Взаимное расположение стволов в шахтном поле

Различают следующие схемы расположения стволов в шахтном поле (рис. 2.3).

Рисунок 2.3 - Взаимное расположение стволов в шахтном поле: а) – центрально-сдвоенное, б) – центрально-отнесенное, в) – диагональное, г) – секционное, д) - комбинированное

1) Центрально - сдвоенное расположение стволов. Применяется при ограниченных размерах шахтных полей S до 4-5 км, H до 2-2,5 км, при А_с до 2-3 тыс.т, при любой газообильности и любом угле падения пластов.

ДОСТОИНСТВА: компактность поверхности.

НЕДОСТАТКИ: в случае прирезки запасов по падению появляется вторая, может быть, и третья ступень уклонов. Схема проветривания всего шахтного поля относительно сложная, т.к. при отсутствии у верхней технической границы дополнительных вентиляционных стволов или шурфов исходящая струя воздуха движется по вспомогательному бремсбергу (ходку) вниз.

2) Центрально - отнесенное расположение стволов. В данной схеме по сравнению с предыдущей лучше проветривается бремсберговая часть шахтного поля. Условия проветривания уклонной части такие же, как и в первой схеме, т.е. сложнее, чем в бремсберговой части шахтного поля. Область применения такая же, как и первой схемы.

3) Диагональное расположение стволов. По сравнению с первой и второй схемами данное расположение вентиляционных стволов позволяет применить в бремсберговой части шахтного поля прямоточную схему проветривания с подсвежением исходящей струи воздуха. Это приводит к увеличению нагрузки(добычи) на лаву по сравнению с возвратноточной схемой проветривания, применяемой в первой и второй схемах, в 1,5-2 раза. Поэтому она может применяться при S до 6 и более км., при Н до 2,5 км., при любой газообильности.

4) Секционная схема расположение стволов.

5) Комбинированная схема расположения стволов. Схемы 4) и 5) применяются на крупных блокового типа шахтах при Ас более 5-6 тыс.т, при S более 6 км., при q более 10 м³/т. Обособленное проветривание в каждом блоке позволяет обеспечить большую добычу шахты и комфортные условия работы подземных рабочих.

2.5 Вскрытие пологих пластов вертикальными центрально - сдвоенными стволами и капитальным квершлагом (рис. 2.4 )

Рисунок 2.4 – Вскрытие пологих пластов вертикальными центрально-сдвоенными стволами и капитальным квершлагом

Сущность данной схемы вскрытия заключается в том, что все запасы шахтного поля отрабатываются на один транспортный горизонт и выдаются на поверхность с одной и той же глубины, т.е. углубок стволов нет. В этом заключается ДОСТОИНСТВО ее и одновременно НЕДОСТАТОК, так как нет возможности обновлять горное хозяйство. Исходя из возможности транспортных средств, согласно НТП размеры выемочной ступени по падению составляют 1000-1500м в бремсберговой и 800-1200м в уклонной части шахтного поля. Поэтому данная схема вскрытия применяется при размерах шахтного поля по падению до 2-2,5км. При больших размерах шахтного поля по падению возникает необходимость в сооружении второй ступени уклонов, что резко ухудшает проветривание уклонных частей шахтного поля, увеличивает затраты на транспорт, водоотлив и поддержание горных выработок. Чтобы избежать этих недостатков применяют многогоризонтные схемы вскрытия шахтного поля.

2.6 Вскрытие пологих пластов вертикальными центрально-сдвоенными стволами и погоризонтными квершлагами (рис. 2.5)

Рисунок 2.5 – Вскрытие шахтного поля вертикальными стволами и погоризонтными квершлагами

Так же, как и в выше приведенной схеме вскрытия, Н_бр = 1000-1500м,

Н_укл =800-1200м. В НТП 1972г и 1986г. издания рекомендуется иметь уклонные поля на каждом транспортном горизонте. НТП 1978г. рекомендовали иметь уклонные поля только на последнем транспортном горизонте. Очевидно, эти рекомендации более справедливы для глубоких шахт Донбасса, так как затраты на транспорт, водоотлив и проветривание в уклонной части шахтного поля больше, чем в бремсберговой. Транспортных горизонтов может быть два, три. Поэтому данная схема вскрытия применяется при Н до 4 и более км. По сравнению со вскрытием вертикальными стволами и капитальными квершлагами данная схема имеет следующие ПРЕИМУЩЕСТВА: большие размеры шахтного поля, большие запасы угля, а, следовательно, и большая производительность шахты, возможность обновления горного хозяйства, меньшие первоначальные капитальные затраты и время строительства шахты и, как правило, меньшие затраты за весь срок службы шахты.

На ряду с этим данная схема вскрытия имеет и НЕДОСТАТКИ: необходимость проведения углубки стволов усложняет нормальную работу шахты.

После сооружения околоствольного двора, проведения квершлагов, основных штреков, бремсбергов с ходками проводятся ярусные или этажные штреки (выемочные ходки при погоризонтном способе подготовки шахтного поля) и ведется отработка запасов бремсберговой части первого горизонта.

При отсутствии уклонной части на первом горизонте по мере отработки этих запасов ведется углубка стволов, сооружение околоствольного двора и проведение всех выработок на втором горизонте. К моменту доработки запасов угля первого горизонта на втором горизонте должны вступить в строй действующих лавы бремсберговой части.

По мере отработки запасов бремсберговой части II горизонта осуществляется проведением уклона с ходками. Причем бремсберги с ходками проводятся сразу на всю высоту выемочной ступени, а уклоны с ходками только на высоту ярусов (этажа) и постепенно углубляются.

При вскрытии по первой и второй схемам необходимо околоствольные дворы располагать вне зон геологических нарушений, в прочных вмещающих породах. Как правило, если это позволяет рельеф поверхности и ее застройка, стволы необходимо располагать по простиранию примерно по середине шахтного поля, а по падению так, чтобы длина квершлагов справа и слева от стволов была примерно одинаковой. В этом случае затраты на проведение и поддержание квершлагов, транспорт ПИ, породы, материалов и оборудования по ним будут минимальными.

Для современных шахт Донбасса более прогрессивной является схема вскрытия вертикальными стволами и погоризонтными квершлагами.

Обе выше рассмотренные схемы вскрытия применяются при угле падения пласта ПИ больше 8 градусов, при меньших углах падения применяются другие схемы. В частности, вскрытие вертикальными стволами и капитальным гезенком (рис. 2.6).

Рисунок 2.6 – Вскрытие пологих пластов вертикальными стволами и капитальным гезенком

Эта схема вскрытия имеет преимущества, недостатки и область применения, за исключением угла падения, аналогичные схеме вскрытия вертикальными стволами и капитальным квершлагом.