Учебные материалы кафедры «Разработка месторождений полезных ископаемых» Горного факультета Института горного дела и геологии Донецкого национального технического университета (г. Донецк)

1. Лекция 1. Основные термины и понятия. Уголь.
Угольные пласты, элементы их залегания и основные
характеристики угольных пластов.
Физические явления при ведении горных работ
1.1. Терминология
Горное дело – сфера хозяйственной деятельности людей по извлечению
полезных ископаемых (ПИ) из земной коры. Полезное ископаемое (ПИ) –
природное вещество, которое выгодно используется для удовлетворения
потребностей людей в материальных благах. Природное вещество, которое в
данный момент не представляет собой материального блага принято называть
пустой породой.
Месторождение ПИ (МПИ) – природное скопление ПИ в земной коре.
Промышленным считают такое МПИ, на котором извлечение запасов ПИ
горными работами в текущий момент выгоднее любых других способов
удовлетворения потребностей общества в данном ПИ. Запасы ПИ –
количество ПИ в данном месторождении или отдельных его частях.
По форме залегания МПИ (рис. 1.1) делятся на штоки, залежи,
пластовые, жильные и др.
Горные работы – комплекс процессов по созданию, эксплуатации,
ликвидации и воспроизводству забоев для извлечения ПИ. Забой –
перемещаемая в пространстве зона непосредственного разрушения толщи
ПИ или (и) вмещающих его пород на их доступной для этого поверхности.
Различают очистные и подготовительные забои.
Очистной забой расположен, как правило, в пределах толщи ПИ и
предназначен для его извлечения.
Подготовительный забой может располагаться независимо от толщи
ПИ и предназначен для создания технологических полостей в горном массиве,
обеспечивающих доступ к ПИ.
Различают открытые и подземные горные работы.
Открытые - горные работы на дневной поверхности (рис. 1.2).
Подземные – горные работы в толще земной коры, обслуживаемые
специальными технологическими связями забоев с дневной поверхностью.
Горные работы в очистных забоях составляют основную
(прибыльную) часть горного производства. Горные работы по ликвидации и

2. воспроизводству очистных забоев составляют вспомогательную (затратную)
часть горного производства.
Технологические связи подземных забоев осуществляются в горных
выработках и включают:
1) пути транспорта ПИ на дневную поверхность;
2) пути транспорта вспомогательных грузов, оборудования и
перевозок людей;
3) пути подачи свежего воздуха с дневной поверхности к забоям;
4) пути отвода исходящего (отработанного) воздуха от забоев на
дневную поверхность;
5) пути отвода подземных вод на дневную поверхность;
6) пути энергоснабжения машин и оборудования подземных забоев с
дневной поверхностью.
Горная выработка – сооружение в недрах Земли или на ее поверхности,
созданное в результате ведения горных работ и представляющее собой полость
в массиве. По назначению различают горные выработки разведочные,
проводимые с целью поисков или детальной разведки МПИ, и
эксплуатационные, необходимые при извлечении ПИ разведанного
месторождения. Чтобы обеспечить безопасность работников, занятых в
забоях, технологические связи должны быть так размещены в выработках,
чтобы из каждого забоя на дневную поверхность было обеспечено не менее
двух независимых выходов.
Горное производство - циклично упорядоченный во времени и
пространстве объем горных и сопутствующих им работ горного предприятия.
Горное предприятие – специфическая, технологически и организационно
объединенная структура ресурсов, системно используемых в горном
производстве.
Специфика горного предприятия определяется видом извлекаемого ПИ
и элементами залегания МПИ в земной коре. По виду извлекаемого ПИ
различают:
1) топливно-добывающие горные предприятия, извлекающие уголь,
нефть, природный газ, горючие сланцы, торф;
2) рудодобывающие горные предприятия, извлекающие руды,
содержащие железо, цветные и редкие металлы и т.п.;
3) горно-химические горные предприятия, добывающие апатиты,
калийные соли и т.п.;

3. 4) горные предприятия строительной и керамической
промышленности, добывающие мрамор, гранит, известняк, гипс, асбест, мел и
т.п.
Топливно-добывающие горные предприятия извлекают ПИ из
пластовых месторождений. Пласт – расположенное на определенной глубине
тело в форме монолитной плиты между двумя приблизительно параллельными
поверхностями. Топливно-добывающее горное предприятие, извлекающее
уголь открытыми горными работами, принято называть разрезом. Технической
единицей разреза служит карьер (рис. 1.2). Топливно-добывающие горные
предприятия, извлекающие уголь подземными горными работами, относятся к
классу шахт (рис. 1.2). Из всех видов горных предприятий наибольшей
сложностью размещения и использования ресурсов характеризуются шахты. Их
изучение обеспечивает освоение практически всех сторон горного производства.
Угольная шахта – административно-хозяйственное предприятие
топливо-добывающего комплекса народного хозяйства страны,
осуществляющего разработку угольных пластов подземным способом в
пределах отведенного ему горного отвода. Угольная шахта это
искусственный, экологически опасный производственно-хозяйственный
комплекс ограниченного срока службы, предназначенный для
удовлетворения потребности общества в угле с максимально приемлемой
интенсивностью. Основными количественными характеристиками шахты
являются ее промышленные запасы угля и производственная мощность
шахты.
Производственная мощность шахты – это максимально возможный
объем добычи угля стандартного качества в единицу времени, безопасно
достигаемый при полном использовании задействованных природных,
производственных и трудовых ресурсов.
Горный отвод – часть недр с угольными пластами и участком
поверхности над ними ограниченная боковыми и нижними искусственными
или естественными (в виде геологических нарушений) техническими
границами.
Для нормальной работы угольные шахты должны иметь:
а) земельный отвод и границы, оформленные в установленном порядке
(Земельный отвод – участок поверхности земли, выделенный шахте во
временное пользование для строительства производственных сооружений,
обслуживающих горные работы);
б) вскрытые и подготовленные к выемке кондиционные запасы угля,
обеспечивающие нормальное развитие горных работ и необходимую для

4. выполнения плана добычи линию очистных забоев. Вскрытыми называют
промышленные запасы шахты, обеспеченные полным комплектом
технологических связей забоев с дневной поверхностью. Подготовленными
называют вскрытые запасы, разделенные горными выработками на
элементарные, последовательно извлекаемые участки;
в) подъемные, транспортные, вентиляционные, водоотливные и
другие специальные сооружения, устройства и оборудование, а также
средства механизации и автоматизации производственных процессов;
г) комплекс сооружений и устройств на поверхности в соответствии с
мощностью шахты и качеством углей;
д) автодороги, железнодорожные пути и средства транспорта для
вывоза угля к дорогам общего пользования, доставки материалов,
оборудования и людей;
е) оборудование и устройства для энергоснабжения шахты;
ж) технические средства связи и диспетчерского управления;
з) административные служебные помещения;
и) противопожарные и санитарно-технические устройства, а также
средства и устройства, обеспечивающие безопасную работу на шахте;
к) очистные сооружения, а также средства и устройства для охраны
водных, воздушных бассейнов и земной поверхности;
л) здравпункт для лечебно-профилактической помощи трудящимся шахты.
Основными этапами существования шахты являются:
1) проект шахты в соответствии с геологией месторождения;
2) строительство шахты путем создания начального числа очистных
забоев, обеспеченных полным комплектом их технологических связей с дневной
поверхностью, а также – формирования трудового коллектива шахты;
3) эксплуатация шахты в виде извлечения угля, воспроизводства и
ликвидации рабочих мест, включая реконструкцию технологических связей;
4) ликвидация шахты по причине окончания извлечения запасов
месторождения или нерентабельности дальнейшей ее эксплуатации;
5) рекультивация земельного отвода после окончания горных разработок.
Центральной проблемой горного производства на угольной шахте
является безопасность рационально интенсивного и полного извлечения угля
из недр для максимизации прибыли шахты.
Основы горного производства – совокупность методологических
знаний о факторах, определяющих успешность решения указанной проблемы,
формируемых в ходе изучения:
1) условий горных работ;

