Оценка сложности геологического строения шахтного поля

Тектоническое строение поля шахты простое. Падение пластов на северо-восточном крыле в основном не превышает 450, а к оси складки постепенно выполаживается до 00. Небольшое распространение имеют мелкие нарушения с амплитудой от 0,10 до 2 м.

На основании классификации разрывных нарушений, принятой ВНИМИ встреченные нарушения по типу относятся к сбросам, надвигам и реже к подвигам.

Что касается пликативной нарушенности, то до настоящего времени на шахтном поле не встречено ни одного участка, где бы она оказала существенное влияние на ведение горных работ. Следует лишь обратить внимание на изменение гипсометрии пластов в центральной части шахтного поля. Здесь, по данным разведочных работ, отмечен сравнительно резкий переход от пологого залегания пластов до полого-наклонного. В результате этого в разрезе намечается появление флексурообразной складки. Это нарушение может оказать влияние только при проходке подготовительных выработок (квершлагов), так как неожиданная встреча пластов может привести к загазированию выработок. На остальной площади шахтного поля гипсометрия пластов спокойная, переход от наклонного падения к пологому происходит постепенно. Исключением являются зоны тектонических разрывных нарушений, где изогипсы пластов смещены, в зависимости от амплитуды нарушений.

По классификации ГКЗ основная часть объединенного шахтного поля относится к первой группе сложности тектонического строения, а на участках интенсивного проявления разрывных нарушений – ко второй группе.

 

Попутные полезные ископаемые и полезные компоненты

Изучение на разных стадиях разведки Чертинского месторождения содержания в углях редких и рассеянных элементов, цветных и благородных металлов, выделяемых под условным названием «малых» элементов показало, что их концентрация в границах рассматриваемого участка в большинстве случаев не превышает фоновых величин и не представляет промышленного интереса.

Добыча строительных материалов, имеющихся на отдельных участках шахтного поля не входит в сферу деятельности шахты «Чертинская-Коксовая».

 

Границы шахтного поля

Настоящим проектом рассматриваются вопросы целесообразности отработки благоприятных запасов пластов 4 и 5 Чертинской брахисинклинали, расположенных на полях шахты «Чертинская-Коксовая».

На начало проектирования перечисленные шахта «Чертинская-Коксовая» имеет горные отводы в следующих границах:

- на юго-востоке – барьерный целик с ликвидированной шахтой «Новая»;

- на северо-востоке – выход почвы пласта 5 под наносы;

- на северо-западе – выход почвы пласта 6 под наносы;

- на северо-западе – барьерный целик с ликвидированной шахтой «Западная» в районе Улусской р.л.;

По глубине:

- на северо-востоке – по почве пласта 5 от выхода его под наносы до замыкания пласта в оси Чертинской брахисинклинали;

- на юго-западе – от оси Чертинской брахисинклинали по почве пласта 6 до выхода его под наносы.



В указанных границах участка располагаются 5 пластов с балансовыми запасами - от 2 по 6 (на юго-западном участке шахтного поля) включительно.

Размеры шахтного поля по простиранию достигают 9,0 км, вкрест простиранию – 3,6 км, площадь шахтного поля - около 21,4 км2.

 

Запасы шахтного поля

Балансовые запасы

Расчет балансовых запасов в границах объединенного шахтного поля производился на основании следующих материалов:

- запасы, состоящие на балансе ООО шахта «Чертинская-Коксовая» на 01.01.2003 г. - по учетной форме № 2 движения запасов ООО шахта «Чертинская-Коксовая»»;

- запасы в границах поля шахты «Западная» – по данным проекта ликвидации АООТ шахта «Западная», по состоянию на момент ликвидации предприятия (01.07.1998 г).

Кроме этого, в балансовые запасы объединенного шахтного поля включены (по данным геологической службы ООО шахта «Чертинская-Коксовая») ранее списанные запасы целика под промплощадку шахты «Западная» и запасы барьерного целика между шахтами «Чертинская-Коксовая» и «Западная», а также ранее списанные на отдельных участках пластов 4 и 5 запасы шахты Четринская-Коксовая», вовлекаемые в отработку в рамках настоящего проекта.

