Расчет промышленных запасов шахтного поля

3. Панельная схема  подготовки – это совокупность  выработок, разделяющих шахтное поле на панели, панели в свою очередь делятся на ярусы, ярусы на выемочные столбы.

Панельные системы  подготовки шахтных полей, как правило, применяются при разработке горизонтальных и пологих пластов с углами падения до 18˚. На пластах с углами падения более 18˚ для обеспечения конвейерной доставки угля по уклонам их проводят диагонально к линии падения пласта с таким расчетом, чтобы угол наклона конвейеров не превышал 18˚. Размер панели по падению 1200-1500м, по простиранию 3500-4000м.

Панельная система  подготовки, как правило, применяется  на крупных шахтах, а при полной конвейеризации шахты и других благоприятных условиях позволяет создавать и очень крупные по мощности предприятия с годовой добычей угля 6 млн. т и более.

Достоинства панельной  системы подготовки:

- возможность  создания крупных по мощности  шахт за счет одновременной работы в нескольких панелях и обеспечения благоприятных условий для применения наиболее эффективного конвейерного транспорта;

- использование  откаточных выработок одного  горизонта для подготовки и  отработки, значительных по объему запасов уменьшает их удельную стоимость и сокращает число углубок стволов;

- бесперегрузочная  перевозка материалов колесным  транспортом от склада до забоя и обратно;

- сравнительно  малый объем постоянно поддерживаемых  выработок;

- большая нагрузка  на отдельный пласт и панель, способствующая высокой концентрации горных работ.

Недостатки  панельной системы подготовки:

- ограничение  области применения пологими  и наклонными пластами;

- сложность  в обеспечении надежного проветривания  длинных бремсберговых и особенно уклонных полей, имеющих одновременно в работе несколько подготовительных и очистных забоев;

- трудности  при эксплуатации длинных наклонных  выработок.

Схема подготовки выбирается панельная, т.к. угол падения пластов 19˚, и размер шахтного поля по падению 3500м, по простиранию – 5200м. Эта схема позволит использование откаточных выработок одного горизонта для подготовки и отработки, значительных по объему запасов уменьшает их удельную стоимость и сократит число углубок стволов.

 

 

 

3.3 Безопасность ведения горных работ при подготовке шахтного поля

 

1. При проведении подготовительных выработок с подрывкой боковых пород 
отставание породного забоя от угольного должно быть не более 5м.

При проведении выработок по углю широким забоем при ширине раскоски более 5м необходимо иметь соединенный со штреком закрепленный косовичник, служащий запасным выходом и вентиляционным ходком.

В подготовительных выработках, проводимых вслед за очистным забоем, отставание породного забоя от угольного забоя лавы не должно превышать 5м, если в очистной выработке применяется индивидуальная крепь, 8м - при      механизированной крепи и 11м - при выемке угля стругами.

2. Запрещается продолжение проходки вертикальной выработки после сооружения ее устья без предварительного перекрытия на нулевой отметке, а также проходка и углубка ствола (шурфа) без защиты полком рабочих, находящихся в забое от возможного падения предметов сверху.

Кроме того, забой углубляемого ствола должен быть изолирован от действующих подъемов рабочего горизонта предохранительным устройством (полком или целиком).

Полки в стволе (шурфе) должны сооружаться по проектам, утвержденным техническим руководителем организации, выполняющей работу.

Запрещается выемка предохранительного целика или разборка полка в углубляемом стволе без проекта, согласованного с техническим руководителем эксплуатирующей организации и утвержденного техническим руководителем организации, выполняющей работу.

3. Подготовительные работы в установленных прогнозом опасных зонах необходимо проводить с применением способов предотвращения внезапных выбросов угля и газа и контролем их эффективности или с помощью сотрясательного взрывания в порядке установленном Госгортехнадзором России.

4. При проведении подготовительных выработок по угольным пластам в 
установленных текущим прогнозом выбросоопасных зонах должна применяться, как правило, рамная крепь со сплошной перетяжкой пространства между рамами и 
обязательным забучиванием пустот в закрепленном пространстве.