5. 2) состава и назначения горных выработок шахты;
3) технологического комплекса поверхности шахты;
4) технологического содержания горных работ;
5) приемов и схем формирования сети горных выработок шахты;
6) производственно-хозяйственной структуры трудового коллектива
шахты;
7) основ эксплуатации шахт, как целостных систем.
Условия горных работ – совокупность свойств угольного
месторождения и ситуаций, событий и явлений в ходе горных работ.
Состав и назначение горных выработок шахты – классификационные
признаки, позволяющие различать выработки по их пространственному
расположению, параметрам самих выработок и способам их использования.
Технологический комплекс поверхности шахты – узел начала и
окончания технологических связей забоев с дневной поверхностью.
Технологическое содержание горных работ – принципы устройства
технических средств и способы осуществления процессов горных работ.
Формирование сети горных выработок шахты – процесс выбора ее
состава, структуры и порядка обновления для успешного решения проблемы
горного производства.
Производственно-хозяйственная структура трудового коллектива
шахты – распределение работников шахты по ее взаимодействующим
специализированным подразделениям.
Основы эксплуатации шахт – совокупность норм ведения горных
работ и правил поведения работников в ходе производственно-хозяйственной
деятельности на шахте.

6. 1.2. Графические иллюстрации
Рис. 1.1. Формы месторождений полезных ископаемых (вертикальный разрез):
а – пластовая залежь ПИ (1 – пласт; 2 – пустая порода); б – жила (1 –
простая. 2 – сложная); в – шток; г – линза; д – гнезда.
Рис. 1.2. Принципиальная схема разреза: 1 – угольный пласт; 2 – наносы
(породы вскрыши); 3 – дневная поверхность; 4 – породный отвал.

7. Рис. 1.3. Принципиальная схема шахты: 1 – земельный отвод; 2 – очистные
забои; 3 – подготовительные забои; 4…10 – подземные горные выработки.
1.3. Самостоятельная работа студента
1. Изучить графические иллюстрации к разделу.
2. На рисунках графических иллюстраций установить соответствие
словесного и цифрового обозначения элементов рисунка.
3. Установить соответствие терминологии и рисунков графических
иллюстраций.
4. Сформулировать ответы на вопросы для изучения.
5. Консультации по изученному материалу.
1.4. Контрольные вопросы
1. Приведите общую характеристику, уточните и объясните виды, место
и эффективность горных работ.
2. Укажите основные места подземных горных работ, определите их виды
и технологические связи с дневной поверхностью.

8. 3. Сформулируйте понятие угольной шахты, укажите и объясните
основные параметры, этапы функционирования и проблему горного
производства на шахте.
4. Объясните, что и почему должна иметь каждая шахта для обеспечения
нормальной ее работы?

9. 2. Угольные месторождения и их характеристика
Литература
«Основы технологии горных работ»: Учебное пособие// Под ред.
К.Ф. Сапицкого – К: ИСДО, 1993 – С. 9-11.
2.1. Основные характеристики и определения
Уголь ископаемый – твердая горючая порода растительного
происхождения (с содержанием минеральных примесей – золы), которая
может быть экономически выгодно использована в качестве топлива или
сырья металлургии, химии и т.д.
Большинство углей образовалось в каменноугольном периоде
палеозойской геологической эры (в карбоне – от латинского «carbonis» –
уголь), который начался около 330 млн. лет назад и продолжался 55-75
млн. лет. Процесс углеобразования носил прерывистый, циклический
характер. Последующие геологические процессы привели к тому, что
ископаемые угли являются результатом метаморфизма продуктов
разложения высших (обычно древесных) растений, спор и смоляных тел
(метаморфизм – процесс изменения структуры, минералогического, а
иногда и химического состава горных пород в земной коре под влиянием
температуры, давления и химических взаимодействий).
Показатели степени метаморфизма:
содержание углерода, С% (чем выше степень метаморфизма, тем
больше С);
теплота сгорания, пересчитанная на единицу сухой беззольной
массы, Q, МДж/кг (тенденция изменения аналогична С);
выход летучих веществ, Vг
%, которые образуются при
нагревании угля без доступа воздуха до 850°. Этот показатель
рассчитывается на единицу сухой общей массы угля (тенденция изменения
обратна С);
влажность, W % – количество влаги, которое выделяется при
нагревании угля до 105° (тенденция изменения в основном аналогична Vг
);
плотность (объемный вес), γ, т/м3
(тенденция изменения аналогична
С).
По степени метаморфизма выделяют три вида углей: бурые,
каменные, антрациты.
Бурые угли претерпели минимальный метаморфизм (С=67-78%,
Q≤ 30 МДж/кг; Vг
=41-50 %; W=10-25%; γ =1,1-1,2 т/м3
).
Каменные угли претерпели метаморфизм средней степени (С=75-
95%, Q≤ 31-33 МДж/кг; Vг
=8-35 %; W=3-12 %; γ =1,25-1,4 т/м3
).