Общее количество балансовых запасов в границах объединенного шахтного поля по пяти пластам (2, 3, 4, 5 и 6) составляет 50551 тыс. т.

В границах объединенного шахтного поля на трех пластах числится 6048 тыс.т. забалансовых запасов: пласт 3а – 4561 тыс.т., пласт 3б – 374 тыс.т., пласт 6 – 1113 тыс.т.

К отработке настоящим проектом принято 42246 тыс. т. балансовых запасов на трех разрабатываемых пластах – 3, 4 и 5.

 

Промышленные запасы

Промышленные запасы определены путем исключения из балансовых запасов проектных общешахтных и эксплуатационных потерь, а также нецелесообразных к отработке запасов и запасов, находящихся в зонах влияния крупных нарушений.

Расчет всех видов потерь и недорабатываемых запасов выполнен в соответствии с положениями «Инструкции по нормированию и планированию потерь угля в недрах на шахтах ОАО Компания «Кузбассуголь»», 2001 г.

В общешахтные потери отнесены запасы барьерного целика между шахтой «Чертинская-Коксовая» и ликвидированной шахты «Западная» по пласту 3, запасы целика осевого уклона № 2 и западного полевого штрека.

К нецелесообразным к отработке отнесены:

- по пластам 3 и 5 – участки запасов сложной конфигурации и с углами падения пластов более 30-35 градусов, при которых применение принятой в проекте технологии выемки невозможно или крайне неэффективно;

- по пласту 4 – участки запасов сложной конфигурации и находящиеся в зонах повышенного горного давления.

К нецелесообразным к отработке по пласту 5 отнесены также запасы подготовленных лав № 513 на поле ликвидированной шахты «Западная» и № 551 – на поле шахты «Чертинская-Коксовая» по следующим причинам.

По сведениям, полученным от специалистов ликвидированной шахты «Западная», лава № 513 в свое время была подготовлена к очистной выемке: - пройдены все необходимые подготовительные выработки, в монтажной камере установлены секции крепи комплекса КМ 700/800, по конвейерному штреку смонтирован став ленточного конвейера. Однако, в связи с ликвидацией шахты, отработка запасов лавы не производилась. Секции крепи из монтажной камеры, конвейерный став и часть арочного крепления по конвейерному штреку демонтированы и перевезены на шахту «Чертинская-Коксовая» для собственных нужд. При демонтаже оборудования меры по обеспечению сохранности выработок лавы № 513 не предпринимались. В результате этого и последующего затопления выработок лавы к настоящему времени можно прогнозировать их весьма неудовлетворительное состояние. Весьма вероятно наличие в них многочисленных вывалов со значительным ослаблением законтурного массива горных пород, наличие в них воды и их гидравлическая связь с ранее отработанными пространствами выемочных столбов пласта 5 не позволит безопасно отработать запасы лавы с пересечением существующих выработок.

На основании изложенного настоящим проектом запасы лавы № 513 предлагаются к последующему списанию.

Запасы лавы № 551 оконтурены подготовительными выработками, пройденными в 1992-1995 годах, состояние которых к настоящему времени крайне неудовлетворительное. Особенно плохое состояние вентиляционного штрека № 551 на участке влияния очистных работ лавы № 539 из-за чего в 1994 году был пройден вентиляционный штрек № 551 бис, который также находится в неудовлетворительном состоянии в настоящее время. Восстановление подготовительных выработок лавы № 551 крайне трудоемко, небезопасно и экономически нецелесообразно в связи с незначительными запасами угля в контуре лавы. Переподготовка лавы также экономически нецелесообразна.

Кроме этого, к нецелесообразным к отработке запасам отнесены изолированные участки пластов неправильной формы у юго-восточной границы шахтного поля, где невозможно обеспечить безопасную отработку данных запасов.

