1.2 Шахта. Шахтное поле

Промышленное предприятие, предназначенное для разработки или разведки месторождений полезных ископаемых, называют горным предприятием. Горное предприятие, осуществляющее добычу угля, руд и нерудных полезных ископаемых подземным способом, называют шахтой.

В понятие шахты как самостоятельной производственно-хозяйственной единицы включают наземные сооружения и совокупность подземных горных выработок.

Несколько шахт и поверхностных цехов, объединенных единым административно-хозяйственным управлением, имеющим общее централизованное хозяйство по переработке и отправке полезного ископаемого и пр., образуют шахтоуправление (рудник).

Шахта — высокомеханизированное предприятие, оснащенное производительными машинами и механизмами для добычи и транспортирования полезного ископаемого, проведения горных выработок, водоотлива и перемещения воздуха по выработкам.

В зависимости от размеров месторождения для его разработки может быть заложена одна или несколько шахт. В последнем случае месторождение делят на части. Часть месторождения, отведенная для разработки одной шахте, называется шахтным полем.

Границами шахтного поля являются условные поверхности, ограничивающие его по простиранию и падению. В случае негоризонтального залегания месторождения обычно различают границы по восстанию (верхняя граница), падению (нижняя граница) и простиранию (боковые границы).

Если все месторождение разрабатывают только одной шахтой, то его форма предопределяет конфигурацию шахтного поля, а границы месторождения и шахтного поля примерно совпадают. Если же месторождение делят на несколько шахтных полей, то при выдержанных элементах залегания пластов шахтному полю по возможности придают форму прямоугольника, вытянутого по простиранию. В этом случае границы шахтного поля, а следовательно, и его размеры устанавливаются проектировщиками на основании технико-экономических расчетов.

При невыдержанных элементах залегания пласта или залежи шахтные поля могут иметь самую разнообразную конфигурацию (рис. 1.5). Шахтное поле имеет два размера: длину по простиранию и ширину по падению. Длина шахтного поля по простиранию может достигать 20 км, по падению 4..5 км. Наиболее распространенные размеры соответственно 6..8 и 2..3 км.

Шахтные поля со всеми расположенными в их пределах выработками изображают на специальных (маркшейдерских) планах: при пологом, наклонном и крутонаклонном залегании пластов в виде проекции на горизонтальную плоскость, при крутом падении — на вертикальную плоскость. Длина наклонных выработок на планах, как правило, оказывается уменьшенной и только горизонтальные выработки, нанесенные на планы, имеют неискаженную длину. Возможна проекция и на плоскость, параллельную пласту; в этом случае все выработки наносятся без искажения их размеров.

Рис. 1.5. Шахтное поле:

а—план; б — вертикальный разрез вкрест простирания; 1 — по линии А—А; 2 — по линии Б—Б; 3 — выход пласта под насосы; 4 — границы шахтного поля; —100, —200 — изогипсы пласта

На вертикальном разрезе шахтного поля вкрест простирания пород пласты угля или залежи вычерчивают с соблюдением их истинного угла падения.

На маркшейдерские планы обычно наносят изогипсы пласта. Изогипсы представляют собой линии пересечения почвы (или кровли) пласта с мысленно проводимыми на одинаковом расстоянии одна от другой горизонтальными плоскостями. Расстояние между плоскостями, а, следовательно, и между изогипсами по вертикали h принимают в зависимости от угла падения, сложности форм залегания месторождения и принятого масштаба. Если же пласты имеют выдержанные углы падения, изогипсы проводят через 10, 50 и даже 100 м. Каждая изогипса имеет свою высотную отметку по отношению к уровню моря. Кратчайшее расстояние между изогипсами на горизонтальной проекции определяется по формуле

l = h ctga,(1.1)

где α— угол падения пласта, градус.

Следовательно, чем больше угол падения месторождения полезного ископаемого, тем ближе располагаются изогипсы одна от другой, и наоборот (см. рис. 1.5).

Изогипсы почвы пласта предопределяют направление штреков, проводимых по пласту. По изогипсам обычно проводят и нижнюю и верхнюю границы шахтного поля.