10. Антрациты претерпели наиболее высокую степень метаморфизма
(С=92-97 %, Q≤ 33 МДж/кг; Vг
≤8%; W=2-4 %; γ =1,4-1,8 т/м3
).
Бурые угли и антрациты преимущественно используются в качестве
энергетического сырья. При этом бурые угли требуют брикетирования или
переработки на синтетическое топливо.
Каменные угли покрывают весь спектр потребностей (энергетика,
металлургия, химия и т.д.). Поэтому вид углей делят на марки и группы,
каждая из которых обеспечивает узкую потребность. В Донбассе выделяют
следующие основные марки каменного угля: Д – длиннопламенный; Г –
газовый; ГЖ – газовый жирный; Ж – жирный; КЖ – коксовый жирный; К -
коксующийся; ОС – отощенно-спекающийся; СС – слабоспекающийся; Т –
тощий.
Угольные месторождения, как правило, расположены в толще
осадочных горных пород земной коры. Горные породы – естественные
минеральные агрегаты более или менее постоянного состава и строения,
слагающие земную кору и залегающие в ней в виде относительно
самостоятельных тел. Осадочные – горные породы, которые образовались в
ходе разрушения, переноса и накопления мельчайших фракций других
пород (песчано-глинистого строения), химического выпадения растворенных
в водоемах веществ, а также – жизнедеятельности микроорганизмов.
Осадочные породы в основном представлены чередующимися слоями
песчаников, известняков, аргиллитов, алевролитов, глинистых, песчано-
глинистых, песчаных и углистых сланцев. Свойства горных пород
изучает наука «литология». Краткая характеристика осадочных пород
представлена в таблице 2.1. Часть осадочных пород, выходящую на
дневную поверхность, принято называть наносами.
В горном деле слои пород принято называть пластами. В силу этого
угольные месторождения в недрах Земли представлены угольными
пластами. Угольный пласт – расположенное на определенной глубине тело в
форме монолитной плиты угля между двумя приблизительно параллельными
поверхностями. Горные породы, в которых заключен угольный пласт,
принято называть боковыми породами пласта. При этом породы,
покрывающие пласт, именуют его кровлей, а породы, подстилающие пласт
– почвой. Если пласт наклонен к горизонту более чем на 45 градусов, то
кровлю именуют висячим боком, а почву – лежачим боком пласта (рис. ).
В одном и том же районе Земли можно наблюдать несколько
пластов, разделенных слоями осадочных пород. Последовательность
формирования угленосной толщи карбона изучается наукой
«стратиграфией» и иллюстрируется таблицей 2.2. Единицами этого
описания служат слоеносные формации, называемые свитами. Свита – это
несколько согласно залегающих пластов (слоев) горных пород
определенного состава и условий образования, имеющих распространение

11. в данном географическом районе Земли. Свиты, пласты и слои пород
нумеруют подстрочными цифровыми индексами. Чем меньше значение
индекса, тем более ранние стадии образования пластов и свит.
Площадное распространение угольных месторождений по
поверхности Земли принято связывать с конкретными зонами их
непрерывного проявления, именуя такие зоны месторождениями или
угольными бассейнами. Угольный бассейн – площадь сплошного или
островного развития угленосных отложений, которая характеризуется
общностью условий происхождения в течение одного геологического
отрезка времени. На Украине выявлено несколько крупных угольных
бассейнов каменных углей, антрацитов и бурых углей (рис. ).
В пределах угольного бассейна выделяют геолого-промышленные
районы – часть бассейна, которая характеризуется не только едиными
геологическими условиями, но и общностью экономических,
географических и исторических особенностей развития. В Донецком,
наиболее освоенном угольном бассейне Украины, выделено 13 геолого-
промышленных районов (рис. ):
1 – Южно-Донбасский район характеризуется залеганием углей
марок Ж, КЖ, К и ОС; каменноугольные отложения представлены свитами
С1
1, С2
1, С3
1, С4
1, С5
1 , из них промышленное значение представляет свита С3
1,
в состав которой входят пласты:
2
1c , н2
10c , 2
10с , с11, с13, 1
16с , 2
17с , с18;
2 – Красноармейский район характеризуется залеганием газовых и
только в южной части – длиннопламенных углей; представлен свитами пластов:
С1
2 (основной промышленный угольный пласт f1), С2
2 (основной
промышленный угольный пласт g1), С3
2 (основные промышленные угольные
пласты: h1, h10), С5
2 ( основные промышленные угольные пласты: k5, k7, k8), С6
2
(основные промышленные угольные пласты: 11, 13, 16, 17, 18), С7
2 (основные
промышленные угольные пласты: m2, m3, m2
4), С1
3 (основной промышленный
угольный пласт n1);
3 – Донецко-Макеевский район характеризуется залеганием углей
марок Ж, КЖ, К и ОС; представлен свитами пластов: С3
2 (основные
промышленные угольные пласты: h3, h7, h8, h10), C5
2 (основной
промышленный угольный пласт k8), С6
2 (основные промышленные угольные
пласты: 11, 13, 14, 18), С7
2 (основной промышленный угольный пласт m3), С4
3
(основной промышленный угольный пласт n1);
4 – Торезо-Снежнянский район характеризуется залеганием углей
марок Т, ОС и А; представлен свитами пластов: С3
2 (основные
промышленные угольные пласты: h1
2, h3, h1
3, h7, h8), C5
2 (пласт k2), С6
2
(пласты: 13, 17), С7
2 (пласты: m3, m9);
5 – Центральный район характеризуется залеганием углей от газовых
до тощих (преобладают марки Ж, КЖ, К, ОС); представлен свитами
пластов: C5
2 (основные промышленные угольные пласты: k1, k2, k3, k4, k5), С6
2

12. (основные промышленные угольные пласты: 11, 11
2, 13, 14, 15), С7
2
(большинство пластов рабочей мощности); С7
2 (пласты: m3, m1
5, m1
6);
6 –Лисичанский район характеризуется залеганием углей марки Д,
которые на юго-востоке переходят в газовые (Г), пригодные для
полукоксования; представлен свитами пластов: С3
2 (основные
промышленные угольные пласты: h10, h11), C5
2 (основные промышленные
угольные пласты: k3, k5, k6, k8), С6
2 (пласты: 11
2, 13, 1в
4, 1в
6, 1н
8), С7
2 (пласты:
m3, m1
5, m1
6);
7 – Алмазно-Марьевский район характеризуется залеганием углей,
состав которых изменяется с севера на юг от марок Г, Ж, КЖ, ОС, до
марки Т; представлен свитами пластов: С3
2 (основной промышленный
угольный пласт h8), C4
2 (основной промышленный угольный пласт i3), C5
2
(основной промышленный угольный пласт k8), С6
2 (основные промышленные
угольные пласты: 11, 11
2, 13, 14, 15, 16, 17, 11
8), С7
2 (основной промышленный
угольный пласт m3);
8 – Селезневский район характеризуется залеганием углей,
относящихся к маркам Т, ПА (полуантрацит) – в южной части района,
ОС, К - на северном крыле и в осевой части среди верхних пластов угля;
максимальная общая мощность приурочена к свитам: С3
2 (основные
промышленные угольные пласты: h3, h10), C5
2 (основные промышленные
угольные пласты: k1
3, k1
5, k6), С6
2 (основные промышленные угольные
пласты: 11, 11
2, 15, 16), С7
2 (основной промышленный угольный пласт m3);
9 – Луганский район характеризуется залеганием углей, значительная
часть которых, особенно на юге района, относится к марке Г и пригодна при
кокосовании, а угли марок Ж, К и ОС имеют значительное распространение;
максимальная общая мощность приурочена к свитам: С3
2 (основные
промышленные угольные пласты: h6, h7), C4
2 (пласт i3), C5
2 (пласты: k2, k3, k6,
k7, k1
7, k8), С6
2 (пласты: 11, 12, 11
2, 16, 17), С7
2 (пласты: m3, m1
5, m1
6);
10 – Краснодонский район характеризуется залеганием углей марок
Г, Ж, КЖ, К, ОС, Т, ПА; представлен свитами пластов: С3
2 (основные
промышленные угольные пласты: h1
8, hв
11), C4
2 (пласты: i3, i1
3), C5
2 (пласты:
kн
2, kв
2, k5, k1
7), С6
2 (пласты: 11
2, 13, 16), С7
2 (пласт m3);
11 – Ореховский район характеризуется залеганием антрацитов и
полуантрацитов; представлен пластами: h2, h3, h7, h8, h10, h1
10 свиты С3
2;
12 – Боково-Хрустальский район характеризуется залеганием
антрацитов и полуантрацитов; представлен свитами пластов: С3
2
(основные промышленные угольные пласты: h7, h8, h10, h11), C5
2 (пласты: k5,
k1
7), С6
2 (пласты: 11, 12, 11
2, 13, 11
3, 14, 15, 18), С7
2 (пласты: m3, m1
5, mв
7);
13 – Должано-Ровенецкий район характеризуется залеганием
высококачественных антрацитов; представлен свитами пластов: С3
2
(основные промышленные угольные пласты: h7, h8, h10, h11), C4
2 (пласт i3),
C5
2 (пласты: k1
3, k5, k1
5, k6, k1
7), С6
2 (пласты: 11, 12, , 11
2, 13, 11
3, 14, 15, 16, 18).

