Вскрытие и подготовка шахтного поля

Достоинства столбовой системы разработки:

• относительно низкие затраты на поддержание подготовительных выработок;

• доразведка условий залегания угольного пласта;

• независимое ведение подготовительных и очистных работ;

• минимальные утечки воздуха.

Недостатки системы разработки:

• длительные сроки подготовки очистного забоя;

• более сложная схема проветривания.

Камерная система разработки характеризуется отработкой выемочного пространства узкими и длинными очистными выработками – камерами. Длина камер достигает 200-250 м ширина 4-12 м. Забой в камерах подвигают по восстанию пласта или диагонально до границ шахтного поля или панели. Между смежными камерами оставляются целики шириной 3-5 м. Проходка выработок и выемка угля  в камере осуществляются специальными комбайнами.

В отдельных случаях после отработки двух смежных камер обратным ходом осуществляют частичное погашение междукамерного пространства. Такой вариант представляет собой разновидность камерно-столбовой системы разработки.

Область применения камерной и камерно – столбовой системы разработки: пласты мощностью 1,5-3 м. с углами падения до 15˚, залегающие на глубине до 300 м. в устойчивых и средней устойчивости породах ; газоносность пласта должна быть не более 10 м/т. Применение ее неэффективно на пластах с высококачественным, особенно коксующимся углем, а по условиям безопасности – на пластах, угли которых склонны к самовозгоранию, опасны по внезапным выбросам угля и газа, а также по горным ударам.

Основное преимущество камерной и камерно – столбовой системы разработки – возможность применения для очистных и подготовительных работ одного и того же комплекта оборудования, а также высокие технико–экономические показатели при ведении работ. К недостаткам относятся высокие потери полезного ископаемого (до 35%) и ограниченную область применения.

В зонах нарушений с амплитудой смещения более 2 м. участки пластов мощностью 3,5 -5 м. с углами падения 40-90˚ могут разрабатываться буровзрывным способом с применением подэтажных штреков без крепления призабойного пространства.

При подготовке пластов к выемке откаточный и вентиляционный штреки проходятся у почвы пласта на длину выемочного поля. Отработка подэтажей в этаже производится в нисходящем порядке с опережением не менее чем на 15 м. Очистные работы включают : проведение разрезной щели, выемка угля буровзрывным способом лентами шириной 1-1,5 м, после подвигания забоя на 10-15 м. производится посадка кровли самообрушением с частичным перепуском обрушенных пород с вышележащего горизонта.

Данная система разработки позволяет достичь максимальных технико – экономических показателей. Она обеспечивает максимальную месячную добычу угля (6,5- 7,5 тыс.т.) и производительность труда рабочего по участку (60-90 т), минимальный объем проведения подготовительных выработок на 1000 т, минимальную себестоимость угля.

Однако из-за больших потерь угля и высокой пожароопасности система применяется редко.

Мощные пласты в некоторых горно-геологических условиях не представляется возможным отрабатывать на полную мощность. Их отработку осуществляют отдельными частями – слоями. Слой – ограниченная двумя параллельными плоскостями часть мощного угольного пласта, отрабатываемая как пласт средней мощности.

Условные плоскости, разделяющие пласт на слои, могут располагаться параллельно кровле и почве, горизонтально или наклонно к плоскости напластования. В зависимости от этого различают деление мощных пластов на наклонные, горизонтальные и поперечно- наклонные слои.

Деление пластов на наклонные слои применяется при их пологом залегании и мощности 3,5-5 м   с обрушением пород кровли, и при их крутом залегании и мощности до 12 м  с выемкой угля полосами по простиранию. Отработку слоев, как правило, ведут столбовыми системами разработки. В каждом слое для подготовки его к очистной выемке проводят необходимые подготовительно – нарезные выработки. Откаточный штрек проводят один на несколько слоев.