К потерям в зоне влияния крупных геологических нарушений отнесены запасы восточной части лав №№ 347, 349 и 351, где в результате проведения подготовительных выработок достоверно выявлены многочисленные разрывные нарушения с амплитудами, превышающими рабочую мощность пласта, делающими невозможным очистную выемку.

К эксплуатационным отнесены потери по площади в так называемых «клиньях» - мелких участках неправильной формы, обусловленных диагональным расположением монтажных и демонтажных камер при системе разработки длинными столбами, а также в межлавных целиках. В связи с планируемой отработкой запасов пластов на полную мощность, потери по мощности отсутствуют.

Проектные нормативные потери составляют: - по пласту 3 – 47,8%, по пласту 4 – 14,2%, по пласту 5 – 32,8%. Высокий уровень потерь по пластам 3 и 5 объясняется фактом доработки их запасов, когда удельный уровень потерь по отношению к небольшому количеству промышленных запасов естественно выше, чем на пластах, где отработка запасов не производилась. Это подтверждается данными уровня потерь по пласту 4.

С учетом вышесказанного промышленные запасы угля по чистым угольным пачкам по объединенному шахтному полю составят 30820 тыс. т или 73% от балансовых запасов.

Для расчета промышленных запасов по горной массе определены уровни засорения чистого угля в процессе отработки запасов.

Засорение определялось в соответствии с требованиями «Методики расчета норм показателей качества углей и продуктов их переработки» по трем факторам:

- засорение от внутрипластовых породных прослоев;

- засорение от вмещающих пород кровли и почвы пласта при производстве очистной выемки угля;

- засорение от присечки пород кровли и почвы при проходке подготовительных выработок в связи с невозможностью ведения селективной выемки угля и породы и раздельного транспортирования их на поверхность.

Уровень засорения по намеченным к отработке пластам составляет от 4,9 до 19,9% по разным позициям.

С учетом засорения промышленные запасы по горной массе составят 39400тыс.т.


 

2 Вскрытие и подготовка шахтного поля

Вскрытие шахтного поля

В настоящее время шахта «Чертинская-Коксовая» имеет два вскрытых рабочих горизонта.

Основной рабочий (откаточный) горизонт шахты (гор. -150м) вскрыт четырьмя вертикальными стволами: скиповым, центральным вентиляционным, восточным вентиляционным №1 и осевым.

Скиповой ствол диаметром в свету 6,0 м пройден до горизонта –150 м, оборудован двумя скипами грузоподъемностью 9,0 т и двумя – грузоподъемностью 6,0 т и предназначен для выдачи угля. Армировка ствола металлическая, крепление - бетонное. Через скиповой ствол выдается исходящая струя воздуха из электровозного депо и склада ВМ горизонта –150 м.

Центральный вентиляционный ствол диаметром в свету 6,5 м пройден до горизонта –150 м, оборудован двумя одноэтажными клетями на 3-х тонную вагонетку с глухим кузовом и предназначен для спуска-подъема людей, материалов и оборудования. Ствол используется для выдачи породы и подачи свежего воздуха в шахту. Армировка ствола – металлическая, крепление – бетонное. В стволе размещены лестничное и трубно-кабельное отделения.

Восточный вентиляционный ствол №1 пройден до горизонта –150 м. Крепление ствола бетонное, оборудован 2-х клетевым подъемом. Диаметр ствола в свету 6,0 м. Назначение ствола – выдача исходящей струи воздуха с горизонта –150 м. В стволе размещены лестничное и трубное отделения.

Осевой вентиляционный ствол диаметром в свету 6,0 м пройден до нижней границы шахтного поля (почвы пласта 6). Крепление ствола – бетон. В стволе оборудованы лестничное и трубное отделения. Сопряжения ствола с горизонтами выполнены на отметках –143,7 м; -227,3 м; -283,3 м; -371 м; -405 м. Ствол оборудован клетевым подъемом – клеть с противовесом. Армировка ствола металлическая. Назначение ствола – подача в шахту свежего воздуха.

