Процессы техногенной метаморфизации состава вод и пород

Выход летучих веществ угля рабочих  пластов изменяется от 29,1 до 35,4 %. Поэтому  угольные пласты относятся к опасным  по взрыву угольной пыли.

Аномалий  естественной радиоактивности не обнаружено.

По  сложности геологического строения, выдержанности мощности и характеру  строения рабочих пластов и их качественных характеристик шахтное  поле отнесено к 1 группе сложности.

Балансовые и промышленные запасы углей шахтного поля

Балансовые  запасы шахтного поля согласно которым  минимальная мощность пласта для  балансовых запасов технологических  углей пластов п_14+13+12+11, п_14+13+12, п₁₄ и п₇ приняты равной 0,8 м при максимальной зольности 25 %. По данным геологического отчета, балансовые запасы составляли 12936 млн. тонн. Промышленные запасы составят 97,62 млн.т. Общешахтные потери составляют 10,81 млн.т или 11 % от балансовых запасов. Эти потери включают потери в предохранительных целиках у горных выработок, которые принято извлекать на 70 % при погашении выработок;

потери  в охранных целиках над шахтными объектами на поверхности, извлекаемые  на 50 % при погашении шахты;

потери  в барьерных целиках, извлечение которых не предусматривается.

Запасы  в целиках у крупных геологических  нарушений по 50 м в каждую сторону исключены из балансовых в отчете. Эксплутационные потери по рекомендациям прогрессивных технологических схем разработки угольных пластов приняты 4 %. Общие потери по оценке института Гипрошахт составят 10,3 млн.т. или 14 % от балансовых запасов.

Качество угля

Увеличение  зольности горной массы не связано  с увеличением долевого участия  тонких пластов в добыче, причем во времени увеличение зольности  увязано с переходом горных работ  на третий горизонт. Основными причинами  увеличения зольности горной массы  являются:

ухудшение горно-геологичесюгх условий с  переходом работ на III горизонт

бесцеликовая  технология поддержания выработок  за лавой

сплошная  конвейеризация транспорта угля на шахте

нарушение технологической дисциплины

несовершенство  применяемой очистной техники В  качестве мероприятий по снижению зольности  выполняют:

упрочнение  неустойчивых пород непосредственной кровли;

применение  механизированных комплексов, соответствующих  горно-геологическим условиям;

применение  мероприятий по снижению пучения;

оборудование  обособленной схемы транспорта от подрывки и перекрепления на фланговую  сбойку и т.д.

На  шахте имеется своя обогатительная фабрика. Обогащение угля (горной массы) с зольностью 38-52 % производится «мокрым» способом в тяжелых магнетитовых средах Перед обогащением рядовой  уголь разделяется на три класса : 13-15 мм, 6-13мм, и 6 мм. Уголь крупностью 10 - 150 мм (22 % от общей массы) обогащается на колесных сепараторах СКВ-32. Уголь крупностью 6 - 10 мм (24 % от общей массы) обогащается в трех продуктовых тяжело-средних гидроциклонах. На этих обогатительных аппаратах выделяется концентрат с зольностью 8,0 %, промпродукт 28 % и порода 85 - 87 % . Уголь крупностью 6 мм (отсев) с зольностью 22-24 %, поступает на погрузочный комплекс без обогащения.

В процессе обогащения образуется большое  количество шлама (уголь с крупностью частиц 0,5 мм). Крупный шлам осаждается в горизонтальной центрифуге, а мелкий - в радиальном сгустителе с диаметром бассейна 18 м. Перелив из радиального сгустителя насосами подается на дисковые вакуум фильтры. Обезвоженный в вакуум - фильтрах шлам с влажностью около 35 % поступает в сушку в газовую тубу-сушилку.

Сведения о вскрывающих выработках

Шахтное поле вскрыто вертикальными стволами, пройденными до первого откаточного  горизонта -565м: главным скиповым для  выдачи угля и породы, вспомогательными клетьевым для спуска-подьема  людей, материалов и оборудования, а  также фланговым воздухоподающим  стволом №1. Вскрытие пластов на первом откаточном горизонте осуществлено главными откаточным и конвейерным  квершлагами, пройденными от околоствольного  двора основных технологических  стволов. Вентиляционный горизонт принят на отметке -435м, связан с обоими технологическими стволами через квершлаги и соответствующий  околоствольный двор, а также на южном крыле шахты с наклонными стволами бывшей шахты №5. Второй горизонт вскрыт на отметке -748м вентиляционным воздухоподающим вентстволом №2 и капитальными конвейерным и грузовым уклонами, пройденными с горизонта -565м на его северном крыле и переходящими непосредственно в магистральные штреки.

