Подземная разработка пластовых месторождений. Теоретические и методические основы проведения практических занятий

MOCIOICIII 
rOCYAAPCTIEHHWI 

fiPHЫI YHIBEPCITET 

РЕДАКЦИ011Ui 

HJДATEJI~CI'BO 

московского 

С О В Е Т 
ГОСУДАРСI'ВЕННОГО 

ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА 
~~ 

Председател• 

Л.А. ПУЧКОВ 
ректор МГГУ. 

чл.-корр. Р 
А. Н 

3luc. npгдceдtune.u 

л.х. гитис 
директор 

Издtиnиы"..а МГГУ 

ЧлеН61 редсtн~ета 

И. В. ДЕМЕНТЬЕВ 
tuuu)eJffllк Р 
А. ЕН 

А.П. ДМИТРИЕВ 
tuuu)e.мuк Р 
А.ЕН 

Б.А. КАРТОЗИН 
tuuu)e.мuк РА.ЕН 

В.В. КУРЕХИН 
tiКadeJIUIК РА.ЕН 

М.В.КУРЛЕНН 
акаdе.мик РА.Н 

В.И. ОСИПОВ 
tiКadeNIIK РА.Н 

э.м. соколов 
aкadeJffllк МА.НВШ 

К.Н. ТРУБЕЦКОЙ 
tiКadeJIUIК РА.Н 

В.В.ХРОНИН 
чофессор 

В.А. ЧАНТУРИН 
акаdе.мик РА.Н 

Е.И. ШЕМЯКИН 
акаdе.мик РА.Н 

ВЫСШЕЕ ГОРНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ 
1.1. MIIEEI 

ПDA3EMHAJI 
PA3PAiiDTIA 

ПJIACTOibiX 
MECTDPDIIEIII 

1. r. IITIAAII 
r.1. 1111111 
1. А. ATPYUIIEIIII 

nод редакцией 

членв-корреспондента 

РАН Л.А. ПУЧКОВА 

Издание emopoe, 

перерабоmенное 

и дополненное 

Рекомендовано Министерством образования 

Российской Федерации 

в качестве учебного пособия для подго~ки бакалавров технических наук, обучающихся по направлению •Горное дело» 

теорет•11еск•е 
• метоа•11еск•е 
ICHDI•I 

nр1веаен•• 

nракт•11ес••• 
31HITMI 

МОСКВА 

ИЭААТЕЛЬСТВО московскоrо 

ГОСУДАРСТВЕННОГО ГОРНОfО 

УНИВЕРСИТЕТА 

2 о о 1 

УДК [622.273:622.33](075.8) 

ББК 33.31173 

М69 

Федерат.вu проrрамма КIIIIJ"OII'JДIUIII• Россив 

Pe~~,г113D111Ut1: 
• 
Проф., докт. техн. наук ГА. Катков (кафедра разрабоТJСи месторождений полезных ископаемых МОСJСовского государствен
ного открытого университета). 
· 
• 
Кафедра разработки масrовых месторождений Сибирского государственного индустриального университета (эав. кафедрой 

проф., докт. техн. наук В. Н. Фр.1U1ов) 

Михеев О.В., 811ТК8J108 В.Г., K030110ii Г.И., Атруwкевич В.А. 

М 69 
Подземнu разрабоТJСа мастовых месторождений. Теоре
тические и методические основы проведени1 практических эаНIТИЙ: Учебное пособие. 2-е изд., перераб. и доп. 1 Под ред. 

Л.А. Пучкова.- М.: Издательсn~о Московского государствеиного горного университета, 2001. 487 с. 

ISBN 5-7418-0162-5 (в пер.) 

Рассмотрены горно-rсолоrические условия 38J1CПUIИJI угольных месторождений, свойства горных пород, Jапасы и стадНИ их отработки. 

И]Jiожены схемы вскрьггия, подготовки и системы разработки пластовых местороцений. Описаны основы организации н технические средства ведения подготовительных и очистных работ, И]JJOJICeнa оценка 

степени технолоrичностн месторождения. Даны методы расчета и уделено внимание подготовке коtпрОльных примеров. Во втором и1дании 

(1~ и1д.- 1998) расширены праrrические аспекты подземной разработки пластовых месторождений, учтены последние достижении в ~ 

пасти нетраднционных технологий. 

Для С1)'дентов вузов, обучающихся по всем горным специальностям подземной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых. 

