4. Способ подготовки шахтного поля и системаразработки угольных пластов

На основе анализа горно-геологических условий шахтного поля рассматривается возможность применения этажного, панельного или погоризонтного способов подготовки шахтного поля, приводятся достоинства и недостатки каждого из способов и окончательно выбирается наиболее рациональный.

С учетом данных горно-геологических условий (угол наклона свиты пластов 12°, размер шахтного поля по простиранию 6000 м.) целесообразно принять погоризонтный способ подготовки шахтного поля.

Погоризонтный способ подготовки.

Если пласт в пределах горизонта делят по простиранию месторождения на выемочные участки, вытянутые по восстанию или падению от верхней границы горизонта до нижней, то такой способ подготовки называют погоризонтным.

Рис - 2. Деление шахтного поля на полосы вытянутые по восстанию или падению: 1 - главный ствол; 2 - вентиляционный ствол; 3 - главный откаточный штрек; 4 - транспортный и вентиляционный бремсберги; I-XVIII - последовательность отработки полос

В каждом участке (столбе) размещают одну или две лавы, забои которых располагаются по простиранию и перемещаются по падению пласта в бремсберговой части шахтного поля и по восстанию -- в уклонной. Лавы обслуживаются наклонными выработками.

Погоризонтный способ подготовки применяют: на пластах с углами падения до 10-12° и мощностью до 3,5-4 м, когда выемочный столб отрабатывают по падению, и до 6--8°, если выемка запасов происходит по восстанию пласта, а его мощность не превышает 2 м; при любой газоносности пластов и чем она выше, тем предпочтительнее применение этого способа; умеренной водообильности вмещающих пород. Погоризонтному способу также отдают предпочтение при сложной гипсометрии пласта, так как выемочные выработки в столбе проводят по направлению, что обеспечивает их параллельность, а также при наличии непереходимых геологических нарушений с расположением, близким к линии падения пласта, между которыми и размещаются выемочные столбы.

Применение погоризонтного способа подготовки обусловлено расширением объема применения механизированных комплексов, для которых необходимо иметь стабильную длину лавы, а также увеличением природной газоносности пластов из-за перехода горных работ на большую глубину. При этом снижаются капитальные затраты на подготовку новых горизонтов, обеспечиваются условия для более производительной работы механизированных комплексов и, следовательно, роста нагрузки на лаву, обособленного проветривания источников выделения метана. Упрощается схема подземного транспорта.

Недостатки погоризонтного способа связаны с дополнительными трудностями, обусловленными проведением, особенно на шахтах, сверхкатегорных по газу (метану), и эксплуатацией длинных наклонных выработок.

Учитывая выбранный погоризонтный способ подготовки шахтного поля возможны системы разработки с выемкой столбов по падению или по восстанию, одинарными или спаренными лавами, с повторным использованием транспортной выработки для вентиляции или проходкой выработки для вентиляции вприсечку.

Для данной горной геологической условий принимается система разработки длинными столбами по падению одинарными лавами.

Рис - 3. Система разработки длинными столбами по падению одинарными лавами:1 -- главный полевой вентиляционный штрек; 2 -- главный полевой транспортный штрек; 3 -- воздухоподающий штрек; 4 -- вентиляционный бремсберг; 5 -- конвейерный бремсберг

Обоснование основных параметров подготовки шахтного поля:

Длина очистного забоя т.к. разрабатываются пласты среднединамической мощности 2,7 м, 2,6 м, 2,9 м с применением механизированных крепей и узкозахватных комбайнов.

При погоризонтном способе подготовки и делении шахтного поля на два горизонта размер выемочного поля (столба по падению-восстанию) будет равен:

Где Н - размер шахтного поля по падению, м.

Время отработки выемочного поля TВП, лет:

, лет, (8)

где LЛ - длина лавы, м;

m - вынимаемая мощность пласта, м;

г - плотность угля, т/м3;

А - суточная нагрузка на забой, сутки.

Рационально, когда время отработки выемочного поля совпадает с межремонтным периодом работы механизированного комплекса, равным для современного оборудования 1,5..2 лет.