13. 2.2. Табличные материалы и графические иллюстрации
Рис. 2.1. Классификация угольных пластов по углу падения: а – горизонтальное и
слабонаклонное залегание пласта (α=0…2°); б – пологое (α=3…18°) и наклонное
(α=19…35°) залегание пласта; в – крутонаклонное (α=36…55°) и крутое (α>55°)
залегание пласта; 1 – кровля пласта; 2 – почва пласта; 3 – висячий бок; 4 – лежачий
бок; 5 – угольный пласт.
Рис. 2.2. Схематичная карта расположения угольных месторождений Украины: 1 –
Донецкий каменноугольный бассейн; 2 – месторождения Западного Донбасса; 3 –
Львовско-Волынский каменноугольный бассейн; буроугольные месторождения: 4 –
Андрушевское; 5 – Константиновское; 6 – Казацкое; 7 – Новомиргородское.

14. Таблица 2.1 – Литологическая характеристика осадочных горных пород
№
п/п
Наименова
ние слоя
Графическое
обозначение
Минеральный состав
Осадочные горные породы
1 Наносы Общее название рыхлых четвертичных
отложений на земной поверхности не
зависимо от условий их возникновения
(песок, гравий, галечник, глина, суглинок и
т.д.).
2 Песчаник Размер частиц может изменяться от 0,1 до
1 мм. Наиболее часто в песчаниках
присутствуют глинистый, карбонатный,
кремнистый, а иногда смешанный
(глинисто-карбонатный, кремнисто-
железистый, глинисто-кремнистый)
цемент.
3 Аргиллит Размер частиц менее 0,01 мм,
представляют собой сцементированные
уплотненные глины.
4 Алевролит Размер частиц может изменяться от 0,01 до
0,1 мм. Состоят они из обломков кварца,
полевых шпатов, слюд, иногда углистого
материала, сцементированных глинисто-
кремнистых или известняковых цементов.
5 Известняк В основном состоят из кальцита (более
60%), содержат примеси доломита,
глинистого и органического вещества,
сидерита, кварцита, гидроокислов железа.
Метаморфизированные горные породы
6 Сланец
песчаный
Сланцы – средние и крупнозернистые
породы с ясно выраженной
сланцеватостью. Состоят из полевых
шпатов, кварцита, слюды, хлорита,
талька, амфиболов и других минералов.
По преобладающему темноцветному
минералу дается название сланцу
(слюдистый сланец, хлоритовый сланец,
тальковый сланец). Окраска сланцев
светло-серая, серая, зеленовато-серая,
реже зеленая.
7 Сланец
глинистый
8 Сланец
углистый

15. Таблица 2.2 – Стратиграфическая характеристика угленосной толщи карбона
Система Отдел
Индекс свиты
Граничный
известняк
Угольный
пласт (от и
до)
Геологи-
ческий
По
синонимике
КАМЕННОУГОЛЬНАЯС
Верхний
С3
С3
3 P P1…P5 p1…p5
С3
2 O O1…O3 o0…o3
С3
1 N N1…N5 n0…n4
Средний
С2
С2
7 M M1…M10
2 m1…m9
2
С2
6 L L1…L7 l0…l8
2
С2
5 K K1…K9
1 k1…k8
С2
4 J I1…I4
2 i0…i3
2
С2
3 H H1…H6
1 h1…h11
1
С2
2 G G1…G4 g1…g3
2
С2
1 F F1…F2
2 f0…f1
Нижний
С1
С1
5 E E1…E9 e1…e8
С1
4 D D1…D7 d1…d4
С1
3 C C1…C10 c1…c24
С1
2 B B1…B12 b1…b3
С1
1 A
Рис. 2.3. Схема районирования Украинского Донбасса.

16. 2.3. Самостоятельная работа студента
1. Изучить рекомендованную литературу и макет конспекта.
2. Изучить графические и табличные иллюстрации к разделу.
3. На рисунках графических иллюстраций установить соответствие
словесного и цифрового обозначения элементов рисунков.
4. Установить соответствие терминологии и рисунков графических
иллюстраций.
5. Сформулировать ответы на вопросы для изучения.
6. Консультации по изученному материалу.
2.4. Контрольные вопросы
1. Как образовался ископаемый уголь, в какой форме он залегает в
земной коре и чем обусловлено различие видов угля?
2. Что такое осадочные породы, какими классами они представлены и
как именуются боковые породы угольного пласта?
3. Укажите основные угольные бассейны Украины, приведите краткую
характеристику геолого-промышленных районов Украинского
Донбасса.
4. Сформулируйте основные признаки стратиграфического описания
угленосной толщи.
2.1.1. Вопросы для изучения
Что такое ископаемый уголь? Когда, как и под влиянием чего он
образовался? Какую роль в образовании угля сыграли геологические процессы
Земли, именуемые метаморфизмом пород? Как степень метаморфизма
влияет на основные качества угля? Как классифицируют угли? Какими
свойствами характеризуются горные породы, среди которых встречаются
угольные месторождения? Что такое угольный пласт и как относительно
его ориентируют вмещающие породы? Как связаны между собой
особенности формирования и залегания угольных пластов в угленосной
толще? Как распространены угольные месторождения на Земле? Что
такое угольный бассейн, и на какие однородные части он делится?

