отработанного рабочего горизонта, а на верхних горизонтах исходящая струя воздуха по наклонный выработкам или шурфам выдаётся прямо на поверхность.

На крутых пластах новый вентиляционный горизонт отделяется от отработанного профилактическим целиком размером 15 -26 м и называется минусовым. Расположение вентиляционных выработок на этом горизонте в основном повторяет размещение транспортных выработок. Заглубление выработок на минусовой горизонт от уровня околоствольного двора вер­хнего горизонта достигается проведением наклонных участков вентиля­ционных выработок.

Подготовка выемочных полей осуществляется бремсбергами, уклона­ми, скатами соответственно принятым схемам и способам подготовки.

4.4 Альтернативные варианты вскрытия и подготовки шахтного поля

Задача выбора рационального варианта вскрытия и подготовки шахтного поля обычно решается методом вариантов, технологическое и эко­номическое сравнение которых целесообразно вести в следующей после­довательности:

- сформировать исходное множество альтернативных вариантов, в состав которого включить все допустимые в заданных условиях и техни­чески целесообразные варианты вскрытия и подготовки шахтного поля;

- сформировать предпочтительное множество альтернативных вариа­нтов.

Для этого по каждому варианту исходного множества ориентиро­вочно установить наиболее выгодные параметры, технические средства и способы производства работ, предполагаемые объемы горных работ и другие показатели, на основании которых путем экспертной оценки отобрать для дальнейшего детального экономического сравнения не менее двух предварительных вариантов:

- для каждого из отобранных вариантов выполнить планировку шахтного поля, сконструировать схемы и способы вскрытия и подготовки, определить их параметры, в том числе размеры горизонтов, этажей, па­нелей, выемочных полей и участков, выбрать тип подъема, транспорта (магистрального, участкового и вспомогательного), способ и схему проветривания.

Проектные решения по сравниваемым вариантам подробно описывает­ся в пояснительной записке, там же приводятся схемы сравниваемых ва­риантов вскрытия и подготовки шахтного пола. При этом горизонтальная схема вскрытия представляется только для первого разрабатываемого горизонта. На схемах показываются все выработки, причем особо выде­ляются (другим типом линий или цветом) выработки, проводимые на момент сдачи шахты в эксплуатацию.

Весь срок службы шахты делится на периоды развития, в качестве которых могут бать приняты временные интервалы отработки горизонтов, эксплуатационных блоков или других объектов крупных шахт, сдаваемых в экслуатацию очередями строительства отдельных пусковых комплексов. Устанавливается длительность этих периодов, а также продолжительность строительства шахт и крупных плановых реконструкций. Строится укрупненный график развития шахты, отображающий в каждом периоде го­ды начала строительства и реконструкции, начала освоения проектной мощности, стабильной эксплуатации к угасания добычи. Если варианты отличаются по временным характеристикам, то подобные графики строят­ся для каждого из них.