Вентиляционный горизонт +50м вскрыт вертикальными клетевым и вентиляционным стволом № 2, а также наклонным стволом № 1, пройденным по пласту 6 и шурфом № 2 пласта 2.

Клетевой ствол диаметром в свету 6,5м с металлической армировкой и бетонным креплением, оснащен двумя одноэтажными клетями на 3-х тонную вагонетку с глухим кузовом. В стволе размещены лестничное и трубное отделения. Ствол используется для подачи свежего воздуха в шахту, спуска и подъема людей, материалов и оборудования.

Околоствольный двор центральных стволов горизонта –150 м петлевого типа пройден диагонально простиранию пластов и состоит из 5 ветвей: двух скиповых, двух клетевых и обгонной. В пределах околоствольного двора размещается склад ВМ, электровозное депо, насосная камера главного водоотлива с водосборниками, центральная подземная электроподстанция, две угольные разгрузочные ямы, медпункт, камера диспетчера, камера лебедки БЛ-1200 для чистки зумпфа скипового ствола, посадочная площадка, депо противопожарного поезда. Материал крепи выработок и камер околоствольного двора – бетон. Околоствольный двор горизонта –150 м предназначен для приема и обработки специализированных составов с углем, породой, а также материалами и оборудованием. Поступление грузов в околоствольный двор осуществляется с главного квершлага.

Околоствольный двор горизонта –150 м у осевого вентиляционного ствола петлевого типа и пройден вкрест простиранию пластов, состоит из двух ветвей. Тип крепи околоствольного двора – металлическая арка, бетон и ж/б тюбинги.

Околоствольный двор горизонта –405 м у осевого вентиляционного ствола пройден по простиранию пластов, состоит из двух ветвей. Околоствольный двор закреплен бетоном и металлом. В пределах околоствольного двора размещаются насосная камера с водосборниками, камера ЦПП.

На горизонте +50м, у центральных стволов, пройдены околоствольный двор петлевого типа, состоящий из четырех параллельных ветвей и главный квершлаг.

Горизонтальное вскрытие горизонта –150м осуществлено главным квершлагом, пройденным от околоствольного двора. Продолжением главного квершлага является блочный квершлаг №2, пройденный до осевого вентиляционного ствола.

С главного квершлага пройдены западный и восточный полевые штреки №1. С блочного квершлага №2 в кровле пласта 2 пройден западный полевой штрек №2. Западные полевые штреки №1 и №2 соединены блочным квершлагом №3, вскрывающим пласты 2, 3, 4 и 5 в западном крыле шахтного поля. Параллельно блочному квершлагу №3 пройден западный вентиляционный квершлаг №3. С восточного полевого штрека №1 пройден путевой квершлаг №1, восточный путевой квершлаг №1, вскрывающий пласт 2 и блочный квершлаг №1, вскрывающий пласты 3, 4 и 5.

С главного квершлага горизонта +50м в почве пласта 6 пройдены западный и восточный полевые штреки. С полевых штреков пройдены вентиляционные квершлаги № 1, 2 и 3, которые находятся в створе с блочными квершлагами гор. -150м.

Блочными квершлагами №1, 2 и 3 шахтное поле делится на четыре выемочных поля, сориентированные с северо-востока на юго-запад.

По каждому из разрабатываемых пластов в створе с блочными квершлагами пройдены основные подготовительные выработки. Подготовка запасов пластов, расположенных выше горизонта –150 м выполнена блочными бремсбергами (путевыми, вентиляционными и конвейерными), пройденными между горизонтами +50м и –150м.

Запасы пластов ниже горизонта –150м подготовлены блочными уклонами (также путевыми, вентиляционными и конвейерными), пройденными до нижней границы ведения горных работ на конкретном разрабатываемом пласте.

Назначение основных подготовительных выработок (бремсбергов и уклонов) определяется их наименованием.

К настоящему времени на шахте «Чертинская-Коксовая» сложился следующий порядок отработки запасов выемочных полей по разрабатываемым пластам.