17. 3. Элементы залегания угольных пластов. Геологические нарушения
Литература
«Основы технологии горных работ»; Учебное пособие / Под ред.
К.Ф. Сапицкого – К: ИСДО, 1993. – С. 11 - 15.
3.1. Основные характеристики и определения
Элементы залегания - необходимая совокупность характеристик
пространственного положения угольного пласта, достаточная для
определения и деления на элементарные части запасов угля в пласте,
максимально приспособленные к современным способам и средствам
планомерного извлечения этих запасов на дневную поверхность.
Линию пересечения почвы пласта с условной горизонтальной
плоскостью, проведенной через любую точку его запасов называют линией
простирания пласта в данной точке. Ее ориентируют относительно сторон
света. Обобщенное простирание пласта определяют линией простирания в
центре тяжести его запасов. Линии пересечения почвы пласта параллельными
горизонтальными взаимно равноудаленными плоскостями называют
изогипсами. В Донбассе изогипсы фиксируют через 10, 50 или 100 м по
вертикали, а их пространственное положение конкретизируют глубиной
относительно уровня Балтийского моря.
Линию горизонтальной плоскости, перпендикулярную линии
простирания, называют линией в крест простирания пласта в данной его
точке. Линию пересечения почвы пласта вертикальной плоскостью,
проведенной через линию в крест простирания, называют линией падения
пласта в данной его точке. Угол между линией падения и линией в крест
простирания называют углом падения пласта в данной его точке.
Обобщенный угол падения пласта характеризуют диапазоном (от до)
углов падения по площади пласта.
Линию вертикальной плоскости, перпендикулярную линии падения,
называют линией напластования в данной точке пласта. Расстояние, по
линии напластования между почвой и кровлей пласта называют его
мощностью в данной его точке. Обобщенную мощность пласта
характеризуют диапазоном (от до) его мощностей по всей площади
пласта.
Понятия простирания, падения, мощности и угла падения пласта
относят к основным элементам залегания угольных пластов (рис. 3.1).
Дополнительные характеристики залегания угольного пласта
связаны с деформациями, которым он подвергся в процессе формирования
и складкообразования. Деформации угольного пласта именуют
геологическими нарушениями:
а) пликативными (без разрыва сплошности породной толщи) –
складчатые нарушения, местные вздутия, утонения, выклинивания и

18. размывы пласта (рис. 3.2);
б) дизъюнктивными (с разрывом сплошности породной толщи) –
сбросы, взбросы, надвиги (рис. 3.3).
Геологические нарушения приурочены, в основном, к зонам
перегиба слоев осадочных пород. Если складка в зоне перегиба
ориентирована выпуклостью вниз, то ее называют - синклиналью (рис.
3.2). Складка выпуклостью вверх - антиклиналь (рис. 3.2).
В общем случае геологические нарушения имеют произвольное
направление своего проявления и значительно осложняют извлечение угля из
недр.
3.2. Графические иллюстрации
Условные обозначения:
– пласт; – горизонтальная плоскость; – вертикальная плоскость
Рис. 3.1. Схема основных элементов залегания угольного пласта: 1 – линия
простирания; 2 – линия в крест простирания; 3 – линия падения; 4 – линия
напластования; 5 – точка измерения элементов залегания пласта;6 – глубина
точки измерения элементов залегания пласта; α – угол падения.

19. Рис. 3.2. Пликативные нарушения: а – размыв пласта; б – расщепление
пласта; в – складки пласта: синклиналь (А), антиклиналь (Б).
Рис. 3.3. Дизъюнктивные геологические нарушения пласта: а –
сброс; б – взброс; в – сдвиг.
3.3. Самостоятельная работа студента
1. Изучить рекомендованную литературу и макет конспекта.
2. Изучить графические иллюстрации к разделу.
3. На рисунках графических иллюстраций установить соответствие

20. словесного и цифрового обозначения элементов рисунка.
4. Установить соответствие терминологии и рисунков графических
иллюстраций.
5. Сформулировать ответы на вопросы для изучения.
6. Консультации по изученному материалу.
3.4. Контрольные вопросы
1. С какой целью определяют элементы залегания угольных пластов?
Приведите определения основных элементов залегания пласта.
2. Приведите и объясните графическую модель определения элементов
залегания угольного пласта.
Вопросы для изучения
С какой целью устанавливают пространственное положение угольных
пластов? К каким пространственным координатам привязывают элементы
залегания пласта в земной коре? Какая совокупность элементов залегания
необходима и достаточна для фиксации пространственного положения
пласта? Какие явления осложняют пространственное положение угольного
пласта? Что такое геологическое нарушение? Какие геологические
нарушения встречаются на угольных месторождениях?

21. 4. Геологические и горнотехнические характеристики угольного пласта
Литература
«Основы технологии горных работ»: Учебное пособие / Под ред.
К.Ф Сапицкого – К: ИСДО, 1993. – С. 11–15, С.17–19.
4.1. Основные характеристики и определения
Исторический опыт подземной добычи угля показывает, что
достаточно полное представление об условиях горных работ дают
геологические и горнотехнические характеристики угольного пласта:
– мощность пласта;
– угол падения пласта;
– сопротивляемость массива угля резанию;
– крепость, устойчивость и обрушаемость боковых пород пласта;
– склонность угля пласта к самовозгоранию;
– газоносность пласта и его боковых пород;
– водоносность пласта и его боковых пород;
– температура пласта и боковых пород.
Для описания мощности пласта используют понятия общей, полезной
и вынимаемой мощности (рис. 4.1). Общая мощность - это суммарная
толщина пласта от почвы до кровли, включающая угольные и породные
пачки. Полезная мощность - это суммарная толщина только угольных
пачек пласта. Вынимаемая мощность - это извлекаемая часть общей
мощности пласта. От мощности пласта зависит технология его извлечения,
вид применяемого при этом оборудования, интенсивность и
концентрация горных работ. Мощность пластов изменяется в широком
диапазоне (от долей метра до десятков метров) и это обуславливает
необходимость классификации пластов по мощности, которая
предусматривает следующие группы:
– весьма тонкие пласты (общая мощность ≤ 0,7м);
– тонкие пласты (общая мощность 0,71м ≤ m ≤ 1,2м);
– пласты средней мощности (общая мощность 1,21–3,5 м);
– мощные пласты (общая мощность свыше 3,5 м).
Практика показала, что наиболее комфортные условия горных работ
и наиболее полное решение проблемы горного производства достигаются
при разработке пластов средней мощности.
Для обеспечения максимального приспособления горных работ к
условиям подземной добычи угольные пласты по углу падения делят на
следующие группы;
– пологие (угол падения до 18°);
– наклонные (19-35°);
– круто наклонные (36-55°);