Вентствол №2 оборудован двумя одноклетьевыми подъемами по схеме "клеть-противовес", которые рассчитаны на спуск - подъем людей, материалов, оборудования, выдачу породы. Вентствол №1 переоборудован для вывода исходящей струи со строительством при нем мощной вентиляторной  установки. Подготовка запасов 2-го горизонта  принята погоризонтная, отработка  ведется столбами по падению на магистральные  штреки - капитальные уклоны этого  горизонта. Наклонные стволы бывшей шахты №5 с вентиляторной установкой, а также выработки вентиляционного  горизонта -435м после доработки  запасов 1-го горизонта, подлежат погашению, что предусмотрено схемой вентиляции.

Характеристика способа подготовки

При решении вопросов порядка отработки  пластов учитывались их опасность  по динамическим явлениям: пл. Тройной  является опасным, а пл. Пятый - угрожаемым по внезапным выбросам угля и газа, пл. Тройной и Четвертый - угрожаемые по горным ударам. Порядок отработки  пластов принимаем с первоочередной выемкой в качестве защитного  пл. Четвертого. Подготовка и отработка  пластов Тройного и Пятого предусматривается  исключительно в защитной зоне. С  учетом принятой схемы вскрытия и  отработки выемочных столбов  по падению, схема подготовки шахтного поля принимаем магистральными штреками, являющимися продолжением вскрывающих  капитальных уклонов.

Магистральные штреки проходятся полевыми в двух горизонтах: для отработки пл. Тройного и Четвертого - на гор. -748 м, для отработки пл. Пятого - на гор. -790 м. В качестве вент, штреков используются существующие полевые, откаточные и конвейерные штреки первого откаточного горизонта -565 м. Длина выемочных столбов принята 2000-2500 м. Ширина выемочного столба (длина лавы) принята 150 м. Для обеспечения проектной мощности шахты проектом принимается нарезка шести лав, по два на каждом пласту.

Шахтное поле в пределах 3-го горизонта длиной по простиранию – 3,6 км, по падению – 2,5 км подготавливается капитальными уклонами, проходимыми южнее линии расщепления пласта "Мощного", которые делят площадь 3-го горизонта на два крыла - северное и южное. У нижней технической границы шахты "Северная" пройдены магистральные вентиляционно-дренажные штреки.

Вскрытие  площади 3-го горизонта подготавливается проведением капитальных уклонов  с горизонта -748м до нижней технической  границы шахты. Для организации  проходки выработок, а также водоотлива от очистных работ южного крыла, штрек, оборудованный конвейером, проходится по пласту "Восьмому" с дальнейшим выходом на пласт "Пятый", другие два вентиляционно-дренажных штрека проходят по пласту "Четвертому". Для вывода исходящей струи воздуха  от очистных работ пластов "Мощного" и "Пятого" северного крыла  шахты и вывода людей при аварии на границе с шахтой Юр-Шор с  горизонта -748м пройдены две фланговые  вентсбойки по пласту "Пятому", сбиваемые  в нижней части выработками комплекса  вентствола №3, одна из сбоек проходит под свежей струей. Промежуточные  штреки пласта "Мощного" соединяются  с фланговыми сбойками полевыми наклонными заездами.

Северное  крыло подготовлено проведением  промежуточных штреков от капитальных  уклонов к фланговым сбойкам, отработка осуществляется в обратном порядке. Подготовка выемочных столбов  южного крыла осуществляется как  с горизонта - 748м и с вентиляционно-дренажного горизонта, в зависимости от фактических  горнотехнических условий, отработка  от границы шахты на существующие выработки 2-го горизонта – 748 м.

Капитальные уклоны проходятся южнее линии расщепления  пласта "Мощного", в зоне междупластья пластов "Четвертый" - "Тройной".

Такое местоположение уклонов обеспечивает более благоприятные условия  с точки зрения динамических проявлений при проведении уклонов по пластам "Пятому" и "Четвертому", а  также создает возможность отработки  при погашении шахты наиболее опасного участка пласта "Мощного" - "Тройного" в районе от линии  расщепления до линии шестикратной мощности, после его подработки пластом "Пятым".

В соответствии с горно-геологическими условиями залегания пластов  и принятыми схемами подготовки применяется система разработки длинными столбами и управлением  кровлей полным обрушением. Нарезка  лав производится одинарными выработками  с бесцеликовой охраной промежуточных  выработок и прямоточной схемой проветривания выемочного участка  с обособленным разбавлением метана по источникам его выделения.

Подача  свежего воздуха производится по обеим промежуточным выработкам, выдача исходящего - по конвейерной, поддерживаемой позади лавы на границе массив - выработанное пространство.