5. В наклонных выработках, предназначенных для передвижения людей, должен быть свободный проход шириной не менее 0,7м и высотой 1,8м, оборудованный при углах наклона:

от 7 до 10 град. - перилами, прикрепленными к крепи;

от 11 до 25 град. - трапами с перилами;

от 26 до 30 град. - сходнями со ступеньками и перилами;

от 31 до 45 град. - лестницами с горизонтальными ступеньками и перилами.

В лестничных отделениях стволов и других выработок с углом наклона от 45 до 90 град, лестницы должны устанавливаться с уклоном не более 80 град, и выступать на 1м над горизонтальными полками, прочно заделываемыми в крепь с интервалом не более 8м. Лазы в полках должны иметь размеры:

ширина - не менее 0,6м;

высота - не менее 0,7м (по нормали к лестнице).

Лазы над первой верхней лестницей должны закрываться лядами. Лазы в стволах и других выработках между соседними полками должны быть смещены на ширину лаза.

Расстояние между крепью и лестницей у ее основания должно быть не менее 0,6м. Ширина лестниц должна быть не менее 0,4м, а расстояние между ступенями - не более 0,4м.

 

 

 

4 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ

 

 

Система разработки –  установленный порядок ведения  подготовительных и очистных работ увязанных во времени и пространстве в пределах этажа, яруса или горизонта.

Факторы, влияющие на выбор  системы разработки:

1. Мощность пласта;
2. Угол падения пласта;
3. Механические свойства полезного ископаемого;
4. Свойства боковых пород;
5. Водоносность;
6. Склонность угольных пластов к самовозгоранию;
7. Глубина разработки.

Системы разработки пластовых  месторождений разделяются на два основных класса в зависимости от порядка ведения очистных и подготовительных работ:

1. Сплошная система  разработки;

2. Столбовая система  разработки.

1. Сущность сплошных  систем разработки состоит в  одновременном ведении очистных и подготовительных работ в выемочном поле; при этом лава и забои обслуживающих ее выработок движутся в одном направлении, как правило, от бремсбергов, уклонов или квершлагов к границам выемочного поля.

Принципиальная сущность сплошных систем определяет ряд важных особенностей; связанных с их применением, главными из которых являются: обеспечение постоянного динамического равновесия между очистными и подготовительными работами; поддержание выработок позади очистного забоя в зонах интенсивного влияния опорного давления.

Сплошные системы разработки применяют в основном на тонких и реже на пластах средней мощности при любых углах падения.

Средняя мощность пластов, отрабатываемых сплошной системой разработки, для разных бассейнов различна и изменяется от 0,93 до 1,5м. Средняя длина лавы при этих системах изменяется в пределах 110 — 170м.

Областью применения сплошной системы являются пласты сверхкатегорийные  по газу и склонные к внезапным  выбросам угля и газа, пласты с пучащими породами почвы и кровли, позволяющими проводить и поддерживать выработки  в зоне влияния выработанного пространства.

Достоинствами сплошных систем разработки являются: небольшая  протяженность подготовительных выработок, проводимых до начала очистных работ в выемочном поле (ярусе), и, следовательно, небольшой срок его подготовки; отсутствие глухих забоев подготовительных выработок, упрощающих схему вентиляции.

В качестве основных недостатков  сплошных систем разработки необходимо отметить следующие: большие расходы на ремонт подготовительных выработок; отсутствие предварительной разведки пласта горными выработками.

2. Столбовые системы  разработки характеризуются независимым  ведением очистных и подготовительных работ в пределах выемочного поля. На момент начала функционирования очистного забоя все подготовительные выработки, соединяющие забой с системой откаточных и вентиляционных выработок шахты, должны быть пройдены на полную длину.

В этой связи главной  особенностью столбовых систем разработки является отсутствие взаимного влияния подготовительных и очистных работ, что весьма положительно сказывается на эффективности использования современного высокомеханизированного очистного и проходческого оборудования.

