Новые технологические решения по вскрытию, подготовке и отработке угольных месторождений Кузбасса

М Г Г У 

м о с к о в с к и й 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 
ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 

РЕДАКЦИОННЫЙ 

С О В Е Т 

Председатель 

Л.А. 
ПУЧКОВ 

Зам. председателя 

Л.Х. 
ГИТИС 

Члены 
редсовета 

И.В. 
ДЕМЕНТЬЕВ 

A. 
П.ДМИТРИЕВ 

Б.А. 
КАРТОЗИЯ 

В.В. 
КУРЕХИН 

М.В. 
КУРЛЕНЯ 

В.И. 
ОСИПОВ 

э.м. 
СОКОЛОВ 

К.Н. 
ТРУБЕЦКОЙ 

В.В. 
ХРОНИН 

B. А. 
ЧАНТУРИЯ 

Е.И. 
ШЕМЯКИН 

ИЗДАТЕЛЬСТВО 
МОСКОВСКОГО 
ГОСУДАРСТВЕННОГО 
ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА 

ректор 
МГГУ, 
чл.-корр. 
РАН 

директор 
Издательства 
МГГУ 

академик 
РАЕН 

академик 
РАЕН 

академик 
РАЕН 

академик 
РАЕН 

академик 
РАН 

академик 
РАН 

академик 
МАН 
ВШ 

академик 
РАН 

профессор 

академик 
РАН 

академик 
РАН 

О.В. М И Х Е Е В 

£ 
В.В. Н Е К Р А С О В 

3 
М . П . П О П К О В 

X 
о. 
о 

ь 
Н О В Ы Е 
2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ 

ПО ВСКРЫТИЮ, 

1 
ПОДГОТОВКЕ И ОТРАБОТКЕ 

2 
УГОЛЬНЫХ 

МЕСТОРОЖДЕНИЙ 

КУЗБАССА 

2-е издание, 
стереотипное 

МОСКВА 

ИЗДАТЕЛЬСТВО московского 
ГОСУДАРСТВЕННОГО Г О Р Н О Г О УНИВЕРСИТЕТА 

2 0 0 2 

М и х е е в О.В., Н е к р а с о в В.В., П о п к о в М . П . Н о в ы е технологические решения по в с к р ы т и ю , подготовке и о т р а б о т к е угольных месторождений Кузбасса. — 2-е изд., стер. — М.: И з д а тельство М о с к о в с к о г о государственного г о р н о г о университета, 
2002. — 148 с. ISBN 5-7418-0227-3 

В практике горного дела укоренилось мнение, что погоризонтная схема 
вскрытия и подготовки месторождений полезных ископаемых является единственно приемлемой и возможной. Проведенный анализ прогрессивных способов вскрытия, подготовки и систем разработки, а также горно-геологических условий Кузнецкого бассейна показывает, что на многих месторождениях для разработки верхней части запасов можно применить безгоризонтные схемы вскрытия и подготовки. В предлагаемой работе описаны новые 
схемы вскрытия, подготовки и системы разработки пологих и наклонных 
пластов полезных ископаемых, которые могут быть использованы при освоении новых угольных районов Кузбасса и в аналогичных условиях. 

Для научных работников и инженеров горных специальностей. 

ISBN 5-7418-0227-3 
© О.В. Михеев, В.В. Некрасов, 

М . П . П о п к о в , 1993, 2002 

© Издательство М Г Г У , 1993, 2002 

СОДЕРЖАНИЕ 

ГЛАВА 1. Разработка эффективных технологических схем 
вскрытия, 
подготовки 
участков 
месторождений, 
рекомендуемых 
к 
разработке 
на 
шахтах 
концерна 
"Кузнецкуголь" 
8 

1.1. Общие сведения 
8 

1.2. Новые схемы вскрытия, подготовки и разработки 
пологих и наклонных пластов полезных ископаемых . . 
9 

1.3. Особеннолсти разработки уклонных полей 
23 

1.4. 
Способы 
разработки 
месторождений 
полезных 
ископаемых, залегающих в виде брахисинклинали с 
выходами полоогих и наклонных пластов под наносы . 
31 

1.5. 
Обоснование 
необходимости 
создания 
новых 
технологических схем 
35 

1.5.1. Технологические схемы вскрытия, подготовки и 
систем 
разработки, 
рекомендуемые 
для 
отработки 
угольных пластов Брунаковского месторождения 
36 