Выше границы зоны выбросоопасности запасы западного крыла шахтного поля отрабатывались на основные подготовительные выработки квершлага №3 встречными забоями, запасы восточного крыла – на соответствующие блочные квершлаги в направлении с востока на запад.

Ниже границы зоны выбросоопасности запасы выемочных полей отрабатываются на соответствующие уклоны блочных квершлагов, исключая встречное подвигание очистных забоев.

Вскрытие и подготовка поля ликвидированной шахты «Западная», запасы которой настоящим проектом планируются для отработки шахтой «Чертинская-Коксовая» выполнено следующим образом.

Вертикальное вскрытие шахтного поля к моменту начала ликвидационных работ было произведено тремя вертикальными стволами: скиповым и клетевым, пройденными до гор. ±0м и западным вентиляционным стволом, пройденным в 3 км от основной промплощадки до пласта 3 (отм. +64,6м), который первоначально предназначался для выдачи исходящей струи воздуха из горных работ пластов 2 и 3. В свое время, в связи с полной отработкой запасов указанных пластов, западный ствол свое значение утратил и был законсервирован.

Скиповой ствол предназначался для выдачи с гор. ±0м угля и породы от проходки выработок. Ствол имел круглое сечение с диаметром в свету 5,5м. Крепление ствола бетонное и сборное железобетонное (тюбингами) с металлической армировкой. Ствол был оборудован двумя шеститонными скипами для выдачи угля и породным опрокидным скипом грузоподъемностью 5,5 т с противовесом.

Клетевой ствол предназначался для выполнения всех вспомогательных операций: спуска-подъема людей, материалов и оборудования, для подачи в шахту свежего воздуха. Сечение ствола круглое, диаметром в свету 7,0м. Крепление ствола аналогично креплению скипового ствола. В стволе размещались две одноэтажные клети, рассчитанные на трехтонные глухие шахтные вагонетки, а также ходовое и трубное отделения.

Стволы пройдены с основной промплощадки, расположенной практически в створе с блочным квершлагом №3 шахты «Чертинская-Коксовая» вблизи оси Чертинской брахисинклинали.

На рабочем горизонте ±0м пройдены выработки околоствольного двора – угольная, породная, клетевая и обгонная ветви, камеры противопожарного поезда, диспетчерская и насосная камера, а также водосборники.

Схема подготовки шахтного поля - полевая.

От выработок околоствольного двора пройден главный квершлаг от которого до границ шахтного поля в лежачем боку пласта 6 проходит полевой штрек №2 (запад и восток).

С полевого штрека через каждые 600-1000 метров блоковыми квершлагами вскрыты, отработанные в начальные годы работы шахты, крутые части пластов. Пологие участки пластов 2, 3 и 4 вскрыты конвейерными и путевыми бремсбергами - выше рабочего горизонта ±0м или уклонами - ниже горизонта ±0м, пройденными с коренных штреков пластов 2 и 3. Пологая часть пласта 5 вскрыта конвейерным и вентиляционным уклонами, пройденными с полевого штрека пласта 3. Для обеспечения горных работ пластов 4 и 5 запасными выходами и выработками для выдачи исходящей струи воздуха по пласту 5 пройдены три бремсберга: конвейерный, путевой и западный фланговый.

В настоящее время, в связи с ликвидацией в 1998 году шахты «Западная» все вскрывающие и основные подготовительные выработки, имеющие выхода на поверхность, за исключением клетевого ствола, ликвидированы в соответствии с разработанной ОАО «Кузбассгипрошахт» проектной документацией.

В связи с ликвидацией вскрывающих выработок шахты «Западная» достоверная информация о состоянии остальных горных выработок отсутствует.

Клетевой ствол в настоящее время используется для поддержания уровня затопления выработок и отработанных пространств шахты «Западной» на отметке +20,0 м. Для этой цели в нем смонтированы погружные насосы, напорные трубопроводы и необходимая аппаратура КиП и автоматики.

 

Подготовка шахтного поля

На шахте принята панельная схема подготовки шахтного поля. Отработка бремсберговых и уклонных полей осуществляется прямым ходом от ствола к границам поля, а отработка лав - в обратном направлении к бремсбергам и уклонам.

