Сущность способа

Классификация способов подготовки шахтных полей

В основу классификации способов подготовки положен признак разделения шахтного поля на части, который во многом предопределяется углами падения пластов. По этому признаку все способы подготовки подразделяются на пять групп (рис. 13.1): этажный, панельный, погоризонтный, главными штреками и комбинированный. Интерпретация способов иллюстрируется рис. 13.2 и не требует особых пояснений.

Рисунок 13.1 – Классификация способов подготовки шахтных полей

Отметим лишь, что погоризонтный способ и подготовка главными штреками близки по форме и выделение их в самостоятельные группы обусловлено тем, что последняя применяется на горизонтально залегающих пластах, где отсутствует деление шахтного поля на горизонты и выемочные ступени, что характерно для погоризонтного способа. Другим отличием является то, что на границах выемочных ступеней проводятся главные штреки — транспортный, вентиляционный или дренажный, которые отсутствуют при подготовке главными штреками. Это и привносит особенности в части производства работ по подготовке шахтного поля и объема подготавливающих выработок.

	Рисунок 13.2 – Деление шахтного поля на части при различных способах подготовки: а – этажном; б – панельном; в – погоризонтном; г – главными штреками; д – комбинированном 1 – главный ствол; 2 – вспомогательный ствол; 3 – капитальный бремсберг с ходками; 3' – панельный бремсберг с ходками;

4, 5 – этажный штрек соответственно транспортный и вентиляционный;6 – вентиляционный ствол; 7 – главный транспортный штрек; 8, 9 – ярусный штрек соответственно транспортный и вентиляционный; 10 – выемочный бремсберг; 11 – выемочный вентиляционный ходок; 12 – главный вентиляционный штрек; 13, 14 – выемочный штрек соответственно транспортный и вентиляционный; 15 – панельный уклон с ходками

Таким образом, каждый способ подготовки характеризуется определенным комплексом подготавливающих выработок, а именно:

– этажный — капитальный бремсберг и капитальный уклон с ходками, этажные штреки;

– панельный — главные штреки, панельные бремсберги и уклоны с ходками, ярусные штреки;

– погоризонтный — главные штреки, выемочные бремсберги и уклоны с ходками;

– главными штреками — главные штреки.

Рисунок 13.3 – Области предпочтительного применения способов подготовки шахтного поля в зависимости от угла падения пластов 1 – этажный; 2 – панельный; 3 – погоризонтный; 4 – главными штреками

Области предпочтительного применения способов подготовки в зависимости от угла падения пластов приведены на рис. 13.3, из которого следует, что подготовка главными штреками применяется при горизонтальном или близком к нему залегании пласта, погоризонтная — при углах 2..10°, панельная — до 25° и этажная предпочтительна при углах падения свыше 25°.

Смысл такого разделения заключается в условиях применения различного вида транспорта по выработкам, а также направления выемки угля при различных углах падения пласта. Так, при углах 0..2° отсутствуют наклонные выработки по пласту и возможно применение колесного транспорта по всем направлениям шахтного поля; при углах 2..10° выемку можно производить по восстанию или падению пласта; при 10..25° возможна сплошная конвейеризация подземного транспорта, а при углах свыше 25° применение конвейерного транспорта по наклонным подготавливающим выработкам пока невозможно.

Из сказанного вовсе не следует, что этажную подготовку нельзя применять при углах наклона пласта 10..25° или панельную — при 25..30°. В определенных условиях их применение может оказаться целесообразным, однако в общем случае указанная предпочтительность применения того или иного способа подготовки пластов в зависимости от угла их падения остается справедливой.

Любой способ подготовки шахтного поля содержит в себе целый комплекс характеризующих его вопросов, которые необходимо учитывать при проектировании, а именно: объемы и последовательность проведения подготавливающих выработок, их количество и функциональное назначение, способ расположения относительно пласта, защита (охрана) выработок от вредного влияния горного давления, возникающего при ведении очистных работ; выбор типа крепи выработок и вида основного и вспомогательного транспорта по ним, а также целый ряд других вопросов, которые рассматриваются в соответствующих главах и пунктах данного раздела по мере изложения материала.

Вопросы для самоконтроля

1. Что называется подготовкой шахтного поля?

2. Какие выработки относятся к подготавливающим?

3. Какие требования предъявляются к способам подготовки шахтного поля?

4. Какие факторы влияют на выбор способа подготовки?

5. Назовите основные способы подготовки шахтных полей при добыче угля.

6. Назовите область применения различных способов подготовки.

7. Когда применяется комбинированный способ подготовки шахтных полей?

Глава 14. ЭТАЖНЫЙ СПОСОБ ПОДГОТОВКИ

Сущность этажного способа подготовки заключается в том, что шахтное поле по падению делится на части, вытянутые по простиранию — этажи, отрабатываемые в определенной последовательности на наклонную транспортную выработку, которой может быть капитальный бремсберг или уклон, а при этажно-горизонтном вскрытии — на этажный квершлаг. Границами этажа являются: по падению — этажный транспортный штрек, по восстанию — этажный вентиляционный штрек, а по простиранию — границы шахтного поля.

На рис. 14.1 представлен этажный способ подготовки шахтного поля при разделении его на две выемочные ступени — бремсберговую и уклонную.