ISBN 5-7418-0162-5 

у 
дк [622.273:622.33](075.8) 

ББК 33.31173 

© О.В. Михеев, В.Г. ВиТJСалов, 

Г.И. Коэовой, В.А. Атруwкевич, 2001 

© Иэдательсn~о МГГУ, 2001 

с; 
1 
W.l 

с 
rl 

с 

а. 
lli-IE 
I:IEIEIII 
1 rlflllrEIIIriiiEI:III 
Yl:llllll 
311Erllll 
YriAIWI 
MECTI,IIIEIII. 

~1111:1111 
ri,IWI 11,11. 
31111:11 
1 ~111111 
11 ll,lliiTII 

1.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 

ОБ ИСКОПАЕМЫХ УГЛЯХ. 
УСЛОВИЯ И 
ЭЛЕМЕНТЫ 

ЗАЛЕГАНИЯ УГОЛЬНЫХ 
ПЛАСТОВ 

Цель ра6оты. Закрепление и 

углубление знаний студентов по 

условиям и элементам залегания 

угольных пластов, а также привитие С'l}'дентам инженерных навыков по определению условий залегания пластов. 

Teopemuvcкue осноt1ы tlbliiOЛнeiUUI ра6оты. Уголь по своему 

происхождению относится к осадочным горным породам, образовавшимся десятки миллионов 

лет назад в основном из остатков отмиравших растений. 

В общем процессе углеобразования последовательном превращении отмерших растений в 

уголь выделяют две фазы: 
• торфообразование превращение исходного материала 

в торф (сапропель); 
• углефикация последовательное преобразование торфа (сапропеля) в бурый уголь, а 

при дальнейшем развитии этого 

процесса бурого угля- в каменный и каменного-в антрацит. 

raa1a 1 

IEIIIIIfiiiECIU 
IIPIIIEPICIIII 
1611EITI 

7 

Торфообразование 

Накопление остатков высших растений исходного 

материала для образования гумолитов происходило в 

торфяных болотах, занимавших низменные побережья морей и пресноводных водоемов, поверхностных водотоков 

и переувлажненные отрицательные формы земной поверхности. Стоячая, обедненная кислородом вода болот и застойных водоемов препятствовала полному бактериальному разложению погруженного под ней органического материала аэробными микробиологическими агентами; биохимическое разложение остатков отмерших растений (гумификация) и превращение их в торф определялось в основном деятельностью анаэробных бактерий. 

Основные угольные бассейны России 

Основные угольные бассейны страны расположены в 

ее европейской части, районах Урала, Западной и Восточной Сибири, на Дальнем Востоке и Северо-Востоке. Основные угольные месторождения страны перечислены ниже. 

В европейской части страны располагаются Донецкий, 

Подмосковный и Печорский угольные бассейны. 

В пределах Урала расположены Кизеловский, Челябинский и Южно-Уральский бассейны, месторождения Свердловекой области и Северо-Сосьвинский угленосный район. Угольные ресурсы Урала, за искточением Северо-Сосьвинского угленосного района, изучены довольно полно и 

дальнейшие геологические исследования и геологоразведочные работы вряд ли внесут существенные изменения в 

угольную сырьевую базу этого региона. 

В Западной Сибири эксплуатируются Кузнецкий и Горловекий каменноугольные бассейны, в Восточной Сибири 
угольные бассейны, расположенные в Красноярском крае, 

Иркутской и Кемеровской областях (Канско-Ачинский, Минусинский и Иркутский); в Республике Якутия-Саха Южно-Якутский бассейн. Наибольшее промышленное значение имеет Нерюнгринское месторождение коксующихся 

углей. 

8 

Угольные месторождения Северо-Востока страны 
это месторождения Магаданской и Камчатской областей, 

которые связаны с осадками мелового и lJ>еТИЧНого возраста, развитыми в основном в Яно-Чукотской горной области и частично по побережьям Охотского и Берингова морей. Контуры угольных площадей, степень их угленосности изучены на наиболее доступных участках. 

Подсчет ресурсов углей произведен до глубины 600 м по 

Магаданской области и до 1800 м по Камчатскому региону. 

Разрабатываются три месторождения угля Аркагалинское, Анадырское (месторождения бухт Угольной и Анадьrрской) и Отсукчанское. 

Месторождения Дальнего Востока составляют угольные 

ресурсы Хабаровского, Приморского краев и Амурской области. Основная угледобыча сосредоточена на Райчихинеком (открытый способ) и Уральском (подземный способ) 

месторождениях. 