Выемочные поля отрабатываются по бесцеликовой технологии.

Для отработки запасов на шахте принята система разработки длинными столбами по простиранию с полным обрушением кровли. Схема подготовки выемочного участка - оконтуривание выемочного столба конвейерным, вентиляционным штреками и монтажной камерой. Подготовительные выработки проходятся вдоль выработанного пространства с целиком 4,0 м. Для повторного использования выработки не сохраняются.

Форма сечения выработок, в основном, прямоугольная и трапециевидная, реже – арочная. Размеры сечения от 10,0 до 13,0 м2. Типы крепления: анкерная крепь с использованием сталеполимерных анкеров, смешанная с верхняком из спецпрофиля СВП и деревянными стойками или металлическая трехзвенная арочная крепь КМП А-3у.

Проведение подготовительно-нарезных выработок производиться с использованием проходческих комбайнов типа ГПКС, КП-21Д и КСП-33 различных модификаций.

Направление отработки запасов лав определяется местом расположения конкретного очистного забоя. Часть лав отрабатывается по простиранию, а лавы, расположенные вблизи оси Чертинской брахисинклинали – по падению или на восстание пласта.

Длина выемочного столба определяется расстоянием между основными панельными выработками (бремсбергами и уклонами) и составляет от 630 до 2600 м в зависимости от панели, где расположена лава и разрабатываемого пласта.

Принятая проектом длина лавы – 200 м. В отдельных случаях, для обеспечения полноты выемки и согласования проектной раскройки запасов с границами отработанных запасов пластов, допускается изменение длины лавы. Увеличенная по отношению к существующей длина лавы, за счет снижения удельного веса подготовительно-нарезных выработок, что позволяет более эффективно отрабатывать запасы панелей.

При подготовке материалов для выполнения данного работы взят проект Сибирского филиала ФГУП ВНИМИ, в котором разработаны рекомендации по отработке пластов 4 и 5 на поле шахты «Западная» Чертинской брахисинклинали шахтой «Чертинская-Коксовая», (Заключение №26 от 03.03.2003г.). В указанном «Заключении…» предлагаются два варианта подготовки и отработки выемочных столбов по пласту 5:

- вариант бесцеликовой схемы, при котором выемочный столб подготавливается спаренными выработками с оставлением между ними временного целика и последующим его погашением при отработке нижележащего выемочного столба. При этом конвейерный штрек сохраняется частично или на полное сечение и повторно используется для проветривания погашаемого целика угля;

- вариант подготовки выемочных столбов одинарными выработками погашением выработок за очистным забоем. Охрана вентиляционного штрека осуществляется при помощи саморазрушающегося целика угля.

Для саморазрушающихся целиков средний срок службы принят 3 года, их ширина рассчитывается по условию длительной прочности угля.

В связи с тем, что основные недоработанные запасы пласта 5 расположены в приосевой части пласта, где неизбежна отработка лав по падению или на восстание, основным вариантом подготовки лав для данного пласта принимается вариант бесцеликовой схемы, при котором выемочный столб подготавливается спаренными выработками с погашаемым временным целиком между ними и проведением вентиляционного или конвейерного штрека проектируемой к отработке лавы «в присечку».

Как способ унификации проектных решений подготовка выемочных столбов пласта 4 проектом принимается по аналогичной с запасами пласта 5 схеме.

Отработка оставшихся запасов пласта 3 производится по сложившейся на шахте схеме подготовки выемочных столбов.

Кардинальных изменений по параметрам подготовительно-нарезных выработок проектом не предусматривается. В части крепления выработок предусматривается увеличение доли анкерного крепления с использованием сталеполимерных анкеров и выбором параметров крепления с учетом положений разработанного «Заключения №26 от 03.03.2003г.».


 









Последнее изменение этой страницы: 2016-04-07; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su не принадлежат авторские права, размещенных материалов. Все права принадлежать их авторам. Обратная связь