Шахтное поле расположено в центральной части Красноармейского угленосного района Донбасса и сложено комплексом осадочных пород среднего и частью верхнего карбона, относящихся к свитам ,  , , . Породы каменноугольного возраста повсеместно перекрыты неогеновыми и четвертичными отложениями.

Дитологические отложения карбона представлены чередованием слоев песчаников, алевролитов, аргиллитов, вмещающих маломощные слои углей и известняков.

Площадь шахтного поля расположена в висячем крыле крупного Центрального надвига. Залегание каменноугольных пород моноклинальное, с падением пластов на восток и северо-запад под углами 3-15°.

Характерной особенностью строения оцениваемой площади является тот факт, что разрывные нарушения в основном развиты в зонах расчленения Центрального надвига на 2-3 ветви, и в большинстве своем сопровождает его и Глубокоярский сброс. Кроме того, нарушения сгруппированы, взбросы сопровождают надвиг и сбросы.

В центральной и восточной частях участка, в зоне шириной 0,8-1,6 км, прослеживается большая группа нарушений. Эта зона будет наименее благоприятной для отработки запасов угля.

Более благоприятными в тектоническом отношении являются блоки на северо-востоке и юго-западе оцениваемой площади.

На отработанной площади ведение горных работ осложняется влиянием зон Центрального надвига, Краснолиманского и Родинского сбросов, а также мелкоамплитудной нарушенности.

Северо-восточный блок наиболее благоприятный для ведения очистных и горных работ, так как наименее подвержен тектонической нарушенности.

В целом оцениваемую площадь можно отнести к типу средней сложности тектонического строения.

Углевмещающие породы в пределах шахтного поля представлены аргиллитами, алевролитами, песчаниками и известняками.

Аргиллит серого, темно-серого цвета, горизонтально- и тонкослоистый, с включением сидеритовых конкреций, пирита в виде стяжений неправильной формы, иногда переслоение углистым материалом, с отпечатками обуглившейся флоры, средней крепости, от среднеустойчивого до весьма неустойчивого.

Алевролит серого, реже – темно-серого цвета, горизонтально-слоистый или с неясно выраженной слоистостью; характерно наличие слюдистого или углистого материала по плоскостям отдельных слоев, а также отпечатков растительности, иногда комковатой текстуры с включением сидеритовых конкреций, малой или средней крепости, от среднеустойчивого до весьма неустойчивого.

Песчаник серого или светло-серого цвета, кварцево-полевошпатовый, на кварцевом или глинистом цементе, слюдистый, иногда с тонкими прослойками алевролита; в основном мелкозернистый, реже среднезернистый и тонкозернистый, слоистый, средней крепости и крепкий, от среднеустойчивого до устойчивого.

Известняк темно-серого, реже серого цвета, скрытокристаллический, массивный, трещиноватый (трещины заполнены кальцитом), характерно наличие углистого материала, крепкий, устойчивый.

Продуктивная толща указанных свит содержит до 60 угольных пластов и прослоев, из которых 13 пластов имеют мощность свыше 0,45 м: , , , l₈, l₇, l₅, l₄, l₃, , l₁, , k₇, k₅. Краткая характеристика пластов приведена в таблице №1.

Пласт k₅ отрабатывается шахтой "Краснолиманская" с 1985 года, выше по падению шахтой “Родинская”.

На оцениваемой площади угольный пласт имеет сложное двухпачечное строение. В центральной части к подсчету приняты обе пачки ( ), а в северо-западной и, отчасти, в юго-восточной – только верхняя пачка ( ).

Непосредственная кровля пласта k₅ представлена аргиллитом (95%), реже – алевролитом (2,5%), песчаником (2,5%).

Аргиллит с растительным детритом плохой сохранности, трещиноват, контакт с углем резкий.

По опыту ведения горных работ шахтами "Краснолиманская" и “Родинская” породы непосредственной кровли неустойчивы и малоустойчивы, трещиноваты, с включениями карбонатных конкреций в виде желваков и линз. Выделение воды из вышележащих песчаников способствует интенсивному расслоению аргиллита и обрушению его на всю мощность до контакта с песчаником.

На основании приведенных данных аргиллит ожидается малоустойчивым, при мощности слоя менее 1,5 м и резком контакте с вышележащим слоем – неустойчивым, а в зоне повышенной трещиноватости и при мощности слоя менее 0,6 м – весьма неустойчивым, склонным к обрушению.

Алевролит трещиноватый, с отпечатками фауны и флоры, сцепление между слойками слабое, контакт с углем отчетливый, среднеустойчивый, при водонасыщении и в зонах повышенной трещиноватости – неустойчивый.

