Горнотехнические условия эксплуатации угольных месторождений Забайкалья

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Горнотехнические условия эксплуатации угольных месторождений Забайкалья

27.02.2020

Условия вскрытия и разработки Забайкальских угольных месторождений следует расценивать, за некоторыми исключениями, как относительно легкие и умеренной сложности. В практике шахтного и карьерного строительства за десятилетия эксплуатации ряда основных угольных месторождений почти не приходилось прибегать к специальным методам проходки и защиты горных выработок (осушение, замораживание, специальное крепление и др.). В последние годы при проходке новых наклонных стволов шахты им. Ленина на нижние (VI—VII) пласты угля в центре Черновского месторождения потребовалось проведение частичного осушения водоносных горизонтов, пересекаемых стволами, и кольцевого бетонирования верхней части стволов. Повышенная водонасыщенность и, как следствие, высокая вспучиваемость глинистых пород (аргиллитов, алевролитов) характерны для Тарбагатайского месторождения (шахта Тигня, карьер в пойме р. Хилка, поле Кули 2—3), а также для шахтных полей Арбагаро-Холбонского месторождения (б. шахты № 2/3, 2-бис, 4/7, шахты № 6 и 8).

Большинство месторождений представляют пологопадающие многопластовые залежи синклинальной или моноклинальной структуры, с весьма ограниченным развитием разрывной тектоники. Углы падения пластов составляют обычно 5—8, редко 15—20°; значительная часть угольных залежей имеет практически горизонтальное залегание.

В первые годы эксплуатации большинства месторождений, когда велась разработка верхних горизонтов в полосе выходов угольных пластов под маломощные наносы четвертичного времени, наиболее распространенной системой вскрытия и разработки была система наклонных шахт по основным рабочим пластам. Вышележащие и нижележащие пласты вскрывались квершлагами с горизонта околоствольного двора. Исключением явились старые вертикальные шахты Торм № 1 (Черновское месторождение) и шахты № 2/3, 2-бис и 4/7 (Арбагарское месторождение), заложенные в годы первых пятилеток и действовавшие до 1950—1955 гг. На выходах пластов повышенной мощности действовал ряд мелких угольных карьеров, которые существовали по нескольку лет (Тарбагатайское, Черновское, Арбагаро-Холбонское, Харанорское месторождения), после чего угледобыча осуществлялась наклонными шахтами или прекращалась (Тарбагатайское, Арбагаро-Холбонское, Харанорское месторождения). Преобладающим типом явились шахты малой и средней мощности (от 100—150 до 400—450 тыс. т/год), позволявшие при малых и относительно невысоких капиталовложениях быстро развить добычу угля. Шахт большой мощности (900—1200 тыс. т в год) в Забайкалье нет. Система вскрытия штольнями почти не применялась, если не считать нескольких мелких (20—40 тыс. т в год) штолен на выходах пласта Толстого Арбагарской мульды, действовавших в период 1922—1926 гг.

Большинство месторождений содержат тонкие и средней мощности пласты угля, пригодные для разработки подземным способом, вертикальными шахтами средней мощности; часть залежей, разведанных и разведываемых, пригодна к разработке вертикальными шахтами большой мощности (900—1200 тыс. т/год). Поля для таких шахт имеются на Гусиноозерском и Загустайском месторождениях (Северный участок — верхние пласты, участки Загустай 1—2 и Северо-Восточный), в Тугнуйской депрессии (Эрдэм-Галгатойское месторождение), на Apбагаро-Холбонском месторождении (поле № 5 — Арбагар и Холбонская мульда), на Харанорском месторождении (участок Харанор № 2 и др.).

Многие Забайкальские угольные месторождения имеют участки для открытой разработки. Например, Зугмарский и Тигнинский участки Тарбагатайского месторождения, пригодные для карьеров средней мощности, а также несколько полей для мощных карьеров на Харанорском месторождении и Западном участке Черновского месторождения, разрабатываемом карьером средней мощности, и др.

Только за десятилетие (1950—1960 гг.) выявлен и разведан целый ряд новых карьерных полей, среди которых выделяются такие крупные, как поле Холбольджинского карьера на Гусиноозерском месторождении (до 2,5 млн. т/год), поля больших (до 4,5 млн. т каждый) карьеров, охватывающих почти целиком Олонь-Шибирское и Никольское месторождения Тугнуйской депрессии, два карьерных поля (1 млн. т/год) на Иргенском месторождении Хилок-Монгойской (Беклемишевской) депрессии, несколько полей на участках 3, 4 и 5 Харанорского месторождения (на общую мощность до 18—20 млн. т), карьерное поле Kyтинского месторождения в Приаргунье (1,5 млн. т/год).

Разведочными работами, проводимыми с 1962 г. Бурятским управлением в Тункинской депрессии, выделено поле для карьера годовой мощностью в 6—8 млн. т угля. Общие запасы в 7 мощных пластах Ахалинско-Заготуйского участка составляют около 900 млн. т. Ho перспективы региона в этом отношении не исчерпаны. Пласты угля повышенной мощности (более 5—6 м) с глубинами залегания до 100—150 м особой редкости здесь не составляют. Во многих случаях (если учесть опыт разведки Тункинской, Гусиноозерской-Загустайской, Тугнуйской, Харанорской и других депрессий) такие пласты залегают группами по 5—7—10 и представляют хороший объект для открытой добычи. Кроме того, разведано крупное Татауровское карьерное поле в Читино-Ингодинской депрессии. Также большой практический интерес в отношении дальнейших поисков полей для открытых работ представляют угленосные депрессии Южного Прибайкалья, долины р. Уды, Кижингино-Кудунской, Хилокской, Муйской, Тунгирской депрессий, долин Калара и Нюкжи на севере Читинской области, а также некоторые участки Приаргунской депрессии и др.

