» » Условия залегания угольных пластов

Условия залегания угольных пластов

02.08.2016

Залежи полезных ископаемых, разрабатываемые открытым способом, по углу падения объединяют в следующие группы (рис. 3.3):
1) горизонтальные и пологие (углы падения до 8—10°);
2) наклонные (от 8—10 до 25—30°);
3) крутонаклонные (от 25—30 до 55°);
4) крутые или крутопадающие (от 55 до 90°);
5) сложные, характеризующиеся переменными значениями азимутов и углов падения в связи с залеганием в складчатых структурах, зонах разрывных нарушений и др.
Условия залегания угольных пластов

Рассмотренное деление залежей по углу падения принято на основе технологии ведения открытых горных работ. Так, при горизонтальном и пологом залегании вскрытие проводят сразу на всю глубину карьера, как правило, внешними траншеями. Наклонные и крутые залежи вскрывают внутренними траншеями.
От угла падения залежей зависит выбор систем разработки. Размещение отвалов в выработанном пространстве карьера возможно при разработке горизонтальных и пологих залежей с применением сплошных систем (рис. 3.4, а). Реже это допускается при разработке вытянутых наклонных и крутонаклонных залежей.
Условия залегания наклонных и крутопадающих тел, распространяющихся на значительную глубину, не позволяют использовать выработанное пространство для размещения пустых пород. В этих условиях применяются углубочные системы разработки с перевозкой вскрыши на внешние отвалы средствами транспорта (см. рис. 3.4, б, в).
Условия залегания угольных пластов

При наклонном и крутом залегании тел горные породы разрабатываются в глубину. Рабочая зона, т.е. число уступов, находящихся в одновременной работе, в процессе эксплуатации изменяется. Горно-подготовительные работы выполняют в течение всего срока существования карьера. Их относительный объем на каждом уступе обычно возрастает с углублением рабочей зоны. Длина фронта уступа уменьшается, а расстояние транспортирования внутри карьера увеличивается.
При разработке наклонных залежей по условиям устойчивости конечных бортов карьера и размещения вскрывающих выработок обычно не требуется выемка вскрышных пород лежащего бока залежи (см. рис. 3.4, б). При крутом падении необходимо производить разработку вмещающих пород как висячего, так и лежачего бока залежи (см. рис. 3.4, в).
При подземной разработке угольных месторождений условия залегания пластов определяют схемы их вскрытия и подготовки, длину горных выработок, выбор средств транспортирования горной массы и механизации очистных работ и т.д. Среди пластов по углу падения различают следующие группы: пологие — до 18°, наклонные — 19—35°, крутонаклонные — 36—55° и крутые — 56—90°. Такое членение учитывает характер проявления гравитационных сил, а соответственно и способ транспортирования угля в лаве.
Системы вскрытия и подготовки угольных месторождений разделяются на группы по условиям залегания пластов. Для пологих и наклонных пластов имеется довольно большое число вариантов этих систем. Для крутонаклонных и крутых пластов сравниваемых вариантов меньше, но и в этом случае существует возможность изменять способ проведения выработок (пластовые или полевые), порядок отработки пластов и т.д. Вскрытие их осуществляется почти исключительно вертикальными стволами и этажными квершлагами.
Вскрытие пологих и наклонных пластов вертикальными стволами применяется в четырех вариантах. Вариант без дополнительных вскрывающих выработок пригоден, когда в пределах шахтного поля залегает не более двух пластов с углами падения до 10—15°. Системы вскрытия вертикальными стволами с квершлагами используются в широком диапазоне условий, начиная с углов падения пластов 8—10°. При меньших углах падения квершлаги получаются весьма протяженными и должны заменяться на наклонные или вертикальные дополнительные вскрывающие выработки. При углах падения более 30° наклонные пласты вскрываются этажными квершлагами.
Системы вскрытия наклонными стволами применяются почти исключительно при разработке пологих пластов. При этом одиночные пласты вскрываются без дополнительных выработок, а для свиты пластов используется вариант с дополнительными вскрывающими выработками. Комбинированные системы эффективны при вскрытии шахтных полей с особо сложными условиями залегания угольных пластов.
Системы подготовки шахтных полей также выбираются в зависимости от условий залегания угольных пластов. Системы этажной подготовки пригодны для пластов с любым углом падения (обычно более 18°), кроме горизонтальных. Панельные системы подготовки применяются при разработке горизонтальных и пологих пластов (до 18°). Система погоризонтной подготовки наиболее приемлема при разработке пластов с углами падения до 25° (преимущественно до 10—12°).
Условия разработки и доставки также зависят от угла падения пластов. Наиболее благоприятны условия для работы механизированных комплексов в случаях, когда угол падения пластов не превышает 12°, т.е. когда гравитационные силы не влияют на выбор конструкции при комплексной механизации. Разработка пласта может производиться по простиранию, восстанию и падению. Пласты с углами падения 13—18° разрабатываются преимущественно по простиранию.
Доставка угля на наклонных пластах возможна по металлическим рештакам. В механизированных комплексах используются скребковые конвейеры, позволяющие на пластах с углом падения до 35° управлять процессом доставки угля. Разработка пластов с углами падения 46—90° — наиболее трудная, так как возможны сползание почвы и значительное влияние гравитационных сил.
Углы падения пластов в пределах угольных бассейнов, месторождений, шахтных полей не остаются постоянными. Они изменяются от крыльев к замкам складок, с глубиной залегания в пределах одного и того же крыла складки, вблизи дизъюнктивных нарушений, в местах замыкания антиклинальных и синклинальных структур.
Для проведения подготовительных выработок и очистной выемки важно знать рельеф угольных пластов. Особенности рельефа, проявление дополнительной складчатости, изменение простирания и падения, перегибы, флексуры, разрывные нарушения, изменение мощности и строения пластов хорошо отражают гипсометрические геологические планы. Они служат основой для подсчета запасов углей, установления технических границ горных предприятий, планирования горных работ.