ГЛАВА 2. Разработка эффективных технологических схем 
отработки 
запасов 
участков 
месторождений 
с 
резко 
изменяющимися элементами залегания и траекториями 
очистного забоя 
56 

2.1. Технологическая схема вскрытия центральными 
наклонными и фланговыми стволами, соединенными 
подготовительными 
выработками 
на 
контакте 
угольного 
пласта 
и 
наносов 
по 
периметру 
брахисинклинали 
56 

5 

2.2. 
Технологическая 
схема 
вскрытия 
наклонными 
центральными 
(вдоль 
продольной 
оси 
брахисинклинали) 
и фланговыми (вдоль поперечной 
оси 
брахисинклинали) 
стволами, 
проводимых 
до 
пересечения в центре мульды 

2.3. 
Технологическая 
схема 
вскрытия 
наклонными 
центральными и фланговыми стволами, проводимыми 
до границы мульдовой части брахисинклинали 

2.4. 
Технологическая 
схема 
вскрытия 
наклонными 
центральными 
(вдоль 
продольной 
оси 
брахисинклинали) и фланговыми (вдоль поперечной 
оси) стволами, проводимыми до границы мульдовой 
части брахисинклинали 

2.5. 
Технологическая 
схема 
вскрытия 
наклонными 
центральными 
стволами 
(вдоль 
продольной 
оси 
брахисинклинали), 
проводимыми 
до 
границы 
мульдовой части брахисинклинали 

2.6. 
Технологическая 
схема 
вскрытия 
наклонными 
стволами из открытой горной выработки с разделением 
блока на сектора 

2.7. 
Технологическая 
схема 
вскрытия 
наклонными 
фланговыми (вдоль поперечной оси брахисинклинали) 
и погашаемыми в процессе отработки центральными 
(проводимыми вдоль продольной оси) стволами 

2.8. 
Технологическая 
схема 
вскрытия 
наклонными 
центральными 
фланговыми стволами 
запасов 
выше 
мульдовой части в восходящем порядке 

2.9. Технологическая схема отработки пологих пластов 
из открытой горной выработки 

СОДЕРЖАНИЕ 

2.10. Технологическая схема вскрытия, подготовки и 
отработки пластов, осложненных нарушениями 
94 

2.11. Технологическая схема вскрытия, подготовки и 
отработки вситы пластов открыто-подземным способом 
98 

2.12. 
Технологическая 
схема 
разработки 
мощных 
пологих 
пластов 
полезного 
ископаемого 
с 
труднообрушаемыми породами кровли 
107 

2.13. 
Технологическая 
схема 
разработки 
пожароопасных угольных пластов 
112 

2.14. Технологическая схема отработки шахтных полей 
большой протяженности 
116 

2.15. 
Технологическая 
схема 
разработка 
шахтных 
полей длинными столбами по падению 
122 

2.16. 
Технологическая 
схема 
гидромеханической 
разработки пологих и наклонных угольных 
пластов 
столбами по падеию (вариант 1) 
132 

2.17. 
Технологическая 
схема 
гидромеханической 
разработки пологих и наклонных пластов столбами по 
падению (вариант2) 
138 

Список литературы 
146 

7 

Глава 1. РАЗРАБОТКА 
ЭФФЕКТИВНЫХ 
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ 
СХЕМ 
ВСКРЫТИЯ, 
ПОДГОТОВКИ 
УЧАСТКОВ 
МЕСТОРОЖДЕНИЙ 
, РЕКОМЕНДУЕМЫХ 
К 
РАЗРАБОТКЕ 
НА ШАХТАХ 
КОНЦЕРНА 
"КУЗНЕЦКУГОЛЬ" 

1.1. Общие сведения. 
В 
практике 
горного 
дела 
укоренилось 
мнение, 
что 
погоризонтная 
схема 
вскрытия 
и 
подготовки 
месторождений 
полезных 
ископаемых 
является 
единственно 
приемлемой 
и 
возможной. Однако, разнообразие горно-геологических 
условий 
месторождений полезных ископаемых и накопленный опыт их 
подземной разработки ставит под сомнение вопрос экономической 
целесообразности применения в ряде случаев горизонтного способа 
вскрытия. Есть такие месторождения, где подобные схемы вскрытия 
шахтных полей на первом этапе их разработки будут снижать 
технико-экономические показатели. При этом следует отметить, 
что 
на 
строительство 
традиционных 
шахт 
производственной 
мощностью 2,5-3,0 млн. тонн угля в год уходит не менее 10-12 лет, 
стоимость которых достигает 100 млн. руб. и более, а удельные 
капитальные затраты на тонну готовой добычи превышают 
50 
рублей. 