Характеристика системы разработки.

В настоящее время при отработке  запасов «Северная» применяется  система разработки длинными столбами с направлением выемки по падению  в пределах блока №1 и по простиранию  в пределах блока № 2, с управлением  кровли полным обрушением. Характерным  для столбовой системы разработки угольных пластов в условиях глубоких горизонтов является нарезка лав  одинарными выработками с поддержанием на границе массив - выработанное пространство (бесцеликовая охрана выработок) и схема  проветривания выемочного участка  с обособленным разбавлением метана по источникам его выделения. С переходом  на глубокие горизонты способ охраны подготовительных выработок из-за вынужденного увеличения их ширины становится все  более не рациональным. Оставляемые  угольные целики препятствуют борьбе с динамическими явлениями и  приводят к увеличению потерь угля.

Сущность  бесцеликовых способов охраны выработок  заключается в расположении выработок  в зоне пониженных напряжений или  на границах этих зон, соответствующих  границам массивов - выработанное пространство. В этом случае нарезка лав осуществляется одинарными выработками с поддержанием их на границе с выработанным пространством  одним из следующих способов:

сохранение  выработки после прохода лавы с помощью искусственных ограждений (органных рядов, костров, бутовых полос  и.т.д )

проведение  выработки в присечку к выработанному  пространству вслед за подвиганием  лавы.

Виды механизации при ведении  очистных работ

До  выпуска в достаточном количестве механизированных комплексов, принятых в технико-экономических расчетах для вскрытия 3-го горизонта, отработка  угольных пластов производится существующими  типами комплексов.

Пласт Пятый - КД-80, предназначенный для  выемки пологих пластов мощностью 0,85-1,2 м с непосредственной кровлей ниже средней устойчивости и давлением на почву 2 МПа.

Пласт Четвертый - КМТ, 2-го типоразмера, предназначенный  для выемки пологих пластов мощностью 1,35-2,0 м, с непосредственной кровлей ниже средней устойчивости и основной до трудно обрушаемой включительно. Давление на почву 2,7 МПа.

Пласт Тройной - ОКП-70, 2-го типоразмера, предназначенный  для выемки пластов мощностью 2,3-3,5 м с непосредственной кровлей ниже средней устойчивости и основной - средней обрушаемости. Давление на почву 1,2 МПа.

Пласт Мощный - 2УКП, предназначенный для  выемки пластов мощностью 2,4-4,5 м с непосредственной кровлей до неустойчивой включительно и основной - до трудно обрушаемой включительно. Давление на почву 2 МПа.

Длина очистных забоев определилась опытом ведения горных работ на шахте "Северная" и других шахтах объединения "Воркутауголь".

 

Подготовительные работы.

Подготовительные  работы на шахте предусматривают  на шахте подготовку новых выемочных  столбов, проходку уклонов, фланговых  вентсбоек и магистральных штреков.

Промежуточные выработки проходятся одинарными выработками, поддерживаемыми на границе массив - выработанное пространство с помощью  искусственных ограждений. В качестве последних принимаются органные ряды из деревянных стоек.

Проходка  промежуточных выработок, фланговых  сбоек, магистрально-дренажных штреков  производится по пласту с присечкой  породы. Для их проходки принимаются  проходческие комбайны типа 4ПП2, ГПК. Проходка магистрального вентиляционно-дренажного штрека и других полевых выработок  производится с помощью БВР и  погрузкой породы породопогрузочными машинами типа ПНБ-2Б. Крепление выработок  принято арочное, металлическое. Промежуточные  штреки крепятся податливой крепью АП-5. Податливость принимается 700 мм.

Транспорт горной массы от проходки подготовительных выработок по смешанному забою производится с помощью конвейеров типа 1ЛТП-80 с перегрузкой на конвейерные  магистральные выработки (штреки, уклоны).

Транспорт вспомогательных материалов, оборудования и людей осуществляется электровозами, а на участках, где уклоны превышают 0,05 - напочвенными дорогами типа ДКН.

Проветривание подготовительных выработок осуществляется с помощью вентиляторов проветривания  типа ВМЦ-8.

При проведении магистральных выработок  с погрузкой горной массы в  вагоны предусмотрена раздельная выемка угля и породы. Порода от проходки полевых выработок выдается на поверхность в вагонетках по вентстволу № 2.

 

3. Основные  источники нарушения и загрязнения

окружающей  среды

Шахта "Северная" является угледобывающий предприятием, следовательно. основной технологический процесс добычи угля и связанные с ним подготовительные работы ведутся в подземных условиях.

На  поверхности вахты расположены  следующие цеха:

углеобогатительная  фабрика с сушильным отделением