Рисунок 14.1 – Этажный способ подготовки шахтного поля: а – отработка бремсбергового поля; б – отработка уклонного поля 1, 2 – ствол соответственно главный и вспомогательный; 3 – капитальный квершлаг; 4 – капитальный бремсберг; 5 – вспомогательный бремсберг; 6 – вентиляционный ходок; 7, 8 – этажный штрек соответственно транспортный и вентиляционный; 9 – разрезная печь; 10 – вентиляционный квершлаг; 11 – вентиляционный ствол (шурф); 12 – вентиляционный ходок уклона; 13 – капитальный уклон; 14 – вспомогательный уклон; 15 – вентиляционная сбойка по пласту для проветривания уклонного поля

Подготавливающими выработками здесь являются: в бремсберговой ступени — капитальный бремсберг, вспомогательный бремсберг и вентиляционный ходок капитального бремсберга, а также этажные штреки; в уклонной ступени — капитальный и вспомогательный уклоны, вентиляционный ходок капитального уклона и этажные штреки.

Подготовка пласта начинается с проведения главных наклонных выработок — капитального и вспомогательного бремсбергов и вентиляционного ходка. Как правило, эти выработки проводятся сверху вниз, т. е. от верхней границы шахтного поля до горизонта околоствольного двора. Обусловлено это тем, что проходка вентиляционного ствола (шурфа) заканчивается раньше, чем главного и вспомогательного из-за его значительно меньшей длины и более простого его оборудования. Кроме того на газоносных пластах проведение выработок сверху вниз предпочтительнее, поскольку исключаются скопления метана в подготовительных забоях.

От капитального бремсберга через определенные расстояния, равные наклонной высоте этажа, в обе стороны проводят этажные штреки. Нижний этажный штрек является транспортным, по нему также движется свежий поток воздуха. Верхний штрек вентиляционный и служит для отвода исходящего потока воздуха.

В каждом крыле этажа проводятся разрезные печи для монтажа в них забойного оборудования лав. В зависимости от принятого порядка отработки крыла этажа разрезные печи проводятся на расстоянии 40..60 м от наклонных выработок (при прямом порядке) или же у границ этажа при обратном порядке.

После отработки запасов первого этажа очистные работы ведут во втором, для чего проводят новые этажные штреки. В некоторых случаях в качестве вентиляционного используется бывший транспортный штрек вышележащего отработанного этажа.

При доработке запасов в бремсберговой ступени заблаговременно приступают к подготовке уклонного поля. С этой целью на длину наклонной высоты этажа проводят капитальный уклон и параллельно ему вспомогательный уклон и вентиляционный ходок (рис. 14.1, б). Работы в этажах проводят по аналогии с таковыми в бремсберговой ступени. Отличие состоит в том, что в каждом этаже сооружается водоотливный комплекс — насосная камера с водосборниками, а также электроподстанция.

Схема транспортирования угля при этажной подготовке шахтного поля (по рис. 14.1):

– для бремсберговой ступени (а): лава — этажный транспортный штрек — капитальный бремсберг — капитальный транспортный квершлаг — главный ствол. Или по цифровым обозначениям выработок: лава–7–4–3–1;

– для уклонной ступени (б): лава–7–13–3–1.

Схема проветривания шахтного поля при этажном способе подготовки (по рис. 14.1):

– при отработке бремсберговой ступени (а): 2–3–5–7–лава–8–6–10–11;

– при отработке уклонной ступени (б): 2–3–14–7–лава–8–12–15–1.

Если главный ствол отстоит далеко от коренного штрека или проведение вентиляционной сбойки 15 затруднительно, то для обеспечения проветривания уклонного поля необходимо проводить коренной вентиляционный штрек и капитальный вентиляционный квершлаг параллельно соответствующим транспортным выработкам штреку и квершлагу.

Достоинства этажного способа подготовки:

– небольшой объем подготавливающих выработок по сравнению, например, с панельной подготовкой, а следовательно, меньшие первоначальные капитальные затраты и более быстрый ввод шахты (горизонта, пласта) в эксплуатацию;

– в работе находится одна транспортная выработка — бремсберг или уклон;

– отсутствует перепробег транспорта угля по этажным штрекам, поскольку уголь на всем пути от очистных забоев транспортируется в направлении середины шахтного поля, т. е. в направлении главного ствола.

Недостатки этажного способа подготовки:

– ограниченная длина линии очистных забоев в этаже, а отсюда и сравнительно небольшая нагрузка на пласт; при высоких нагрузках на забой этот недостаток смягчается;

– большая длина поддержания этажных штреков, а следовательно, большие затраты на их ремонт;

– затруднения в применении прогрессивной столбовой системы разработки при обратном порядке отработки крыла этажа из-за сложности подготовки столбов большой длины по условиям проветривания подготовительных забоев и продолжительности подготовки.

Область применения этажного способа подготовки:

– небольшие размеры шахтного поля по простиранию — до 4..5 км;

– любые углы падения пластов, кроме горизонтальных. Нормами технологического проектирования шахт рекомендуется применять этажную подготовку на пластах с углами падения свыше 25°;

– любая газоносность и выбросоопасность пластов;

– часто — при вскрытии шахтного поля наклонными стволами.

Перспективы применения этажного способа подготовки: в связи с тенденцией перехода разработки пластов на столбовые системы объем этажной подготовки сокращается. Однако с решением вопроса скоростного проведения выработок большой протяженности и обеспечения их эффективного проветривания объем применения его может возрасти.

Дата добавления: 2015-03-31