Вскрытие шахтных полей

Общие вопросы вскрытия месторождений

Способ вскрытия – это качественная характеристика шахты, отражающая особенности вида и взаимного расположения главных и вспомогательных вскрывающих выработок, проводимых в период эксплуатации горного предприятия для создания доступа к месторождению или его части с поверхности земли.

Схема вскрытия – это графическое изображение способа вскрытия. Она представляется в виде проекции горных выработок на вертикальную, горизонтальную (или наклонную) плоскости.

К способам вскрытия месторождений предъявляются следующие требования:

- наличие не менее двух отдельных выходов на поверхность, приспособленных для передвижения (перевозки) людей;

- планомерная разработка шахтного поля в течение всего срока службы шахты и обеспечение стабильной проектной мощности;

- высокая производительность труда при минимальной себестоимости;

- минимальный объем вскрывающих горных выработок;

- минимальные первоначальные капитальные затраты на вскрытие и строительство шахты;

- однотипность транспорта;

- бесступенчатость транспорта;

- периодическое обновление горного хозяйства шахты;

- возможно больший срок существования горизонта или этажа (10-15 лет при разработке пологих и наклонных пластов и не менее 10 лет при разработке крутых пластов);

- надежное проветривание шахты и выемочных полей;

- максимальное извлечение полезного ископаемого;

- минимальные эксплуатационные расходы (на подъем, транспорт, поддержание выработок, водоотлив и проветривание).

К числу основных геологических факторов, оказывающих влияние на выбор способа вскрытия, относятся:

- мощность и угол падения пластов;

- число рабочих пластов в шахтном поле и расстояние между ними;

- глубина залегания пластов от поверхности и ее рельеф;

- мощность наносов и их водонасыщенность;

- нарушенность месторождения и газоносность пластов;

- физико-механические свойства вмещающих пород;

- марочный состав добываемого угля.

К числу основных горнотехнических и экономических факторов, оказывающих влияние на выбор способа вскрытия, относятся:

- форма и размеры шахтного поля;

- производственная мощность и срок службы шахты;

- способ подготовки, система разработки и схема вентиляции;

- уровень развития горнодобывающей техники;

- стоимость и сроки сооружения различных объектов шахты.

Учет влияния перечисленных факторов должен быть комплексным.

К главным вскрывающим относятся выработки, имеющие выход на земную поверхность (вертикальные и наклонные стволы, штольни), к вспомогательным – выработки, не имеющие выхода на поверхность: квершлаги, гезенки, скаты, слепые стволы или сочетания из различных выработок.

В зависимости от того, какую часть шахтного поля обслуживают вспомогательные вскрывающие выработки, они подразделяются на капитальные, панельные, погоризонтные и этажные. Если гезенк или квершлаг обслуживает все шахтное поле и, следовательно, срок его службы равен сроку службы шахты, его называют капитальным независимо от способа подготовки шахтного поля. Если квершлаг обслуживает одну или две смежные панели, он называется панельным. Аналогично погоризонтными и этажными будут называться квершлаги или другие выработки, обслуживающие соответственно горизонт и этаж.

Существующие способы вскрытия шахтных полей классифицируются по следующим признакам:

- по виду применяемых для вскрытия главных вскрывающих выработок;

- по количеству транспортных (подъемных) горизонтов;

- по количеству вскрывающих пластов и углу их падения.

По виду применяемых для вскрытия главных вскрывающих выработок различают следующие способы вскрытия:

- вскрытие вертикальными стволами;

- вскрытие наклонными стволами;

- вскрытие штольнями;

- комбинированные способы вскрытия, при которых применяют разнотипные главные вскрывающие выработки, например, вертикальные и наклонные стволы.

По количеству транспортных (подъемных) горизонтов способы вскрытия шахтных полей делятся на одногоризонтные и многогоризонтные. При одногоризонтных способах запасы шахтного поля отрабатываются на один транспортный горизонт, время службы которого соответствует сроку службы шахты. Многогоризонтные способы вскрытия предусматривают наличие двух и более транспортных горизонтов.

По количеству вскрываемых пластов различают вскрытие пласта и свиты пластов, а по углу падения – вскрытие пологих и горизонтальных пластов и вскрытие крутых пластов. Наклонные пласты занимают промежуточное положение между пологими и крутыми. При угле падения до 35⁰ их вскрывают как пологие, а при углах падения более 35⁰ – как крутые.

Наиболее универсальным и распространенным является вскрытие вертикальными стволами, которое применяют независимо от числа рабочих пластов в шахтном поле, мощности и угла падения этих пластов, мощности наносов и глубины залегания пластов, производственной мощности шахты и других факторов.