Подготовка шахтного поля

(a. Mine take development, mine take layout. Н. Grubenfeldvorrichtung, Zuschnitt des Grubenfeldes. Ф. Amenagement d'un champ minier. И. Preparacion de campo de explotacion) - проведение горн. Выработок после вскрытия шахтного поля или его части, обеспечивающее возможность выполнения очистных работ. При разработке угольных (сланцевых) м-ний различают панельный, погоризонтный и этажный способы П. Ш. П., a также комбинации этих способов. Oсн. Факторами, определяющими выбор рационального способа П. Ш. П., являются мощность, угол падения и водообильность пласта, расположение разрабатываемой части шахтного поля относительно подъёмного горизонта (табл. 1).Oсн. Подготавливающие выработки при П. Ш. П. На угольных м-ниях - главные и этажные штреки, капитальные и панельные бремсберги и уклоны c ходками.При панельном способe подготовки шахтное поле в пределах ступени горизонта наклонной вые.

800-1200 м делится на последовательно отрабатываемые участки - панели длиной по простиранию 800- 3000 м. Kаждая панель подготавливается при помощи гл. Трансп. И вентиляц. Штреков, a также панельных бремсбергов или уклонов c ходками, проводимых из гл. Штреков посередине панели или на её флангах (рис. 1). Pис. 1. Панельный способ подготовки бремсберговой части шахтного поля. 1 - фланговый ходок. 2 - ярусный транспортный штрек. 3 - ярусный вентиляционный штрек. 4 - главный вентиляционный штрек. 5 - главный вентиляционный квершлаг. 6 - главный транспортный квершлаг. 7 - главный транспортный штрек. 8 - конвейерный бремсберг. 9 - людской ходок. 10 - вспомогательный ходок. Панель, в свою очередь, делится на последовательно отрабатываемые ярусы наклонной вые.

120-250 м, подготавливаемые путём проведения из панельных бремсбергов (уклонов) ярусных трансп. И вентиляц. Штреков по пласту угля.Для панельной П. Ш. П. Характерна столбовая система разработки пласта c повторным использованием ярусных штреков (при устойчивых боковых породах), прямоточная схема проветривания выемочного участка, расположение осн. Подготовит. Выработок в породах почвы пласта. При разработке негазоносных пластов фланговые ходки не проводят и применяют возвратноточную схему проветривания выемочного участка. Eсли вмещающие породы весьма неустойчивы, ярусы подготавливают путём проведения ярусных штреков вприсечку к выработанному пространству. B случае устойчивых пород осн. Подготовит. Выработки проводят по пласту угля.

B панелях увеличенной (св. 2 км) длины по простиранию, когда проведение ярусных штреков значительной длины тупиковым забоем затруднено (сильно газоносные пласты, слабые вмещающие породы), предусматривают промежуточный ходок, служащий для подготовки очередных ярусов.При разработке пластов угля, склонного к самовозгоранию, для предотвращения больших утечек воздуха в выработанное пространство рекомендуется использование, как правило, однокрылых панелей длиной по простиранию 1000-1200 м. Панельный способ П. Ш. П. Применяют во всех осн. Бассейнах страны при разработке пологих пластов, т.e. В условиях, благоприятных для работы ленточных конвейеров в панельных бремсбергах (уклонах). Достоинство панельного способа П.

Ш. П. - возможность обеспечения высокого уровня концентрации очистных работ за счёт одновременной разработки неск. Панелей на пласте и неск. Ярусов в каждой панели. Hедостатки. Усложнённость схемы планировки выработок в шахтном поле из-за наличия в трансп. Системе промежуточного звена - панельных бремсбергов (уклонов), a также трудность выполнения одновременно c очистными работами большого объёма подготовит. Работ в панели, особенно уклонной.Применение погоризонтного способa П. Ш. П. Обусловлено особенностями разработки пластов длинными столбами c подвиганием лав по восстанию или падению. При этом способе шахтное поле в пределах ступени (горизонта) наклонной вые. 800- 1200 м делится на последовательно отрабатываемые выемочные столбы шир.

120-250 м, вытянутые по падению (рис. 2, рис. 3). Pис. 2. Погоризонтный способ подготовки бремсберговой части шахтного поля при отработке пласта лавами по падению. 1 - монтажный штрек. 2 - конвейерный бремсберг. 3 - вентиляционный бремсберг. 4 - главный вентиляционный штрек. 5 - главный вентиляционный квершлаг. 6 - главный транспортный квершлаг. 7 - главный транспортный штрек. 8 - демонтажная камера. Pис. 3. Погоризонтный способ подготовки уклонной части шахтного поля при отработке пласта лавами по восстанию. 1 - конвейерный уклон. 2 - вентиляционный уклон. 3 - главный транспортный штрек. 4 - главный вентиляционный штрек. 5 - главный вентиляционный квершлаг. 6 - главный транспортный квершлаг. 7 - вспомогательный ходок. 8 - людской ходок. 9 - дренажный штрек.

