Погоризонтная подготовка шахтного поля.

Подготовка запасов шахтного поля производится по определенной системе, создающей необходимые условия для их отработки с высокой эффективностью. При этом под подготовкой шахтного поля понимается определенный порядок проведения подготовительных выработок в пространстве и во времени. Различают 4 способа подготовки шахтных полей:

- погоризонтная подготовка;

- панельная подготовка;

- этажная подготовка;

- комбинированная подготовка.

В период строительства шахты подготовка запасов к нарезке полей производится лишь в объемах, предусмотренных проектом для сдачи шахты в эксплуатацию.

Подготовка всех остальных запасов и постоянное их возобновление взамен выработанных (воспроизводство очистного фронта) производится в течение всего срока функционирования действующей шахты.

Чтобы обеспечить эффективное воспроизводство фронта очистных работ способы подготовки должны удовлетворять определенным требованиям. В частности, по существующим нормативам в любой момент времени действующая шахта должна иметь:

- готовых к выемке запасов (для разработки которых пройдены все без исключения подготовительные и нарезные выработки) – не менее, чем на 3 месяца работы;

- подготовленных запасов (для разработки которых проведены основные подготовительные выработки) – не менее, чем на полугодовую работу;

- вскрытых запасов (к которым обеспечен доступ с поверхности земли через капитальные выработки: стволы, штольни, этажные, погоризонтные или капитальные квершлаги) – не менее, чем на год работы шахты.

Превышение этих минимальных норм способствует устойчивой работе шахты. Однако заблаговременное проведение большого объема выработок может привести к неоправданно большим затратам на их поддержание. Отсюда видно, что выбор целесообразной системы подготовки шахтного поля для конкретных условий является оптимизационной многовариантной задачей, которая решается с учетом большого числа факторов.

1.3.1 Сущность погоризонтной подготовки

Сущность погоризонтной подготовки заключается в том, что пласт в пределах шахтного поля между горизонтами делят на выемочные участки, в каждом из которых размещают одну или две лавы. Очистные забои поставлены при этом по простиранию пласта, а перемещаются они по падению или восстанию.

1.3.2 Погоризонтная подготовка для индивидуальной отработки пластов (рис.1.4)

Подготовка пласта начинается с проведения главных штреков, один из которых целесообразно проводить полевым, а другой – пластовым, т.к. срок службы этих штреков равен сроку службы шахты. Полевой штрек служит для транспорта полезного ископаемого, а пластовый – для вспомогательного транспорта (оборудования, вспомогательных грузов и т.п.). Они периодически соединяются между собой квершлагами или скатами. От пластового штрека проводятся наклонные выработки (конвейерные бремсберги и ходки), которые соединяются у верхней границы горизонта разрезной печью. Главный вентиляционный штрек также проводится полевым и соединяется со стволом вентиляционным квершлагом. Схема проветривания выработок – прямоточная.

Подготовка уклонной части шахтного поля производится путем проведения по нижней границе шахтного поля штреков для вентиляции, водоотлива и вспомогательных операций. Штреки соединяются с углубленным до нижней границы шахтного поля вспомогательным стволом посредством вентиляционного квершлага, специально пройденного для этих целей.

1 – квершлаг; 2 – главный штрек; 3 – пластовый штрек; 4 – вентиляционный ходок; 5 – конвейерный бремсберг; 6 – разрезные печи; 7 – ствол; 8 – квершлаг; 9 – штрек; 10 – короткий квершлаг

Рисунок 1.4 – Погоризонтная подготовка шахтного поля

1.3.3 Погоризонтная подготовка для групповой отработки пластов (рис.1.5)

При отработке сближенных пластов пластовые выработки одного из пластов используются для совместной отработки посредством групповых бремсбергов (уклонов) и гезенков. Групповые сборные выработкипроводятся при этом полевыми. Они соединяются с пластовыми гезенками или квершлагами. Гезенки используются только для передачи углепотока с верхнего пласта на групповую выработку, а квершлаг – для проветривания, вспомогательных операций и передвижения людей.

1 – вспомогательный ствол; 2 – главный ствол; 3 – полевой конвейерный штрек; 4 – вентиляционный штрек; 5 – групповой полевой сборный уклон; 6 – пластовые сборные бремсберги; 7 – гезенк

Рисунок 1.5 – Погоризонтная подготовка с групповым полевым уклоном

1.3.4 Область применения погоризонтной подготовки

- α ≤ 12⁰, в перспективе – до 18⁰;

- пласты со сложной гипсометрией, когда при других способах подготовки невозможно выдержать постоянство длины лавы;

- пласты с высокой газообильностью и водообильностью; в первом случае используется отработка по падению (метан, будучи легче воздуха, поднимается в выработанное пространство лавы), во втором – по восстанию (вода стекает в выработанное пространство);

- наличие нарушений, направленных по падению пласта.

Применение этой подготовки позволяет также (достоинства):

- упростить подготовку шахтного поля и схему транспорта угля в шахте;

- уменьшить удельную протяженность и объем проводимых выработок по подготовке шахтного поля;

- уменьшить поступление метана в рабочее пространство лавы из выработанного, сократить приток воды в призабойное пространство, увеличить безопасность работ, особенно на пластах, опасных по внезапным выбросам угля и газа.

Недостатки погоризонтной подготовки:

- ограниченность области применения по углу падения пластов (до 12⁰);

- сложности в организации вспомогательного транспорта (материалов, людей, оборудования) по длинным наклонным выработкам.