Особенности вскрытия и подготовки шахтных полей

Способы вскрытия шахтных полей гидрошахт в принципе те же, что и при обычной технологии. Независимо от угла падения пластов вскрытие может осуществляться как вертикальными, так и наклонными стволами, а в гористой местности — штольнями. Как правило, неглубокие горизонты угольных месторождений вскрываются наклонными, а глубокие — вертикальными.

Основным недостатком вскрытия наклонными стволами является повышенный и неравномерный износ расположенных в них пульповодов: твердые частицы, особенно больших размеров, перемещаются в нижней части сечения пульповода, что приводит к более интенсивному износу нижней его стенки.

Вскрытие шахтных полей при гидродобыче имеет и свои особенности, которые заключаются в следующем:

¾ сокращается объем вскрывающих выработок, так как их сечения ограничиваются не транспортными средствами, а условиями вентиляции;

¾ значительно упрощаются схемы околоствольных дворов за счет сокращения выработок для кругового движения вагонеток;

¾ из-за существенного снижения объемов и стоимости сооружения околоствольных дворов появляются большие возможности применения многогоризонтных способов вскрытия.

Применения более экономичного самотечного транспорта по основным выработкам приводит к необходимости отработки шахтных полей только бремсберговыми ступенями. Следовательно, шахтное поле у границы по падению должно быть вскрыто самостоятельными вскрывающими выработками. Это может быть либо квершлаг, пройденный от основных вертикальных стволов после их углубки, либо новый ствол. В первом случае будет схема вскрытия вертикальными стволами и погоризонтными квершлагами, во втором вскрытие путем последовательной проходки по падению обособленных вертикальных стволов (бесквершлажная схема вскрытия).

Наиболее благоприятные условия для бесквершлажной схемы вскрытия представляет свита пологих пластов. В этом случае (рис. 17.2) камера гидроподъема располагается в околоствольном дворе нижнего пласта, а на верхних пластах сооружаются промежуточные околоствольные дворы. В пределах каждого пласта уголь по желобам доставляется от очистных забоев в свои околоствольные дворы, а оттуда угольная пульпа по трубам перепускается на околоствольный двор нижнего пласта и выдается на поверхность. Такую схему вскрытия целесообразно применять при разработке свиты сближенных пластов, поскольку затраты на сооружение камер гидроподъема на каждом пласте и их эксплуатацию превышают затраты электроэнергии в связи с переподъемом пульпы.

Рисунок 17.2 – Вскрытие шахтного поля вертикальными стволами, последовательно проводимыми у нижних границ бремсберговых выемочных ступеней (бесквершлажное вскрытие) при подземной гидродобыче

Схемы вскрытия гидрошахт с вертикальными стволами и погоризонтными квершлагами (рис. 17.3) отличаются от шахт с традиционной технологией добычи только тем, что квершлаги проводят с уклоном не менее 0,05 (около 3°) к стволам. В случае применения напорного гидротранспорта квершлаги могут проводиться с обычным наклоном 0,005, а отработка нижнего горизонта — уклонами.

Рисунок 17.3 – Вскрытие шахтного поля вертикальными стволами и погоризонтными квершлагами с безнапорным гидравлическим транспортом по ним

Крутые и крутонаклонные пласты вскрываются вертикальными или наклонными стволами и этажными квершлагами, однако горизонты гидроподъема здесь можно устраивать через этаж. На промежуточных горизонтах сооружаются упрощенные околоствольные дворы вспомогательного подъема, а угольная пульпа перепускается на нижний горизонт, где располагается камера гидроподъема.

Подготовка шахтных полей при разработке пологих пластов в основном панельная, а при небольших размерах шахтного поля по простиранию может быть и этажной. Размеры панелей по простиранию принимаются в пределах 1000–1200 м (рис. 17.4, а), что обусловливается в основном применением самотечного транспорта по ярусным штрекам, проводимым с уклоном 0,05. При малых углах падения пласта для обеспечения такого уклона штреки надо проходить под значительным углом к линии простирания. Это приводит к образованию у верхней и нижней границ выемочной ступени участков пласта треугольной формы, имеющих большие размеры. Отработка этих участков весьма затруднительна и сопровождается значительными потерями угля. По этим причинам применение самотечного транспорта в панели целесообразно на пластах с углами падения свыше 8–10°.

Рисунок 17.4 – Способы подготовки шахтного поля при подземной гидродобыче:

а – для пологих и наклонных пластов (панельный); б – для крутых и крутонаклонных пластов (этажный)

1, 2 – капитальный квершлаг транспортный и вентиляционный; 3, 4 – главный штрек транспортный и вентиляционный; 5 – бремсберг; 6 – вспомогательный бремсберг; 7 – вентиляционный ходок; 8, 9 – ярусный штрек пульпосборный и вентиляционный; 10, 11 – полевой этажный штрек транспортный и вентиляционный; 12, 13 – промквершлаг транспортный и вентиляционный; 14 – участковый пульпосборник; 15 – подэтажный штрек

По главным штрекам обычно применяется напорный транспорт; проводят их нормальным уклоном 0,005, допускающим применение электровозного транспорта для выполнения вспомогате­льных операций. По ярусным штрекам вспомогательный транспорт монорельсовый.

На крутых и крутонаклонных пластах, а так­же наклонных (свыше 20–25°) применяется этажная подготовка шахтного поля. Этаж по простиранию разделяется на выемочные блоки (рис. 17.4, б) с размером 150–200 м. В пределах блока этаж разделяется на подэтажи высотой 12–15 м (а при мягких углях и более). Транспорт пульпы по подэтажным штрекам — самотечный, по этажным штрекам и квершлагу обычно напорный. Широко применяется групповая разработка пластов. У каждого выемочного блока на промежуточном квершлаге устраивается пульпосборник и камера углесосов, обслуживающие группируемые пласты. Углесосами пульпа по трубам перекачивается в центральный пульпосборник в околоствольном дворе.