Область применения, достоинства и недостатки одногоризонтных способов вскрытия пластовых месторождений

Краткое содержание лекции.

С учетом особенностей горно-геологических и горнотехнических условий шахт Карагандинского бассейна рекомендуются рациональные схемы вскрытия и подготовки новых горизонтов, отличающиеся друг от друга типом главных вскрывающих выработок, способом подготовки шахтного поля и схемой проветривания выработок нового горизонта.

Разработанные схемы достаточно полно охватывают возможные варианты вскрытия и подготовки новых горизонтов на действующих шахтах бассейна. Эти схемы обеспечивают условия для сохранения мощности шахты на вскрываемом горизонте и быстрый переход в процессе эксплуатации к применению более прогрессивной технологии отработки пластов или использованию более производительного оборудования (за счет создания резерва в основных технологических звеньях шахты).

Главные вскрывающие выработки располагаются относительно элементов залегания пласта самым различным образом.

Вертикальные стволы, как правило, пересекают пласты полезного ископаемого или размещаются в породах лежачего либо висячего бока вскрываемых пластов.

Вертикальные стволы применяют для вскрытия месторождений практически при любых мощностях и углах падения пластов независимо от мощности наносов, глубины разработки, размеров шахтного поля и производственной мощности шахты.

Наклонные стволы проводят обычно по пласту полезного ископаемого или параллельно ему в породах лежачего бока; в некоторых случаях они проходятся по вмещающим породам под некоторым углом к напластованию. Вскрытие наклонными стволами применяют в основном при разработке неглубоко залегающих месторождений. С ростом глубины горных работ наблюдается тенденция уменьшения доли такого вскрытия

Штольни, как и наклонные стволы, можно проходить по пласту или под углом к нему в породах лежачего либо висячего бока.

Направление и расположение главных вскрывающих выработок устанавливаются с учетом рельефа местности, глубины залегания пластов, их мощности и угла падения, а также свойств вмещающих пород.

Сущность вскрытия вертикальными стволами заключается в том, что с поверхности до горизонта, намеченного к вскрытию, сооружают два или более стволов – главный и вспомогательный. По отношению к главному вспомогательный ствол может иметь центральное, центрально-отнесенное, фланговое, секционное и отнесенное расположение.

Одногоризонтная схема вскрытия вертикальными стволами и капитальным квершлагом является одной из основных. Она применяется при пологом и наклонном залегании пластов и размерах шахтного поля по падению не более 2,4 – 2,5 км. Только при очень пологих пластах (до 8°), когда горизонтальные квершлаги получаются слишком длинными, они могут быть заменены другими выработками: наклонными квершлагами, гезенками, скатами. В меньшей степени на применение подобной схемы вскрытия оказывают влияние такие факторы, как число пластов и расстояние! между ними, производственная мощность шахты и др.

Отличительная особенность вскрытия вертикальными стволами и капитальным квершлагом заключается в том, что главный вертикальный ствол, используемый для выдачи угля, проходится до уровня подъемного горизонта и дальше не углубляется, а капитальный квершлаг, вскрывающий пласты свиты на уровне подъемного горизонта, эксплуатируется в течение всего срока службы шахты. При этом уголь выдается на поверхность только с одного подъемного горизонта. Расположение главных и вентиляционных стволов относительно шахтного поля – самое разнообразное.

Достоинства одногоризонтных схем вскрытия: срок службы горизонта равен сроку существования шахты, ее простота и отсутствие необходимости в углубке стволов в период эксплуатации шахты.

Недостатки варианта связаны с наличием уклонных полей, поддержанием в выработанном пространстве вентиляционных выработок большой протяженности, наличием участковых водоотливов в уклонной части шахтного поля, значительными утечками воздуха между бремсбергами (уклонами) и ходками.

Данные схемы вскрытия применяются чаще всего при неглубоком залегании месторождения и при отработке верхних горизонтов.

В странах СНГ, Польше, Великобритании, Германии и других странах применяется также способ вскрытия вертикальными стволами, капитальным квершлагом и этажными квершлагами, не имеющими непосредственного выхода к стволу.