Областью применения этих систем являются тонкие, средней  мощности и мощные угольные пласты.

Существуют три дополнительных признака систем разработки:

1. Технология выемки  угля;

1.1. Длинными очистными  забоями;

1.1.1. Выемка на полную  мощность;

1.1.2. Слоевая выемка;

1.1.1.Система разработки  длинными столбами лава-этаж предполагает  размещение в пределах этажа одной лавы.

Подготовка этажа может  осуществляться пластовыми или полевыми выработками. При пластовой подготовке от главных наклонных выработок параллельно с откаточным штреком проводят вентиляционный штрек (просек). Расстояние между штреками принимается 15 — 25м. Между собой штреки соединяются вентиляционными печами. На границе выемочного поля штрек соединяется разрезной печью. По мере подвигания лавы вентиляционный штрек постепенно погашается. При этом частично погашаются и надштрековые целики.

Свежая вентиляционная струя поступает по откаточному штреку в лаву. Исходящая струя отводится к стволу по этажному вентиляционному штреку.

При полевой подготовке выемочное поле готовится: полевыми откаточными и вентиляционными штреками, проводимыми в почве пласта, и пластовыми вентиляционным и конвейерным штреками, периодически соединяемыми наклонными гезенками (скатами, квершлагами) с соответствующими полевыми штреками. Свежая струя поступает по полевому откаточному, штреку, гезенку, конвейерному штреку в лаву, а исходящая струя выходит через вентиляционный штрек в соответствующий гезенк на полевой вентиляционный штрек.

Полевая подготовка позволяет  поддерживать в хорошем состоянии  этажные штреки, но вместе с тем значительно возрастает трудоемкость проведения этих выработок по сравнению с пластовой подготовкой.

Основным достоинством столбовой системы разработки: является простота и надежность схем участкового транспорта и вентиляции, что наиболее важно для современных высокомеханизированных средств очистных работ. Недостатком системы является невысокая степень концентрации работ.

1.1.2. Пласты, выемка которых  затруднена сразу на всю мощность, разделяют на отдельные слои. Существует несколько способов  расположения слоев: наклонные  слои, расположенные параллельно  плоскости напластования; поперечно-наклонные  слои, расположенные с наклоном около 30˚ между висячим и лежачем боками пласта; горизонтальные слои, ограниченные горизонтальными плоскостями.

При слоевой выемке слои в пласте могут отрабатываться в  нисходящем (восходящем) или комбинированном порядке. Нисходящий порядок предполагает первоначальную выемку верхнего слоя, а затем нижележащих слоев. При восходящем порядке выемка слоев производится, начиная с нижнего слоя. Выбор того или иного порядка, высоты отдельных слоев зависит от физико-механического состава и свойств вмещающих пород и угля, мощности и угла падения пласта.

Областью применения системы разработки наклонными слоями с обрушением кровли являются мощные пологие и наклонные пласты без  существенной тектонической нарушенности. Применение этой системы разработки на наклонных и крутых пластах ограничено условиями управления кровлей и средствами механизации основных производственных процессов.

1.2. Короткими очистными  забоями; 

1.2. К группе систем  разработки короткими очистными  забоями относят системы, длина очистных забоев которых не превышает 20м. При коротких забоях все процессы очистной добычи упрощаются, в результате чего значительно увеличивается скорость их подвигания, причем одновременно в действии может находиться большое число забоев, что обеспечивает высокую нагрузку на пласт. Вместе с тем системы разработки короткими забоями имеют крупный недостаток — высокие потери полезного ископаемого.

Системы разработки короткими  очистными забоями системы разработки могут эффективно применяться в  первую очередь на пологих пластах угля и горючих сланцев средней мощности, не склонных к самовозгоранию, не опасных по горным ударам, имеющих устойчивые боковые породы и залегающие на сравнительно небольшой глубине. В условиях крутых пластов камерные системы могут применяться только при слоистых породах кровли средней устойчивости.

2. Подвигание очистного  забоя;

2.1. По простиранию;

2.2. По падению;