22. – крутые (56-90°);
Пологие пласты с углом падения до 2-3º условно считают
горизонтальными. Среди пологих пластов также выделяют подгруппу с
углом падения до 10º. При прочих равных условиях разработка пластов этих
подгрупп сопровождается минимальными затруднениями.
Почти всю подземную добычу угля в мире получают, отделяя куски
угля от массива пласта. Поэтому изучают сопротивляемость массива угля
резанию, среднее значение которой определяют динамометрическим
сверлом СДМ в реальных условиях горных работ. Выделяют три группы
пластов по сопротивляемости резанию:
I группа представлена слабыми, хрупкими углями пластов;
II группа включает пласты с углями средней крепости, вязкими, но
хрупкими;
III группа - пласты с крепкими и вязкими углями.
Если пласт имеет сложное строение (включает прослойки), то также
учитывают сопротивляемость резанию породных прослойков.
Объем, технология и техника горных работ находятся в самой тесной
связи с крепостью, устойчивостью и обрушаемостью боковых пород
угольных пластов, поскольку после извлечения пласта эти породы теряют
опору и под действием силы тяжести приходят в движение, угрожая
завалами рабочего пространства.
Крепость породы - характеристика, отображающая сопротивляемость
породы ее разрушению. М.М. Протодьяконовым предложена шкала
коэффициентов (f) крепости горной породы (таблица 2.3),
характеризующая их сравнительную крепость (от 0,3 до 20 условных
единиц). Например, для кварцитов и базальтов f = 20, для обыкновенного
песчаника f = 6, для угля f =1,0 – 1,5, для плывучих, сыпучих и землистых
пород f = 0,3-0,6.
Устойчивость пород кровли пласта - это способность граничащих с
угольным пластом пород находиться некоторое время после их обнажения в
первозданном (ненарушенном - равновесном) состоянии. ДонУГИ
предложил разделить породы кровли пласта на пять категорий
устойчивости:
– весьма неустойчивые, Б1 (углисто-глинистый сланец с плоскостями
ослабления, f ≤ 2);
– неустойчивые, Б2 (глинистый, песчано-глинистый сланец,
непрочный песчанистый сланец, f = 2÷3);
– малоустойчивые, Б3 (сланцы с f = 3-5);
– средней устойчивости, Б4 (прочные сланцы, песчаники и т.п., f = 5÷7);
– устойчивые, Б5 (монолитные слои пород с f > 7).
Обрушаемость пород кровли пласта - способность обнаженных пород

23. самообрушаться при отсутствии одной из опор. ДонУГИ выделяет пять
категорий обрушаемости пород кровли пласта:
– легкообрушаемые, А1 (чередующиеся слои сланцев, песчаников и
др., f ≤ 4);
– средней обрушаемости, А2 (чередующиеся слои сланцев,
песчаников и др., f = 4÷6);
– труднообрушаемые, А3 (однородные мощные массивы сланцев,
песчаников, известняков, f = 6÷10);
– весьма труднообрушаемые, А4 (массивы монолитных песчаников,
известняков, f > 10);
– склонные к плавному прогибу, А5 (прогибающиеся известняки,
реже песчаники при мощности пласта <1 м, f = 6÷12).
Устойчивость и обрушаемость пород в значительной мере зависит от
их природной трещиноватости. Трещины, появившиеся в пласте при его
образовании в результате усадки исходного вещества обычно образуют
две взаимно перпендикулярные системы – кливаж. Эти трещины
эндогенного происхождения. Есть также трещины в угольном пласте и слоях
пород экзогенного (тектонического) происхождения.
Одну из наибольших опасностей представляют подземные пожары. Это
определяет необходимость изучения склонности угля пласта к
самовозгоранию. В Донбассе такой склонностью характеризуется около 15%
пластов. Склонность угля пласта к самовозгоранию определяется скоростью
реакций его окисления в массиве и критической температурой появления
открытого огня.
Угольные пласты содержат много газов, среди которых наибольшую
долю составляют вредные для людей и технологии метан (СН4) и
углекислый газ (СО2). Количество газов (м3
), содержащихся в массовой
единице угольного пласта (в тонне) в виде свободных и сорбированных
газов, называют газоносностью. Природная газоносность (до 25 – 30 м3
/т)
– количество газа в массовой единице угольного пласта, находящегося в
нетронутом массиве. Остаточная газоносность (от 1,7 до 5,3 м3
/т) –
количество газа в массовой единице добытого угля.
Горные породы содержат воду, которая находится в парообразном,
жидком или прочно связанном состоянии. Прочно связанная вода (γ ≈
1,5т/м3
), очень вязкая, упругая, не проводит электроток, замерзает при t = –
78ºС, не растворяет соли, не выделяется из породы. Жидкая вода
(нормальные свойства) подразделяется на капиллярную и гравитационную.
При ведении горных работ в выработке свободно вытекает
гравитационная вода.
Показателем обводненности шахты служит отношение количества
воды (м3
), откачиваемой из шахтного поля за год, к количеству добытого за
тот же период угля (т) – [м3
/т].
Коэффициент водообильности в Донбассе составляет в среднем 2,8

24. м3
/т, изменяясь от 0,8 до 12,3 м3
/т. Наибольший приток воды наблюдается
на глубине до 300 – 400м, заметно уменьшаясь на глубинах >500м.
Температура боковых пород угольного пласта зависит от глубины
ведения горных работ. В Донбассе температура пород, начиная с глубины 8
м (где она равна 0°), возрастает на 1°С на каждые 30-35 м увеличения
глубины.
В целом с увеличением глубины залегания свойства угольного
пласта и его боковых пород усложняются.
4.2. Табличные материалы и графические иллюстрации
Таблица 2.3 - Шкала коэффициентов крепости горной породы
по М.М. Протодьяконову.
№
п/п
Категор
ия
крепост
и пород
Степень
крепости
пород
Породы
Коэффиц
иент
крепости
породы
1 I
В высшей
степени
крепкие
Наиболее крепкие, плотные и вязкие кварциты,
базальты. Исключительные по крепости другие
породы.
20
2 II
Очень
крепкие
Очень крепкие гранитные породы. Кварцевый
порфирит; очень крепкий гранит; кремнистый сланец;
менее крепкие кварциты, чем указано выше. Самые
крепкие песчаники и известняки.
15
3 III Крепкие
Гранит (плотный) и гранитные породы. Очень крепкие
песчаники и известняки. Кварцевые рудные жилы.
Крепкий конгломерат. Очень крепкие железные руды.
10
4 IIIа Крепкие
Известняки (крепкие). Некрепкий гранит. Крепкие
песчаники. Крепкий мрамор, доломит. Колчеданы. 8
5 IV
Довольно
крепкие
Обыкновенный песчаник. Железные руды.
6
6 IVа То же Песчанистые сланцы. Сланцеватые песчаники. 5
7 V
Средней
крепости
Крепкий глинистый сланец. Некрепкий песчаник и
известняк; мягкий конгломерат. 4
8 Vа То же
Разнообразные сланцы (некрепкие). Плотный
мергель.
3
9 VI
Довольно
мягкие
Мягкий сланец, очень мягкий известняк, мел,
каменная соль, гипс. Мерзлый грунт, антрацит.
Обыкновенный мергель. Разрушенный песчаник,
сцементированная галька, каменистый грунт.
2
10 VIа То же
Щебенистый грунт. Разрушенный сланец,
слежавшаяся галька и щебень. Крепкий каменный
уголь, отвердевшая глина.
1,5
11 VII Мягкие
Глина (плотная). Мягкий каменный уголь, глинистый
грунт.
1,0
12 VIIа То же Легкая песчаная глина, лёсс, гравий. 0,8

25. 13 VIII
Землянист
ые
Растительная земля. Торф. Легкий суглинок, сырой
песок. 0,6
14 IX Сыпучие
Песок, осыпи, мелкий гравий, насыпная земля,
добытый уголь.
0,5
15 X Плывучие
Плывуны, золотистый грунт. Разжиженный лёсс и
другие разжиженные грунты.
0,3
Рис. 4.1. Схема строения пласта и вмещающих его пород: – общая мощность
пласта; – полезная мощность пласта; – вынимаемая мощность пласта;
– мощность прослойка породы; – мощность пачек пласта
4.3. Самостоятельная работа студента
1. Изучить рекомендованную литературу и макет конспекта.
2. Изучить графические и табличные материалы к разделу.
3. На рисунке установить соответствие словесного и цифрового
обозначения элементов рисунка.
4. Установить соответствие терминологии и рисунка.
5. Сформулировать ответы на вопросы для изучения.

