Деление шахтного поля на крылья и горизонты – объемный вид. 1 – главный ствол, 2 – шурф

Вскрытием шахтного поля называется проведение выработок, открывающих доступ от поверхности земли к пласту или пластам и обеспечивающих возможность проведения подготовительных выработок.

Схемой вскрытия называется пространственное расположение сети вскрывающих выработок относительно шахтного поля.

Подготовкой пласта называется проведение выработок после вскрытия пласта, обеспечивающих возможность ведения очистных работ.

Схема вскрытия и способ подготовки должны обеспечивать: рациональную разработку шахтного поля в течение всех этапов работы шахты и получение стабильной проектной добычи угля на каждом этапе; минимальный объем вскрывающих горных выработок; минимальные первоначальные капитальные затраты на вскрытие месторождения и строительство шахты; однотипность транспорта по всем горным выработкам.

Основными факторами, определяющими выбор схемы вскрытия шахтного поля или его части, являются: число вскрываемых пластов, угол падения пластов, свойства боковых пород, расстояние между пластами, мощность наносов или покрывающей непродуктивной толщи, наличие плывунов или других водоносных пород, нарушенность месторождения, глубина разработки, газоносность пластов, рельеф местности, производственная мощность шахты, размер шахтного поля, срок службы шахты и др.

Принципиальная схема вскрытия залежей богатых руд

Признаки систематизации схем и способов вскрытия месторождений полезных ископаемых, подлежащих подземной разработке, и их шахтных полей

По количеству вскрываемых рабочих пластов на месторождении или шахтном поле

Раздельное вскрытие – каждого рабочего пласта свиты

Совместное вскрытие – группы пластов или всей свиты

По порядку вскрытия рабочих пластов свиты, расположенных в пределах шахтного поля

Одновременное вскрытие

Последовательное вскрытие

Вскрытие вертикальным стволом. Место заложения ствола зависит от условий залегания месторождений и горно-геологических условий. В большинстве случаев ствол закладывают в лежачем боку месторождения вне зоны сдвижения пород. На каждом эксплуатационном горизонте от стволов проводят квершлаги, а вдоль рудного тела до вспомогательных стволов – полевые и рудные штреки.

В висячем боку месторождения вертикальный ствол закладывают в тех случаях, когда породы лежачего бока сильно водоносны или неустойчивы, когда заложение ствола в лежачем боку невозможно или невыгодно по условиям рельефа или застроенности поверхности.

При заложении ствола в лежачем боку месторождения сокращаются: суммарная длина квершлагов, сроки подготовки верхних горизонтов, время и затраты на ввод шахты в эксплуатацию. Вертикальный ствол по месторождению располагают при разработке маломощных, пологих залежей неценного полезного ископаемого или руд. Для предохранения ствола от разрушения оставляют охранный целик. В этом случае запасы полезного ископаемого, заключенного в охранном целике, незначительны и проходить ствол по месторождению более рационально, чем располагать его в лежачем боку и проходить большой длины квершлаги.

Вертикальным стволом в лежачем и висячем боку, 1—вертикальный ствол; 2 — квершлаг; 3— откаточный штрек; 4 — границы зон сдвижения; 5 — границы охранного целика

Вертикальным стволом в лежачем и висячем боку по месторождению (1—вертикальный ствол; 2 — квершлаг; 3— откаточный штрек; 4 — границы зон сдвижения; 5 — границы охранного целика)

Наклонными стволами вскрывают пологие месторождения с углом падения 15—30° при скиповом подъеме и мощные месторождения при конвейерном подъеме.

Расположение наклонного ствола по месторождению позволяет отказаться от проходки квершлагов, сократить время на подготовку. При этом снижается стоимость проходки ствола вследствие попутной добычи полезного ископаемого. Область применения такого заложения ствола ограничивается необходимостью оставления охранного целика. Наклонные стволы чаще применяются при вскрытии месторождений небольшой мощности и неглубокого залегания.

Наклонный ствол в породах лежачего бока, параллельный к контакту месторождения или к линии сдвижения пород лежачего бока, закладывается в том случае, если угол контакта или сдвижения меньше угла напластования. При этом уменьшается или полностью исключается длина вскрывающих квершлагов по сравнению со вскрытием вертикальным стволом.