Недостатками 
традиционных 
схем вскрытия 
являются: 

• длительный и многоступенчатый путь 
транспортирования 
полезного ископаемого из очистного забоя до погрузочного 
пункта на поверхности; 

• большая протяженность поддерживаемых горных выработок 
как капитального, так 
и эксплуатационного 
назначения, 
достигающая на отдельных шахтах до 150 км; 

• значительные 
утечки 
воздуха 
и высокие депрессии 
при 
прохождении 
воздухом 
длинного 
пути 
от 
главных 
возду холодающих 
выработок 
до 
очистных 
и 
подготовительных забоев; 

8 

РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНЫХ 
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ВСКРЫТИЯ... 

• сложность доставки оборудования и людей до места работы и 
обратно; 

• низкая эффективность капитальных затрат на сооружение 
выработок и длительные сроки их окупаемости; 

Проведенный 
анализ 
прогрессивных 
способов 
вскрытия, 
подготовки и систем разработки, а также 
горно-геологических 
условий 
Кузнецкого 
бассейна 
показывает, 
что 
на 
многих 
месторождениях для разработки верхней части запасов 
можно 
применить 
бсзгоризонтные 
схемы 
вскрытия 
и 
подготовки. 
Использование таких схем, прежде всего, обусловлено возросшими 
возможностями транспортирования полезного ископаемого на базе 
полной конвейеризации, а также созданием мощных машин для 
доставки 
материалов, 
оборудования 
и 
людей 
по 
наклонным 
выработкам. 

В предлагаемой 
работе описаны новые схемы 
вскрытия, 
подготовки и системы разработки пологих и наклонных пластов 
полезных 
ископаемых, которые могут быть использованы 
при 
освоении новых угольных районов Кузбасса и в аналогичных 
условиях. 
Район 
имеет 
благоприятные 
горно-геологические 
условия: залегание пластов почти везде спокойное с углом падения 
8-25°, более 50% пластов имеют мощность от 1,2 до 2,5 м. Все эти 
факторы позволяют применить для разработки месторождений до 
гор. ±0,0 м, глубиной до 350 м схему вскрытия с использованием 
передвижного модульоного оборудования из легких металлических 
конструкций для оснащения участковых и блочных промплощадок. 

1.2. Новые схемы вскрытия, подготовки и разработки свиты 
пологих и наклонных пластов полезных ископаемых. 
Вскрытие угольных месторождений на пластах или свитах 
пластов, выходящих под наносы, может быть осуществлено по 
различными схемам. Общим для всех вариантов вертикальных схем 
вскрытия является то, что шахтные поля, состоящие из группы 
пластов, подлежащих разработке, делятся на блоки, в каждом из 
которых 
проводятся 
наклонные 
или 
вертикальные 
стволы, 
использующиеся для подачи свежего воздуха, выдачи 
породы, 
спуска, (подъема) материалов, оборудования и людей. На границе 

9 

выхода пластов под наносы проводится общий для всех пластов 
квершлаг [1 ] (рис. 1.1а), в котором устанавливается конвейер. При 
спокойном рельефе квершлаг не проводится, а сборная конвейерная 
линия для всего шахтного поля устанавливается в галерее [21, (рис. 
1.16), смонтированной на поверхности и обогреваемой в зимнее 

Рис. I I . Схема вскрытия шахтных полей при разработке свиты пологих и 
наклонных пластов полезных ископаемых. 
1,2- соответственно вертикальный и наклонный (путевой) стволы; 
3 - магистральный конвейерный квершлаг, расположенный на границе выхода 
пластов под наносы; 4, 5 - центральные уклоны, соответственно конвейерный и 
вспомогательный; 6 - подготовительные выработки; 7 - блочный квешлаг; 
8 - угольные склады шахтаучастков; 9 - незаменная галереи; 10 - наклонный 
конвейерный ствол: I I - экранизирующий ствол; \ I, 13 - соответственно 
конвейерный и вентиляционный квершлаги; ЦПП - цс тральная промышленная 

площадка. 

10