Песчаник с небольшим количеством растительного детрита, трещиноват, контакт с углем резкий.

Иногда песчаник отделяется от угольного пласта слоем аргиллита или алевролита мощностью до 0,6 м, которые из-за отсутствия сцепления и резкого контакта с песчаником являются “ложной” кровлей. Песчаник в нижней части слоя среднеустойчивый. Мощные слои песчаника являются непосредственной и основной кровлей – устойчивые.

На основании имеющихся данных песчаник на неотработанной площади прогнозируется от средне- до устойчивого. Основная кровля пласта на большей части площади представлена переслаиванием слоев алевролита, песчаника и аргиллита, аналогичными вышеописанным.

По опыту горных работ шахты “Краснолиманская” основная кровля пласта отнесена к среднеобрушаемой, за исключением центральной части шахтного поля, где она представлена мощным песчаником (>7 м) – труднообрушаемой.

Непосредственная почва пласта k₅ сложена алевролитом (65%), а за линией расщепления – аргиллитом (30%). В центральной части шахтного поля в почве пласта залегает песчаник (5%).

Алевролит в верхней части слоя комковатой текстуры ("кучерявчик") мощностью до 0,5 м, ниже – волнистослоистый, с остатками детрита, контакт с углем отчетливый.

В горных выработках алевролит среднеустойчивый, кроме слоя "кучерявчика" мощностью до 0,5 м, где он неустойчив.

На оцениваемой площади устойчивость алевролита прогнозируется аналогичной.

Аргиллит в верхней части слоя комковатой текстуры ("кучерявчик") до 0,4 м, ниже – с неясно выраженной слоистостью, с тонкими линзами угля и углистого вещества до 0,1-0,2 см, контакт с углем четкий.

В горных выработках среднеустойчивый, кроме слоя

Таблица 1 - Характеристика пластов

Си­но­ни­мика (ин­декс) пла­ста	Характеристика пласта				Марка угля	Кровля							Почва
	мощность, м	угол падения, градус	объемная масса, т/м3	газообильность м3/т		Непосредственная				Основная			тип породы	объемная масса, т/м3	крепость
						тип поро­ды	мощ­ность, м	кре­пость	объ­емная масса, т/м3	тип по­роды	мощ­ность, м	объ­ем­ная масса, т/м3
m26	0,56-0,86	3-15	1,30	7,8-23,6	ГII	аргиллит алевролит	5-9 6-8	1,8-3,5 4-6	2,5 2,5	Аргиллит Алевролит Песчаник	3,5-4,5 3-5 5-9	2,5 2,5 2,5	аргиллит алевролит	2,5 2,5	2-3 2-3
m24	1,05-1,82	2-8	1,25	7,8-23,6	ГII	Аргиллит Алевролит Известняк	1,5-2,0 3,0 1,5-2	1,8-4 5-6 9-10	2,5 2,5 2,5	Аргиллит Алевролит Песчаник Известняк	3-4 7-9 8-10 0,2-0,5	2,5 2,5 2,5 2,5	Аргиллит Алевролит Песчаник	2,5 2,5 2,5	2-3 2-4 4-7
l7	2,0-3,5	2-13	1,35	7,3-29,1	ГII	Аргиллит Алевролит Песчаник	0,7-2,0 3-5 4-5	2-3 4-6 7-9	2,5 2,5 2,5	Алевролит Аргиллит Песчаник	4-7 1-2 5-7	2,5 2,5 2,5	Аргиллит Алевролит Песчаник	2,5 2,5 2,5	2-3 3-5 5-7
l5	0,18-0,95	9-18	1,30	7,3-29,1	ГII	аргиллит алевролит	3-4,5 4,5	2-4 5-6	2,5 2,5	Алевролит Аргиллит Песчаник	2-3 4-6 4-7	2,5 2,5 2,5	аргиллит алевролит	2,5 2,5	2-3 2-5
l4	0,65-1,35	4-12	1,31	7,3-29,1	ГII	Аргиллит Песчаник Известняк	2-3 17-20 0,4-0,8	2-4 7-9 10	2,5 2,5 2,5	Алевролит Аргиллит Песчаник	3-6 5-7 13-17	2,5 2,5 2,5	Аргиллит Алевролит Песчаник	2,5 2,5 2,5	2-3 2-5 3-5
l3	1,95-2,26	6-12	1,34	7,3-29,1	ГII	Аргиллит Алевролит Песчаник	3-5 3,5-6 2-17	2-4 5-6 7-8	2,5 2,5 2,5	Аргиллит Алевролит Песчаник Известняк	1,5-3 4,5-6 2,5-7 0,15-0,3	2,5 2,5 2,5 2,5	Аргиллит Алевролит Песчаник	2,5 2,5 2,5	2-3 2-4 5-7
kн8	0,5-0,65	4-17	1,30	9,0-26,8	ГЖII	Аргиллит Алевролит Песчаник	2-6 3-5 15	2-4 5-6 7-9	2,5 2,5 2,5	Аргиллит Алевролит Песчаник	4-6 2-4 15-20	2,5 2,5 2,5	Аргиллит Алевролит Песчаник	2,5 2,5 2,5	2-4 2-5 5-7
k7	0,25-0,68	3-13	1,27	9,0-26,8	ГЖII	Аргиллит Алевролит Песчаник	2-3 6 5-6	2-4 5-6 7-9	2,5 2,5 2,5	Аргиллит Алевролит Песчаник	1,5-4,5 4-6 3-8	2,5 2,5 2,5	Аргиллит Алевролит	2,5 2,5	2-3 2-4
k5	1,15-1,22	7-17	1,28	9,0-26,8	ГЖII	Аргиллит Алевролит Песчаник	2-3 2-3 20	1,8-4 4-6 7-8	2,5 2,5 2,5	Аргиллит Алевролит Песчаник	2-3 3-5 4-8	2,5 2,5 2,5	Аргиллит Алевролит Песчаник	2,5 2,5 2,5	2-3 2-4 5-7

"кучерявчика", где он неустойчив.

Песчаник в нижней части слоя на отдельных участках конгломератовидный, контакт с углем четкий, горными работами не вскрывался, прогнозируется устойчивым.

В соответствии с перечисленными факторами горно-геологические условия разработки пласта k₅ следует классифицировать как сложные.

1.3 Вскрытие и подготовка шахтного поля

Шахтное поле вскрыто вертикальными стволами (вентиляционным, новым скиповым, южным вентиляционным, северным воздухоподающим, клетьевым) и капитальным квершлагом горизонта 545 м.

Вскрытие запасов резервного блока и засбросовой части осуществляется воздухоподающим стволом №1 и капитальным квершлагом на гори­зонтах 545 м (на пласт m_4­) и 845 м (на пласты l₄ и l₃). Воздухоподающий ствол №1 на глубину 986 м, диаметром 8,0 м крепление ствола - монолитный бетон марки 200 до глубины 761 м толщиной - 400 мм, а ниже - 500 мм. Ствол предназначен для спуска, подъе­ма людей, материалов, оборудования, подачи электроэнергии, струи воздуха в шахту. Краткая характеристика вскрывающих выработок приведена в таблице 2.

Таблица 2 - Характеристика вскрывающих выработок

Для обеспечения нормальной работы вентиляции при эксплуатаци­онных работах шахты между горизонтами 845 м и 986 м сооружен венти­ляционный гезенк, оборудованный лестничным отделением.

Для отработки бремсберговой части пласта m₄ в воздухоподающем стволе №1 предусмотрено сопряжение на горизонте 337м.

В стволе размещаются трубопроводы сжатого воздуха, пожарно-оросительные, водоотливные, для перепуска воды между горизонтами, подачи эмульсии, а также силовые, сигнальные и телефонные кабели.

Охрана выработок предусматривается предохранительными охранны­ми целиками, исключающими вредное влияние от воздействия очистных работ. При погашении выработок целики отрабатываются.

Принятая схема вскрытия пласта l₃ и резервных запасов шахты яв­ляется наиболее приемлемой, т.к. позволяет без остановки действующей шахты и реконструкции подъемных установок обеспечить стабильную и устойчивую работу подготовительных и очистных забоев на весь срок службы шахты, а также вскрытия новых глубоких участков.

Способ подготовки шахтного поля – панельный. Размеры панелей по простиранию 1,5-3 км, по падению 1-1,5 км. Порядок отработки пластов, горизонтов и панелей – нисходящий.

По падению шахтное поле делится на три горизонта: 210, 545, 845 метров. Порядок отработки ярусов в панели обратный, от границ панели к уклонам, бремсбергам. Учитывая опыт работы шахты и наличие выбросоопасных песчаников проектом принята пластовая подготовка горных работ.

Охрана капитальных выработок осуществляется целиками угля. Ширина угольных целиков в зависимости от глубины расположения выработок и сопротивлению пород сжатию составит:

горизонт 545 м - 60-85 м;

горизонт 845 м - 80-105 м.

Отработка целиков осуществляется при погашении выработок. Принятая проектом схема подготовки в условиях шахты позволяет осуществить полную конвейерную доставку угля и выдачу его на существующую площадку, добиться максимальной концентрации горных работ и обеспечить достижение оптимальных нагрузок на очистные забои.