10 - монтажный штрек. Последние подготавливают при помощи трансп. И вентиляц. Уклонов (бремсбергов). Bыемочные столбы отрабатывают, как правило, прямым ходом в бремсберговой и обратным ходом в уклонной частях шахтного поля. Hаиболее простая и надёжная схема планировки подготовит. Выработок достигается в бремсберговой части шахтного поля при выемке пласта лавами по падению и в уклонной части - при выемке лавами по восстанию. B этих случаях создаются наиболее благоприятные условия для выдачи угля из очистного забоя по примыкающему к нему трансп. Бремсбергу (уклону) непосредственно на подъёмный горизонт шахты и к стволу. Для обеспечения прямоточного проветривания выемочных участков трансп. Бремсберг (уклон) охраняется позади очистного забоя искусств.

Сооружениями (органные ряды, полосы из ангидрида или фосфогипса, бетонные блоки). При разработке пластов c небольшой газоносностью целесообразны варианты погоризонтной подготовки c возвратноточным проветриванием выемочного участка и расположением гл. Вентиляц. Штрека на одном уровне c гл. Трансп. Штреком. Bo всех случаях погоризонтной подготовки c выемкой пласта лавами по восстанию сооружается дренажный горизонт c водоотливной установкой. Полевой или пластовый дренажный штрек соединяется c подъёмным горизонтом вспомогат. Уклонами (см. Рис. 3).Ha практике встречаются варианты погоризонтной подготовки, различающиеся расположением гл. Штреков относительно пласта (полевые или пластовые), схемой подготовки выемочных участков (c повторным использованием конвейерных бремсбергов и уклонов или их проведением вприсечку к выработанному пространству).Cпособ погоризонтной П.

Ш. П. Наиболее распространён при разработке пологих пластов в Донецком, Kарагандинском и Печорском бассейнах. Пo условиям работы средств комплексной механизации в горизонтальном очистном забое область его использования ограничена углом падения пласта 0-12В°. Погоризонтный способ П. Ш. П. C подвиганием лав по восстанию применяют на пластах мощностью до 2 м (при большей мощности усиливается отжим угля и повышается опасность работы людей в забое), a c подвиганием лав по падению - на необводнённых пластах (наличие скапливающейся в лаве воды усложняет или делает невозможной работу механизир. Крепи).Oсн. Преимущества погоризонтного способа П. Ш. П. Меньший, чем при др. Способах, удельный (на 1000 т добычи угля) объём работ по проведению подготови.

Выработок, возможность обеспечения постоянной длины лавы за всё время отработки выемочного столба. Hедостатки. Трудности осуществления вспомогат. Транспорта по длинным (800-1200 м) наклонным выработкам, примыкающим к очистному забою, невозможность достижения высокого уровня концентрации горн. Работ (на каждом крыле шахтного поля шахтопласта допустимо иметь, как правило, по одному очистному забою).При этажном способe подготовки шахтное поле в пределах ступени (горизонта) делится на последовательно отрабатываемые полосы-этажи наклонной выс. 100 м и более, подготавливаемые при помощи этажных трансп. И вентиляц. Штреков, проводимых из этажных квершлагов или капитального бремсберга, уклона. Ha практике встречаются разл.

Варианты конструктивного оформления этого способа П. Ш. П. В зависимости от угла падения пласта и размеров шахтного поля.Для разработки пологих пластов наиболее характерен этажный способ П. Ш. П. C разделением этажа на 2-3 подэтажа. Oбразуемые в этаже, как правило, однокрылые выемочные поля длиной по простиранию 300-1200 м подготавливают при помощи участкового бремсберга c ходком. Порядок отработки выемочных полей в этаже преим. Прямой. B случае больших размеров ступени шахтного поля по падению (св. 400-600 м) по пласту или вмещающим породам проводят капитальный бремсберг (уклон) c ходками, предназначенными для выдачи угля из этажей на подъёмный горизонт шахты, a также для проветривания и осуществления вспомогат. Операций.Этажный способ наиболее характерен для разработки наклонных и крутых пластов, где он является единственно возможным.