26. 6. Консультации по изученному материалу.
4.4. Контрольные вопросы
1. На графическом примере объясните варианты строения угольного
пласта, по его мощности. Укажите принцип классификации пластов
по мощности и приведите основные характеристики
классификационных групп.
2. Почему и как классифицируют угольные пласты по углу их падения?
Приведите основные характеристики классификационных групп
пластов.
3. Приведите перечень геологических и горнотехнических
характеристик угольного пласта и его боковых пород. Объясните,
что такое «сопротивляемость пласта резанию» и «склонность угля к
самовозгоранию».
4. Объясните термины «крепость», «устойчивость» и «обрушаемость»
боковых пород угольного пласта. Какой основной признак используют
при их классификации?
5. Опишите такие свойства угольных пластов, как «газоносность» и
«обводненность». Какими показателями они характеризуются?
Вопросы для изучения
Какие сведения об угольном пласте и его боковых породах необходимы для
успешного ведения горных работ? Как классифицируют угольные пласты?
Как классифицируют боковые породы пласта? Как классифицируют
свойства пластов и боковых пород? Как влияет глубина расположения
пласта на проявление его свойств?
5. Физические явления при ведении горных работ
5.1. Основные характеристики и определения
Физические явления – следствие конкретных геологических и
горнотехнических свойств конкретных угольных месторождений –
сопровождают процессы горных работ в виде:
– газовыделение в открытое пространство;
– притоков воды в выработки;
– сдвижения и обрушения горных пород;
– горного давления;
– внезапных выбросов газа и угля (породы);
– горных ударов;
– пылеобразования;
– нагревания шахтного воздуха.

27. Выделение газов в донецких шахтах в большинстве случаев
представлено поступлением метана из разрабатываемых угольных пластов
и их боковых пород в подземные горные выработки. Метан (CH4),
смешиваясь с атмосферным воздухом в шахте, может образовывать
опасные смеси: 1) при содержании метана в смеси до 5% он горит, но
только около источника огня; 2) при содержании метана в смеси от 5 до
15% смесь, инициированная открытым огнем, взрывается
(максимальная сила взрыва при 9,5%); 3) при содержании метана в
смеси свыше 16% он не горит и не взрывается (без активного притока
кислорода), но очень опасен для здоровья рабочих, тем, что вытесняет из
рудничного воздуха кислород.
Метан поступает из обнаженных поверхностей пласта и его боковых
пород; из отбитого и транспортируемого угля; из выработанного
пространства. Выделение метана характеризуется его скоростью
(м3
/мин). Производной от скорости является относительная
газообильность шахты – отношение объема метана, выделившегося за
сутки к объему добытого за сутки угля (м3
/т.с.д.). Выделение метана в
шахте может проявляться: равномерно; в виде суфляра (из трещин в
массиве пород с дебитом газа 1 м3
/мин и более); и в виде внезапного
выброса.
Притоки воды в шахте проявляются в следующих видах: а)
значительное выделение воды из почвы пласта (размокание почвы); б)
сильный капеж из кровли выработки; в) непрерывные струи воды; г)
внезапный прорыв воды.
Сдвижение и обрушение горных пород - следствие непрерывного
действия гравитации в условиях, когда крепость и устойчивость пород
недостаточны для противодействия ей, - порождают горное давление -
силы в массиве пород, окружающем данную точку горных работ,
вследствие непрерывного и динамичного движения его породных слоев и
их частей в полости, создаваемые горными работами. Динамичность сил
горного давления превращает его в основной фактор опасности горных
работ.
Внезапный выброс газа и угля (породы) – самопроизвольное
мгновенное разрушение части пласта вблизи места активных горных работ,
сопровождающееся интенсивным выделением метана (от 10 м3
до 105
м3
газа) и отбросом значительных масс (от нескольких до тысяч тонн) в зону
горных работ с мгновенным выделением большого количества газа метана,
угля и породы.
Горный удар – быстропротекающее разрушение части массива,
окружающего горную выработку, сопровождаемое выбросом горной
массы, сильным звуковым эффектом и мощной воздушной волной.
Пылеобразование - следствие механического разрушения пластов
угля и породы. Наибольшую опасность представляет взвешенная в воздухе

28. пыль. Пыль, образовавшаяся при разрушении пласта, называют угольной,
а пыль от разрушения пород - породной. Породная пыль вызывает тяжелое
профессиональное заболевание – силикоз. Угольная пыль, помимо угрозы
здоровью рабочих, склонна к взрывам. Угольная пыль попадает в легкие и
вызывает профессиональное заболевание – антракоз.
Нагревание воздуха в шахте происходит от обнаженных пород и от
работающего оборудования. Воздух, имеющий температуру свыше 26°С в
подземных условиях угрожает здоровью рабочих и приводит к падению
производительности труда.
Таким образом, физические явления при ведении горных работ
превращают подземную добычу угля в опасный для работников вид
хозяйственной деятельности.
Опасности процессов горных работ (таблица 2.4) связаны со
следующими обстоятельствами:
– стесненность рабочего пространства в точке ведения горных работ
(диктуется ограниченностью мощности пласта и параметрами горных
выработок);
– сложность обеспечения устойчивости и ориентации оборудования
и обслуживающих его людей (диктуется углом падения пласта);
– возможность завала рабочего пространства (диктуется свойствами
горных пород и особенностями проявления горного давления);
– возможность затопления рабочих пространств подземными водами;
– возможность возникновения взрывоопасных смесей воздуха и
выделяющегося в шахте метана;
– возможность внезапных выбросов угля (породы) и газа;
– возможность превышения допустимой температуры шахтного
воздуха (вследствие нагревания воздуха от пород и работающего
оборудования);
– возможность накопления взрывоопасных отложений угольной
пыли;
– возможность сдвижения горных пород приводит к перемещению и
деформации пород в результате нарушения их равновесия под влиянием
горных разработок, изменения физико-механических свойств пород и других
причин;
– возможность обрушения горных пород приводит к сдвижению
пород с разрушением слоев и отделением от массива отдельных кусков и
глыб.
Поэтому важным моментом горных работ является профилактика
угроз превращения опасностей в аварийные ситуации, которая реализуется
либо локально (в данной точке горных работ), либо регионально (для части
или даже для всего предприятия).

29. По существу, профилактика угроз заключается либо в
приспособлении к естественному развитию событий, либо в
нейтрализации причин возникновения и развития опасностей.
Приспособление к естественному развитию событий осуществляется
пассивным или активным способом. Нейтрализация причин включает
действия по физическому управлению обстоятельствами горных работ.
Пассивное приспособление реализуется путем классификации
условий горных работ (по мощности и углу падения пластов),
классификаций шахт (например, по газообильности – табл. 2.5),
установлением норм допустимого содержания вредностей в шахтном
воздухе (например, таблица 2.6), ограничением скорости ведения горных
работ.
Активное приспособление включает разработку специальной
техники и технологии горных работ для каждого класса условий,
организацию водоотлива, кондиционирование шахтного воздуха,
осуществление специальных мер по борьбе с пылью и внезапными
выбросами, создание и использование полного комплекса
технологических связей в шахте.
Нейтрализация причин возникновения и развития опасностей
включает дегазацию и осушение горного массива, а также управление
горным давлением. Дегазация, равно как и осушение горного массива, –
это комплекс работ, осуществляемый на основе специальных технологий
и специального оборудования. Управление горным давлением состоит в
действиях, направленных на максимально возможное сохранение
равновесного состояния горного массива. Основным направлением этих
действий (рис. 5.1) является управление сдвижениями и обрушениями
кровли вынимаемых пластов путем: 1) оставления целиков угля (рис.
5.1, а); 2) полного замещения извлеченного пласта пустой породой (рис.
5.1, б); 3) постановки крепи – распора между кровлей и почвой пласта; 4)
принудительного обрушения кровли пласта на часть ее мощности для
удержания оставшейся части пород (рис. 5.1, в); 5) возведение
искусственных сооружений (бутовых полос – полос из пустой породы),
заменяющих целики; 6) плавного опускания кровли пласта при
сохранении ее сплошности (рис. 5.1, г).

30. 5.2. Табличные материалы и иллюстрации
Таблица 2.4 – Обозначение очагов опасности в горной документации
№
п/п
Место Обозначение
1 а) суфлярного выделения газа (указывается
порядковый номер, дата возникновения или
обнаружения события и химическая формула
выделившегося газа)
2 б) внезапного выброса газа и полезного ископаемого
3 в) внезапного выброса газа и породы
4 г) взрыва газа
5 д) взрыва пыли
6 е) горного удара
7 ж) самовозгорания
8 з) усиленного притока воды
Таблица 2.5 – Классификация шахт по газу
№
п/п
Категория шахт по
метану
Относительная метанообильность шахты, м3/т.с.д.
1 I До 5
2 II От 5 до 10
3 III От 10 до 15
4 Сверхкатегорийные 15 и более; шахты, опасные по суфлярным выделениям
5 Опасные по внезапным
выбросам
Шахты, разрабатывающие пласты, опасные по
внезапным выбросам угля и газа; шахты с выбросами
пород.
Таблица 2.6 – Допустимые нормы содержания метана в шахте
№
п/п
Вентиляционная струя
Недопустимая
концентрация
метана, %
1 Исходящая из очистной или тупиковой выработки,
камеры, выемочного участка
Более 1
2 Исходящая крыла, шахты Более 0,75
3 Поступающая на выемочный участок, в очистные
выработки, к забоям тупиковых выработок и в камеры
Более 0,5
4 Местные скопления в очистных, тупиковых и других
выработках
2 и более

31. Рис. 5.1. Способы управления горным давлением: а – оставление
целиков; б - полная закладка выработанного пространства; в – полное
обрушение; г - – плавное опускание
5.3. Самостоятельная работа студента
1. Изучить макет конспекта.
2. Изучить графические и табличные материалы к разделу.
3. На рисунках установить соответствие терминологии, словесного и
цифрового обозначения элементов рисунка .
4. Сформулировать ответы на вопросы для изучения.
5. Консультации по изученному материалу.
6.
5.4. Контрольные вопросы
1. Охарактеризуйте связь физических явлений в процессе горных работ с
геологическими и горнотехническими характеристиками угольных
пластов и их боковых пород. Перечислите возможные физические
явления.
2. Укажите опасности процессов горных работ и охарактеризуйте их
связь с физическими явлениями при разработке угольных пластов.
3. На примерах классификаций условий горных работ иллюстрируйте
пассивное приспособление к опасностям их процессов.
4. На примерах управления горным давлением проанализируйте
сущность нейтрализации причин, которые порождают опасности
процессов горных работ.
Вопросы для изучения
Какие физические явления сопровождают процессы горных работ? К каким
опасностям для горного персонала ведут эти явления? Каким образом
предотвращают превращение опасностей в аварийные ситуации? Каковы
основные приемы предотвращения опасностей?

32. ЛЕКЦИЯ 2.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ УКРАИНЫ.
ШАХТА. ШАХТНОЕ ПОЛЕ. ЗАПАСЫ УГЛЯ В ШАХТНОМ ПОЛЕ.
ДЕЛЕНИЕ ШАХТНОГО ПОЛЯ НА ОСНОВНЫЕ ЧАСТИ
2.1. Основные потребители угля
Угольная промышленность Украины, несмотря на снижение в последние годы
объемов добычи угля, по-прежнему является основным поставщиком энергетического
топлива и сырья для коксохимической и химической промышленности. Структура по-
требления угля в масштабах страны непрерывно изменяется.
В начале ХХ века основными потребителями продукции угольных шахт являлись
металлургические заводы и железные дороги. В дальнейшем в связи со строительством
тепловых электростанций, переходом железных дорог на тепловозную тягу и последую-
щей их электрификацией изменился состав потребителей угля и их удельный вес. Дина-
мика этих изменений представлена в табл. 1.1.
Таблица 2.1 Структура потребления угля
Потребители угля
Удельный вес в % по периодам
середина
60-х гг
1991 г
Предприятия черной металлургии 35 35
Тепловые электростанции 22 32
Министерство путей сообщения 8 1
Технологическое топливо (пред-
приятия стройматериалов и пище-
прома)
5 10
Коммунально-бытовой сектор 15 9
Остальные, включая экспорт 15 13
В настоящее время уголь и угольные сланцы используются в абразивной и электро-
технической промышленностях для производства термоантрацита и литейных порошков,
при очистке питьевых и сточных вод, при агломерации руд, производстве полупроводни-
ковых материалов. При химической переработке угля получают большое количество раз-
нообразной продукции: пластические массы, синтетические жидкое и газообразное топ-
ливо, каучук и др. Высококачественные антрациты находят применение при производстве
графита, углеграфитовых конструкционных материалов.
Кроме того, уголь и отходы его обогащения используются многими другими от-
раслями промышленности: резинотехнической (производство сажи), алюминиевой (про-
изводство глинозема из отходов обогащения), стройматериалов (при обжиге керамзита,
кирпича, цемента; при использовании золы в качестве вяжущего материала) и др.
2.2. Общие сведения о добыче угля в Украине и перспективы ее развития
Первые сведения о промышленной добыче угля на территории Украины относятся
еще к первой половине XVIII в. Так, в 1723 году Никита Вепрейский и Семен Чирков ор-
ганизовали разработку каменного угля в урочище Скелеватое близ Бахмута (ныне Арте-