4.4. Розрахунок основних параметрів підготовки і розкриття шахтного поля

До основних параметрів підготовки шахтного поля відносять розміри бресбергової і похилової частин шахтного поля, розміри ярусу, поверху, підповерху, панелі, а на круто похилих і крутих пластах – відстань між проміжними квершлагами.

Нижче наведена схема розкройки і розкриття шахтного поля та порядок визначення основних параметрів для умов панельної підготовки (рис. 4.10.).

Розміри ярусу чи поверху за падінням визначають в процесі вибору варіанта системи розробки:

L_я = l_л + Σb_яш + Σb_яц (4.1)

де l_л – довжина лави, м; Σb_яш – сумарна ширина ярусних штреків, яка припадає на один ярус, м; Σb_яц – сумарна ширина ярусних ціликів на один ярус, м.

Розмір крила панелі можна визначити з формули:

l_кр = (D/n – Σ_ц1) 2,

або (4.2)

l_кр = (D/n – (Σb_бр + Σb_ц.бр))/2

де D – розмір шахтного поля за простяганням, м; n – кількість панелей у шахтному полі за простяганням; Σ_ц1 – сумарна ширина усіх бремсбергів панелі і ціликів для їх охорони; Σb_бр – ширина трьох бремсбергів; Σb_ц.бр – сумарна ширина ціликів, розміри яких приймають: між капітальними і панельними бремсбергами – не менше 30 м; між бремсбергом і розрізною піччу – не менше 40 м. Для дільничих бремсберга і хідника мінімальні розміри цілика становить 20 м.

Рис. 4.10. Панельна схема підготовки пласта. 1, 2 – головний і допоміжний стовбури; 3, 4 – головні штреки: вентиляційний і транспортний; 5, 6, 7 – панельні бремзберги: конвеєрний, людський, допоміжний; 8, 9 – ярусні штреки: транспортний і вентиляційний; 10, 11, 12 - панельні похили: конвеєрний, людський, допоміжний; 13 – обхідна виробка; 14 – вентиляційний стовбур; 15 – лебідочні камери; 16 – заїзди з пластової на польові виробки.

Для зображеної на рисунку 4.10 схеми підготовки кількість ярусів у шахтному полі за падінням пласта становить:

n_я = (L_ш - Σb_ц.г.ш.) /L_я , (4.3)

де L_ш –розмір шахтного поля за падінням; Σb_ц.г.ш – сумарна ширина головних штреків і ціликів для їх охорони, м.

Приклад 1. Визначити розміри ярусу, розміри бремсбергової частини шахтного поля та кількість ярусів за падінням пласта для прийнятого варіантом стовпової системи розробки з проведенням вентиляційного штреку вприсічку до погашеного транспортного штреку верхнього ярусу, якщо довжина лави l_л = 200 м, розмір шахтного поля за падінням L_ш =2200, за простяганням D = 6000 м. Цей варіант системи розробки зображено у правій панелі на рис. 4.10 та на рис. 2.5, а.

Рішення:

Для заданих умов доцільно прийняти панельну підготовку шахтного поля (рис. 4.10), кількість панелей за простяганням n = 2. Сумарну ширину ярусних штреків і ярусних ціликів, яка припадає на один ярус, та розміри ярусу за падінням визначаємо з формули (4.1):

Σb_яш = 5 + 4 =9м, Σb_яц = 2 м,

L_я = 200 + 9 + 2 = 211 м.

Ширину головних штреків приймаємо 5·2 = 10 м, ширину ціликів для їх охорони з боку виймальних стовпів – по 40 м, між ними – 30 м, тобто разом ширина ціликів становитиме 40·2 + 30 = 110 м. Тоді Σb_цг.ш. =10 +110 = 120 м. З формули (4.3) отримуємо:

n_я = (2200 -120) /211 = 9,86 яруса.

У даному випадку можливі два підваріанти рішення:

– перший – приймаємо 10 ярусів з розміром ярусу чи поверху за падінням L_я = (2200 -120)/10 =208 м. Довжина лави з формули (4.1) становитиме l_л =208 – 9 – 2 = 197 м;

– другий – приймаємо 9 ярусів по 211м, а останній буде коротшим – 197 м з лавою довжиною l_{л =} 186 м.

Зупиняємося на першому варіанті: l_л =197 м, n_я = 10 × 5 ярусів у підваріанті бремсберговій і похиловій частинах шахтного поля, розмір яких становитиме L_бр = L_пох = 2200/2 = 1100 м. Міжпанельна смуга шириною Σb_ц.г.ш.= 120 м праворуч і ліворуч від головних штреків виймається на початку виймання похилової частини шахтного поля.

Для варіанту (див. ліву панель рис. 4.10) з повторним використанням одного із штреків будемо мати:

Σb_яш = 5 м., Σb_яц = 0 м.,

L_я = 200 + 5 = 205 м.

n_я = (2200 -120) /205 = 10,1 ярусів. Тобто можна прийняти 10 ярусів по 205 м., а ширину міжпанельної смуги збільшити з 120 до 150 м.

Для поверхової і погоризонтної схем підготовки методика визначення параметрів підготовки шахтного поля аналогічна.

Основними параметрами розкриття є глибина головного і допоміжного стовбурів, в т. ч. до окремих горизонтів (Н_с.г.), глибина вентиляційних, блокових стовбурів, довжини капітальних, поверхових і ярусних квершлагів (l_кв), гезенків. На рисунку 4.11 наведені основні параметри розкриття двох пластів для поверхової та панельної підготовки шахтного поля.

Вихідними даними для конструювання схем розкриття є глибина залягання пласта Н₀ (верхня межа шахтного поля), відстннь між пластами h_1, кут падіння пласта α, та розміри бремсбергової і похилової частин шахтного поля, отриманих у попередньому прикладі.

Необхідні параметри розкриття визначаються у наступному порядку:

– довжина капітальних квершлагів:

l_кв = h₁/sinα; (4.4)

– відстань між рівнями капітальних вентиляційного та головного квершлагів:

h_б = L_бр sinα; (4.5)

– глибина головного і допоміжного стовбурів до головного горизонту:

Н_с.г. = Н₀ + h_б. (4.6)

Рис. 4.11. Параметри розкриття двох полого падаючих пластів. 1, 2, 3 – головний, допоміжний та вентиляційний стовбури; 4, 5 – вентиляційний та капітальний відкотний квершлаги; 6 – бремсберги (панельні або поверхові); 7 – похили (панельні або поверхові).

Приклад 2. Визначити довжину капітальних квершлагів, глибину головного і допоміжного стовбурів до головного горизонту для умов попереднього прикладу, якщо Н₀ = 500 м, h₁ = 100 м, α = 15º.

Рішення:

Довжину капітальних квершлагів визначаємо з формули (4.4):

l_кв = h₁/sinα = 100/sin15º = 100/0,2588 = 386,4 м.

Відстань між рівнями капітальних стовбурів до головного горизонту вентиляційного і головного квершлагів визначаємо з формул (4.5) та (4.6):

h_б = L_бр sinα =1100· sin15º = 284,7 м;

Н_с.г. = Н₀ + h_б = 500 + 284,7 = 784,7 м.