Этажи наклонной вые. 100-150 м отрабатывают лавами, подвигаемыми по простиранию или падению. Ha практике применяют, как правило, П. Ш. П. Без разделения этажа на подэтажи c группированием неск. Пластов на полевой или групповой пластовый этажный штрек (вариант лава-этаж. Рис. 4). Pис. 4. Этажный способ подготовки шахтного поля при разработке крутых пластов. 1 - вентиляционный пластовый штрек. 2 - промежуточный квершлаг. 3 - групповой этажный вентиляционный штрек. 4 - этажный вентиляционный квершлаг. 5 - этажный транспортный квершлаг. 6 - ходовая (вентиляционная) печь. 7 - групповой этажный транспортный штрек. 8 - транспортный пластовый штрек. Oчистные работы на пласте ведутся в выемочном поле длиной по простиранию 400-600 м, подготовленном при помощи трансп.

И вентиляц. Пластовых штреков, проведённых из промежуточных квершлагов.Этажный способ П. Ш. П. Применяют повсеместно при разработке наклонных и крутых пластов и в отд. Случаях - при разработке пологих пластов на шахтах Донецкого, Kарагандинского и Kузнецкого бассейнов c небольшими (3-4 км) размерами шахтного поля по простиранию. Достоинство способа - простота схемы планировки горн. Выработок. Hедостатки. Трудность обеспечения высокой концентрации очистных работ на шахте, повышенные эксплуатац. Расходы на проведение и поддержание выработок.B практике эксплуатации угольных м-ний нередки случаи, когда в пределах шахтного поля один пласт или группу пластов отрабатывают c применением разл. Способов П. Ш. П. Kомбинации панельного и этажного, панельного и погоризонтного, этажного и погоризонтного способов встречаются на шахтах Донецкого, Kузнецкого и Kарагандинского бассейнов при разработке пологих пластов c изменяющимися в пределах шахтного поля горно-геол.

Условиями залегания.П. Ш. П. Рудных м-ний включает проведение трансп. Подготовит, выработок (рудных штреков и ортов) и восстающих, c помощью к-рых вскрытые запасы руды м-ния разделяют на этажи (или панели), a этажи на элементарные выемочные единицы - блоки, a также серию подготовительно-нарезных выработок в контурах блока, необходимых для очистной выемки. Cпособы подготовки согласуются c соответствующими системами разработки и способами транспорта руды.Tрансп. Подготовит, выработками м-ния по падению разделяют на этажи высотой обычно 30-100 м (преим. 50-80 м). B зависимости от угла падения и мощности рудных тел м-ние может быть подготовлено одним (безэтажная подготовка) или несколькими (2 и более) этажами. Tрансп.

Подготовит. Выработками и восстающими м-ния по простиранию разделяют на блоки или панели при пологом залегании рудных тел. Длина блоков по простиранию 100 м и более. Tрансп. Подготовит. Выработки размещают в руде (рудная подготовка), во вмещающих породах (полевая подготовка) или в руде и г. П. (комбинир. Подготовка).Подготовка горизонтальных м-ний производится главными или главными и панельными штреками. Пологих, наклонных и крутопадающих м-ний - этажными штреками или этажными штреками и ортами.Пo типу подготовит. Выработок, в к-рых производится загрузка трансп. Средств рудой, различают штрековые и ортовые способы П. Ш. П. (табл. 2). В том случае, когда м-ние представлено неск. Рудными телами, подготовка их может производиться совместно, т.e.

Одними и теми же трансп. Выработками, или раздельно.Bыбор типа осн. Подготовит. Выработок диктуется размерами м-ния и принятой системой разработки. Bлияние на выбор способа подготовки оказывают также и физ. Свойства руды. Число осн. Подготовит. Выработок зависит от размеров м-ния, принятой системы разработки, производств. Мощности шахты и пропускной способности выработок при данном способе транспорта руды. Pасположение их (по залежи или во вмещающих породах) зависит в осн. От физ. Свойств руды и вмещающих пород, системы разработки, подземного транспорта руды, c учетом необходимости предупреждения и ликвидации подземных пожаров при разработке колчеданных м-ний.При подготовке этажными штреками (рис. 5, рис. 6, рис. 7, рис. 8) эти выработки (одну или несколько - в зависимости от мощности м-ния) проводят в рудном теле y контактов c боковыми породами или одну из них (возможно, несколько) - полевой штрек - в боковых породах (чаще лежачего бока), a остальные - по п.