Разделение на горизонтальные слои применяют при разработке крутых пластов (угол падения более 30˚)  мощностью более 10м, а также при отработке замковых частей складок мощных пластов. В зависимости от мощности пласта в каждом слое проводят один или два слоевых штрека. Обычно забой располагают вкрест простирания, с подвиганием по простиранию пласта . Система разработки в слое  - столбовая. Выемка угля может быть механизированной  и взрывной. Управление кровлей может осуществляться полным обрушением и полной закладкой.

Систему разработки поперечно- наклонными слоями применяют для выемки запасов, расположенных под списанными пожарными участками, под сооружениями и водоемами на поверхности; на пластах мощностью 5-10м и углах падения 50-70˚ . Вмещающие породы должны быть устойчивыми  а уголь крепким и вязким. Необходимое условие применения системы – возведение закладочного массива высокой плотности . Особенность этой системы разработки заключается в том, что в слоях заблаговременно слоевые штреки по углю не проводят, а сооружают их в закладываемом пространстве.

На основании горно-геологических условий и принятой схемы подготовки пластов к очистной выемке применим столбовую систему разработки с длинными очистными забоями.

Подготовка выемочных столбов в каждом ярусе заключается в проведении от бремсберга конвейерного и вентиляционного штреков до границ панели. На границе панели между этими штреками проводим разрезную печь, которую затем расширяем, образуя камеру для монтажа очистного оборудования. После этого начинаем отработку столба обратным ходом.

В целях снижения потерь угля и удельного объема проведения подготовительных выработок применим отработку без оставленных целиков между выемочными выработками в соседних ярусах. Для этого конвейерный штрек не погашаем, а поддерживаем, чтобы использовать в качестве вентиляционного при выемке нижележащего столба.

Уголь от очистного забоя транспортируем по конвейерному штреку, затем по бремсбергу до погрузочного пункта на откаточном штреке. Свежий воздух в очистной забой подаем с откаточного штрека по ходкам и конвейерным штрекам. Исходящая струя по вентиляционному штреку поступает в ходки и далее на вентиляционный горизонт шахты или по шурфу на поверхность.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Выбор технических средств очистных работ

 

На основании горно-геологических условий для принятой системы разработки используем механическое разрушение горных пород, которое требует применения специального оборудования.

   Исходя из мощности пласта и угла падения, для очистной выемки принимаем следующее оборудование :

 

 

Пласт	Механизированные комплексы	Очистной комплекс	Забойный конвейер
m1 =2,4 m2 =4,5	РКУП 20 РКУП 20	КМ130	СП 301 «Анжера»
m3 =3,8	РКУП 20	2УКП5	«Анжера»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

В результате проделанной работы были рассчитаны промышленные запасы шахтного поля, которые составили 218108800 тыс.т., проектная мощность шахты  составила 5,8 тыс.т., срок службы шахты 37,9 лет.

В работе были выбраны и обоснованы: схема вскрытия – многогоризонтная, способ вскрытия – вертикальными стволами и погоризонтными квершлагами; схема подготовки – панельная, для пластов средней мощности принята индивидуальная пластовая подготовка, для мощного пласта – пластово-полевая подготовка; система разработки – столбовая с длинными очистными забоями; технические средства очистных работ были выбраны отдельно для пластов m1, m2, m3 соответственно: механизированные комплексы РКУП20, очистной комплекс КМ130 и 2УКП5, забойный конвейер СП 301 и «Анжера».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

 

• Бурчаков А.С. «Технология подземной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых» - М., Недра, 1978 г.;
• Килячков А.П., Брайцев А.В. Горное дело: Учебник для техникумов.- М: Недра, 1989.-422 с.;
• Соин В.В. «Вскрытие и подготовка шахтного поля», учебное пособие, СибГИУ – Новокузнецк, 1994 – 46с.;
• Семенихин А.Я., Соин В.В. «процессы очистных работ и системы разработки», учебное пособие, СибГИУ – Новокузнецк, 1988 – 104с.