В Приморском крае промьrшленная угленосность связана с нижнемеловыми и палеогеновьrми отложениями. Эксплуатируются месторождения Верхне-Суйфунского и Партизанского бассейнов, Подгородиенекого района, а также 

Хасанское, Майхинское, Ретrиховское, Артемовское, Бикинское, Павловское, Таврическое и др. 

Угольные ресурсы России 

и использование yr JUI в народном хоз•йстве 

Человек познакомился с углем десятки тысяч лет назад, начал систематически употреблять его для своих нужД. 

Точную дату начала применения угля человеком установить 

невозможно, однако еще в древности человек соприкасался 

с ним. О «горючих камнях» писал Аристотель, Теофаст назьrвал уголь антраксом (позднее название- антрацит). 

В течение нескольких последних столетий уголь был 

практически единственным энергоносителем в мире. Уголь 

крайне необходим для нормальной жизни человечества. В 

конце ХХ столетия ежегодное потребление угля на земле 

превьrсило 4 млрд т. 

9 

Основное направление использования угля энергетическое. Для выработки электроэнергии и тепла расходуется около 60 % всего добываемого в мире угля. Коксохимические и металлургические производства расходуют 25 %, 

в коммунально-бытовом и в других секторах промышленности расходуется 15 %. 

Считается, что с начала ХХ столетия до 1965 г. проележивалея период угля, затем, до 1985 г.,- период нефти, а с 1986 г.- период газа. 

Анализ темпов расходования и объемов нефти и газа, являющихся в настоящее время основой энергетики и важнейшим сырьем для химической отрасли, показал неизбежность 

их истощения в сравнительно короткие сроки и в связи с 

этим необходимость перехода на уголь как наиболее перспективный источник органического сырья, запасы которого значительно превышают суммарные запасы нефти и газа. 

Россия располагает всеми видами углей (табл. 1.1 ), при 

этом на Россию приходится около 40 % всех мировых запасов бурых углей и 9,8%- каменных. Доля угля в топливно-энергетическом балансе РФ составляет 12-14 %, производстве тепло- и элеnроэнергии 24--28 %. Ежегодные 

поставки угля энергетикам составляют 100-105 млн т, коксохимикам и металлургам- 32-35 млн т. 

Уголь практически неиссякаемый источник тепловой 

энергии. Потенциальные возможности угля в связи с его 

сложным химическим составом очень велики. Однако уголь 

является базисом не только энергетики, но и органической 

химии в связи со значительным содержанием углерода. Углерод обладает уникальной способностью образовывать огромное количество соединений, которые могут состоять 

практически из неограниченного числа атомов углерода. В 

обычных условиях углерод химически инертен, при высоких 

температурах соединяется со многими элементами и является 

сильным восстановителем. Многообразие соединений углерода определило возникновение органической химии. 

10 

Таблица 1.1 

Угольные ресурсы н запасы Росени и их распределение по маркам уrлей, бассейнам и реrионам, млрд т 

Бурыеуrли 
Каменные уrли 
Антрацит 

Бассейн, 
Всего 
Всего 
Бала нэнергетические 
коксующиесR 
8cero 
Бала 
н
регион 
ресурсов ресурсов 
со вые 
ресурсов 
со вые 

запасы 
запасы 

Всего 
Бала 
нВсего 
Балан
ресурсов 
со вые 
ресурсов 
совы 
е 

запасы 
запасы 

Россия -всего 
5319,2 
1615,8 
140,4 
3229,8 
71,2 
441,2 
51,5 
32,3 
8,8 

Донецкий (на терр. РФ) 
23,9 
7,7 
1,9 
0,6 
0,3 
15,6 
7 

Канско-А чинекий 
414,2 
409,8 
110,8 
2,8 
1,6 
1,6 

Южно-Якутский 
47,8 
15,2 
0,7 
32,6 
4,9 

Приморский край 
10,6 
7,8 
3,4 
2,4 
0,7 
0,3 
0,04 

Сахалинская обл. 
20,4 
8,3 
1,3 
10,2 
1 
1,9 
0,14 

Европейская часгь России 
101,5 
17,1 
4,3 
57,9 
7,1 
10,1 
3,9 
16,4 
7,1 

Урал 
4,9 
2,6 
1,7 
1,9 
0,2 
0,4 
0,4 

Западная Сибирь 
718,5 
184,7 
47,8 
312,4 
37,8 
205,6 
38,2 
15,8 
1,6 

Восточная Сибирь 
2616,1 
370 
71,4 
2116,7 
19,5 
129,4 
3,6 

Дальний Восток 
1878,1 
1041,4 
15,2 
740,9 
6,6 
95,7 
5,2 
0,05 
0,05