Для бурых углей Забайкалья с 1958 г. принимаются пределы рабочей мощности пластов 1,0—1,3 м, для длиннопламенных углей Tyгнойской депрессии — 1,3 м. Предел зольности сухого угля для балансовых запасов всех месторождений в настоящее время принимается равным 30% как для бурых, так и для каменных углей. И если изменение кондиции по зольности меняет величину балансовых запасов углей по Забайкалью незначительно (угли здесь в основном малозольные и среднезольные), то повышение кондиционного предела по мощности пластов снижает балансовые запасы большинства месторождений на 15—20% и более.

По крепости угли, породы кровли и почвы, а также грунты вскрыши (на участках под открытые работы) относятся к категории мягких и средней крепости от VIr—VI до V—IV шкалы Протодьяконова. Более крепкие породы в разрезе угленосных отложений встречаются очень редко в виде линзовидных прослойков известковистых, известковокремнистых, сидеритизированных песчаников и алевролитов. Относительно большей плотностью и крепостью отличаются породы месторождений каменных углей Тугнуйской депрессии (V—IV категории шкалы Протодьяконова).

Как показывает опыт действующих шахт и угольных карьеров, четвертичные грунты, а также породы угленосных толщ в зоне поверхностного выветривания поддаются разборке и экскавации или размыву гидравликой без предварительного взрыхления до глубин порядка 25—30 м, если только они не находятся в мерзлом состоянии.

Ниже этих глубин разборке, экскавации или размыву гидравликой без взрыхления легко поддаются лишь мощные слои обычно выщелоченных песчаников. Другие разности пород и пласты углей требуют предварительного рыхления взрыванием.

Устойчивость боковых пород позволяет производить разработку угольных пластов в шахтах широкими забоями (лавами) всеми известными видами столбовых и слоевых систем с типовым креплением. Однако в практике ведения горных работ действующих в Забайкалье угольных шахт встречаются местные осложнения, из которых наиболее распространены: 1) пучение пород кровли и почвы угольных пластов; 2) образование куполов и обвалы кровли (ложной и основной); 3) подземные пожары угля.

Пучение некоторых разностей аргиллитов и алевролитов в условиях увлажнения выражается не только в увеличении объема пород, как только они освобождаются из-под давления вышележащих слоев, но и в повышении их пластичности вплоть до состояния текучести. Некоторые разности аргиллитов (особенно разности углисто-глинистого состава) разбухают на 65—73% от первоначального объема в течение суток после подъема керна из скважин, поэтому часто получается выход керна в 150—170%. Особенно неблагоприятно пучение сказывается на проходке основных подготовительных выработок шахт, от которых требуется длительный срок службы. Приходится применять в этих случаях деревянное, металлическое, а иногда даже бетонное крепление кольцевого типа, многократную замену и обновление крепления, что резко удорожает проходку и поддержание выработок.

Наиболее отчетливо пучение боковых пород большой силы наблюдалось на шахтах Тарбагатайского (Кули, Тигня) и Арбагаро-Холбонского (шахты № 2/3, 2-бис, 4/7 и др.) месторождений.

Образование куполов и обвалы ложной и основной кровли угольных пластов отмечаются практически на всех действующих шахтах. В этом отношении наиболее опасны участки развития пластов угля повышенной мощности и сложного строения типа слоеного пирога.

Для предупреждения завалов кровли очистных забоев чаще оставляют достаточно мощные предохранительные пачки угля в прикровельной части пласта, что ведет к повышению потерь угля в недрах.

Случаи прорыва плывунов на Забайкальских шахтах редки и по масштабам ограничены. Подавляющее большинство шахт относится к силикозоопасным. Многочисленные анализы минерального состава пород угленосной толщи показывают, что менее 10% свободного кремнезема содержат аргиллиты и углистые породы. Исследования угольной пыли показали, что все шахты (как буроугольные, так и каменноугольные) являются опасными по пыли. С 1949 г. на всех шахтах было введено осланцевание горных выработок инертной пылью, оборудованы сланцевые заслоны и т. д. К числу шахт, опасных по газу (по I категории), были отнесены каменноугольные шахты Букачачи № 1 и 2. Исследование атмосферы прочих шахт показало практическое отсутствие метана и наличие окиси углерода и углекислоты в опасных концентрациях лишь в плохо проветриваемых (глухих, тупиковых) забоях.

Подземные пожары имели и продолжают иметь место на всех угольных шахтах Забайкалья, что связано с легкой самовозгораемостью углей всех месторождений.

Несмотря на перечисленные осложнения, возникающие в процессе эксплуатации, в целом горнотехнические условия разработки Забайкальских угольных месторождений следует оценивать как весьма благоприятные.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: