Способы подготовки угольных пластов.

Подготовкой шахтного поляназывают проведение после вскрытия шахтного поля системы подготавливающих горных выработок, обеспечивающих условие для эффективной и безопасной выемки полезного ископаемого. Подготовку шахтного поля обычно ведут частями и по мере их отработки подготавливают следующие части. Постоянное возобновление готовых к выемке запасов взамен отрабатываемых называют воспроизводством запасов.При этом различают способ и схему подготовки.

Способ подготовки шахтного поля или его части – расположение подготавливающих выработок в шахтном поле или его части относительно пласта и элементов его залегания.

По расположению подготавливающих выработок относительно пласта различают:

1. Пластовый способ подготовки шахтного поля – способ, при котором весь комплекс подготавливающих выработок проводится по пласту.

2. Полевой способ подготовки шахтного поля – способ подготовки, при котором весь комплекс подготавливающих выработок проводится по породе.

3. Пластово-полевой (комбинированный) способ подготовки шахтного поля – способ подготовки представляет собой комбинацию описанных выше способов.

При подготовке пластов в свите различают два способа:

- Индивидуальная подготовка – способ, при котором весь комплекс подготавливающих выработок проводится для каждого пласта. Индивидуальная подготовка может быть как полевой, так и пластовой. Способ применяется при мощности междупластий >50 м. Отработку пластов при индивидуальной подготовке производят раздельно или совместно.

- Групповая подготовка – способ подготовки, при котором комплекс подготавливающих выработок (групповые выработки) используется для одновременной отработки двух и более пластов.

Схема подготовки – характерное расположение объединенных с учетом функционального назначения в единый комплекс подготавливающих выработок, обеспечивающих деление шахтного поля на готовые к выемке части.

Различают следующие схемы подготовки:

- Погоризонтная схема подготовки шахтного поля

Погоризонтнаясхема подготовки – пространственное расположение горных выработок, делящее шахтное поля транспортными горизонтами на выемочные ступени, отрабатываемые затем по падению и восстанию. Область применения – пласт с a£10⁰. Размер выемочной ступени по простиранию равен размеру шахтного поля, размер по падению 400 – 2600м.

- Панельная схема подготовки шахтного поля

Панельная схема подготовки шахтного поля – совокупность выработок, разделяющих шахтное поле на панели. Область применения a<25⁰. Размер по падению 1200-1600м, по простиранию 2500-4000м.

- Этажная схема подготовки шахтного поля

Этажная схема подготовки шахтного поля – совокупность выработок, разделяющих шахтное поле на этажи.

Область применения a>35⁰. Высота этажа a<55° 800-400м. a>55° 120-150м.

- Комбинированные схемы подготовки шахтного поля

Комбинированные схемы подготовки шахтного поля – схемы, при которых одновременно или последовательно шахтное поле делится на этажи и панели, панели и горизонты, этажи, панели и горизонты.

Сущность: Пласт по падению делится на примерно равные по размеру участки - этажи, вытянутые до границ шахтного поля. Высота этажа при a<55°составляет 400м, а при a>55° 120-150м.

Область применения: угол падения пластов более 35⁰. При углах падения пластов менее 35° этажная схема применяется в следующих случаях:

1) При вскрытии наклонными стволами, которые выполняют роль капитальных наклонных транспортных выработок;

2) Ограниченное число пластов;

3) Ограниченные размеры по простиранию;

4) Наличие сложных горно-технических условий.

Правильный выбор схемы и способа разработки позволяет осуществить быстрый ввод шахты в эксплуатацию и обеспечить ведение очистных работ.

В качестве основного способа подготовки принимается групповая подготовка пластов в свите, способ подготовки шахтного поля комбинированный, схема подготовки шахтного поля панельная, система разработки шахтного поля-столбовая.

Выработки проводятся как пластовыми, так и полевыми.

При пластовой подготовке все горные выработки проводятся и поддерживаются по каждому и разрабатываемому пластов полезного ископаемого. Основные выработки проводят по пласту, охраняя их целиком или массивом угля. Пластовая подготовка применяется при устойчивых боковых породах, а так же на пластах угля не склонных к самовозгоранию.

В качестве основной схемы подготовки принимается панельная схема подготовки. Сущность панельной подготовки заключается в том, что на уровне транспортного горизонта проводится основной штрек. Затем в пределах каждого горизонта проводятся бремсберги (уклоны) с ходками. Каждый горизонт отрабатывается панелями.

Подготовка шахтного поля ведется следующим способом – от погоризонтного квершлага проводится штрек и разбивается приемно-отправительная площадка, после чего проводятся три капитальных бремсберга. От бремсбергов к границе и к центру шахтного поля проводятся вентиляционные и конвейерные штрека и сбиваются разрезной печью. Разрезные печи расширяются до размеров монтажной камеры, в которых монтируются механизированный комплекс КМ-138.

Pис. 2. 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.

Альтернативные варианты вскрытия и подготовки шахтного поля

В качестве альтернативного способа вскрытия шахтного поля принимается способ вскрытия вертикальными стволами. Применение данного способа вскрытия – является универсальным для широкого диапазона горно-геологических условий, позволяет эффективно вести горные работы при большой глубине разработки.

Шахтное поле вскрывается двумя вертикальными стволами, которые проводятся до горизонта +140м. От вертикального ствола проводятся погоризонтный квершлаг на горизонте +140м, вскрывающий свиту пластов, после чего начинается подготовка горизонта.

При пластово-полевой подготовке выработки проводятся, как по пустым породам, так и по пластам. Для выхода на пласт от полевых выработок проводятся промежуточные квершлага.

Пластово-полевая подготовка применяется при неустойчивых боковых породах и при углях склонных к самовозгоранию на мощных угольных пластах.

В качестве альтернативной схемы подготовки принимается одногоризонтная схема подготовки, сущность которой заключается в следующем – горизонт делится на выемочные столбы, вытянутые по простиранию пласта. В каждом столбе размещают лавы, забои в которые располагаются по падению и перемещаются по простиранию пласта в бремсберговой (уклонной) части шахтного поля.

Подготовка шахтного поля начинается с проведения конвейерного и вентиляционного и транспортного бремсбергов. От конвейерного и путевого бремсбергов проводятся вентиляционные и конвейерные штрека в обе стороны от бремсбергов. Конвейерный штрек сбивается с вентиляционным разрезной печью, которая впоследствии расширяется до размеров монтажной камеры в которых размещают оборудование для ведения очистных работ.

В данном случае отработка выемочного столба ведется без поддержания конвейерного штрека, что ведет в дальнейшем к оставлению целика между выемочными столбами.

Заключение

Выбор метода проведения разработки зависит от формы и размеров месторождения, ценности полезных ископаемых, структуры, стабильности и прочности породного массива и спроса на добываемую продукцию и возможности соблюдения правил техники безопасности (иногда эти факторы противоречат друг другу). Хотя методы разработки развивались с глубокой древности, в этой статье рассматриваются те методы, которые применялись на полумеханизированных или полностью механизированных шахтах в конце двадцатого столетия. Каждая шахта уникальна, однако, везде существуют проблемы сочетания безопасной работы и рентабельности предприятия.