2.8 Вскрытие месторождений штольнями
Штольнями вскрывают пласты, залегающие в районах с сильно пересеченной или гористой местностью, когда вскрытие вертикальными или наклонными стволами технически невозможно или экономически нецелесообразно. В зависимости от расположения месторождения по отношению к гористому склону штольни проводят под разными углами к простиранию.
При выборе места расположения штольни необходимо учитывать следующие факторы:
около устья штольни должна быть промышленная площадка, достаточная для размещения технических зданий и сооружений;
возможность подвода в долину, где расположена промышленная площадка, железнодорожного пути, шоссейной дороги;
устье штольни должно располагаться выше уровня максимально возможного подъема воды в долине.
С другой стороны, штольню следует проводить так, чтобы возможно большая часть запасов месторождения находилась выше горизонта и могла бы быть отработана без подъема угля и механического водоотлива.
На способ вскрытия месторождения штольнями существенное влияние оказывает угол падения пластов. Так, при пологих пластах с уровня долины проходят капитальную штольню, которая делит шахтное поле на две части, одна из которых выше штольневого горизонта — бремсберговая, вторая — уклонная (рис.2.15, а).
Для применения центрально-отнесенной схемы проветривания кроме капитальной штольни проходят вентиляционные шурфы или штольни на отметках более высоких, чем откаточный горизонт.
При крутых пластах кроме капитальной и вентиляционной штолен в качестве дополнительных вскрывающих выработок используют гезенки и этажные квершлаги для вскрытия пластов, расположенных выше штольневого горизонта (рис. 2.15, 6). При небольшой разности отметок между верхней границей шахтного поля и поверхностью вместо генезка возможно проведение вентиляционного вспомогательного ствола.
Рис. 2.15. Схемы вскрытия пластов штольнями
В зависимости от расстояния от поверхности до пластов по горизонтали и удобного рельефа поверхности возможно проведение этажных штолен. От этажных штолен уголь транспортируется по поверхности. Часть шахтного поля, расположенная ниже штольневого горизонта, вскрывается слепыми стволами и этажными квершлагами (см. рис. 2.15, 6).
Способ вскрытия шахтных полей штольнями является одним из самых экономичных и простых, поэтому рекомендуется к применению во всех случаях, когда для этого имеются необходимые горно-геологические предпосылки.
Существенными достоинствами вскрытия месторождений штольнями является простое оборудование поверхности, отсутствие необходимости подъема угля на поверхность и механических средств для водоотлива во время отработки запасов, расположенных выше уровня штольни.
2.9 Комбинированные способы вскрытия
По технологическому назначению можно выделить четыре комплекса вскрывающих выработок и сооружений: угольный, породный, вспомогательный и вентиляционный. Комплексы эти могут выполнять только свои непосредственные функции: главный ствол — выдавать уголь, вентиляционный — подавать воздух в шахту и т.д. Однако рационально использовать каждую вскрывающую выработку для выполнения нескольких технологических функций. Так, вертикальный ствол, предназначенный для спуска-подъема людей, материалов и оборудования, служит и для подачи воздуха в шахту; по скиповому стволу не только поднимают на поверхность уголь и породу, но и отводят воздух из шахты.
Рис. 2.16. Схема комбинированного вскрытия шахтных полей наклонными и вертикальными стволами
Комбинированный способ вскрытия является результатом синтеза рациональных комплексов выработок по вскрытию с различным технологическим назначением применительно к конкретным условиям залегания пластов.
В настоящее время, используя преимущества поточного конвейерного транспорта, строят крупные шахты, на которых предусмотрены для выдачи горной массы на поверхность наклонные стволы, оборудованные мощными конвейерными установками. Для вспомогательных транспортных операций и вентиляции сооружают вертикальные стволы, а для того чтобы избавиться от трудоемкого и малопроизводительного канатного подъема по наклонным выработкам, проводят этажные квершлаги (рис. 2.16).