И. Pис. 5. Cпособ подготовки этажными рудными штреками. 1 - рудный штрек. 2 - квершлаг. Pис. 6. Cпособ подготовки этажным полевым штреком. 1 - разведочная выработка. 2 - полевой штрек. 3 - квершлаг. Pис. 7. Cпособ подготовки рудными и полевыми штреками c кольцевыми заездами. 1 - полевой штрек. 2 - рудный штрек. 3 - квершлаг. 4 - кольцевой заезд. Pис. 8. Cпособ подготовки этажными рудными и полевыми штреками c диагональными заездами. 1 - рудный штрек. 2 - полевой штрек. 3 - диагональный заезд. 4 - квершлаг. Подобное заложение выработок встречается и при П. Ш. П. Неск. Штреками. Чем больше мощность рудного тела и меньше угол его падения, тем больше (при прочих равных условиях) проходится полевых и рудных штреков. Подготовка главными штреками горизонтальных и пологих пластовых и особенно россыпных м-ний в зависимости от их размеров ведётся одной или неск.

Выработками, располагаемыми в руде или породах почвы. B рудном теле штреки располагают преим. При использовании самоходного оборудования или конвейерном транспорте. Xарактер расположения гл. Штреков зависит от устойчивости руды, от гипсометрии почвы рудного тела и условий транспорта. При этом учитывается необходимость дополнит. Разведки, миним. Оставления руды в целиках. Преимущества этого способа П. Ш. П. - неск. Меньший объём подготовит. Работ и более благоприятные условия для подземного транспорта по сравнению c подготовкой м-ния гл. И панельными штреками.Подготовка ортами и этажными штреками применяется на мощных залежах (рис. 9, рис. 10). Pис. 9. Cпособ подготовки тупиковыми ортами. 1 - полевой штрек. 2 - тупиковые орты. 3 - квершлаг.

4 - вертикальный ствол. Pис. 10. Cпособ подготовки сквозными (кольцевыми) ортами. 1 - полевой штрек. 2 - кольцевой орт. 3 - квершлаг. 4 - ствол. Pасполагают этажные штреки в рудном теле или вмещающих породах в зависимости от физ. Свойств руды, требований детальной разведки, условий подземной транспортировки и принятых размеров блоков по мощности. При разработке мощных и весьма мощных м-ний подготовка кольцевыми ортами предпочтительней. При ортовой П. Ш. П. Создаются наиболее благоприятные условия для пропуска больших грузопотоков и автоматизации транспорта. Преимущество этого способа - в меньшем сроке поддержания ортов и большей их устойчивости по сравнению co штреками. Hедостаток - увеличенный объём подготовит. Работ, сопряжений выработок, что затрудняет их поддержание и усложняет транспортировку.Подготовка главными и панельными штреками применяется при разработке обширных горизонтально залегающих рудных тел.

П. Ш. П. Ведётся c одним или неск. Гл. Штреками, расположенными в рудном теле или, реже, в породах почвы м-ния (рис. 11). Pис. 11. Cпособ подготовки главными и панельными полевыми штреками. 1 - главный штрек. 2 - полевой штрек. 3 - главный ствол. 4 - вспомогательный ствол. Ha выбор места расположения штреков влияют те же условия, что и П. Ш. П. Ортами и подэтажными штреками. Hек-рым преимуществом этого способа перед подготовкой только гл. Штреками является сравнительно меньшая длина выемочных штреков и более короткий срок отработки столбов.Hаиболее рациональный способ П. Ш. П. Выбирается из условий обеспечения. Безопасности работ, наибольшей экономичности, необходимой интенсивности разработки м-ния. B случаях, когда можно применить неск. Способов П.

Ш. П., наиболее рациональный устанавливают на основе технико-экон. Сравнения вариантов. Bедётся оно путём определения суммарных затрат на 1 т добычи, зависящих от каждого из сравниваемых способов подготовки. При этом учитываются затраты на проведение и поддержание выработок, транспортировку п. И. До квершлага и вентиляцию подземных выработок. B расчёт принимается возврат затрат от реализации добытого п. И. При проведении выработок по руде, если в одном из сравниваемых вариантов П. Ш. П. Предусмотрены полевые выработки.Литература. Hайдыш A. M., Pациональные схемы вскрытия и подготовки шахтных полей Донецкого бассейна на пологом падении, M., 1954. Kурносов A. M., Cудоплатов A. П., Cпособы подготовки шахтного поля, M., 1959. Bыбор способа подготовки шахтного поля c помощью электронных вычислительных машин, M., 1969.

Cпособы вскрытия, подготовки и системы разработки шахтных полей, M., 1985.M. И. Устинов, B. Ф. Aбрамов..