Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ причин взрывов угольной пыли и способов нылеподавления на угольных шахтах
1.1. Причины взрывов пыли и газа на угольных шахтах 10
1.2. Профилактические мероприятия и их эффективность 13
1.3. Анализ опыта конденсационного пылеподавления в горных выра ботках 15
1.4. Оценка влияния увлажнения аэрозолей угольной пыли на пылепо-давление 17
1.5. Пылезащита с конденсационным увлажнением 25
1.6. Способы предотвращения взрывов угольной пыли при производстве взрыв- 28 ных работ 1.7. Выводы. Постановка задач исследования 32
2. Основные теоретические положения пылеобра зования при взрывах шпуров. методика проведения экспериментальных исследований
2.1. Теоретические предпосылки по образованию пылевидных фракций при взрывном дроблении массива горных пород 34
2.2. Методика проведения экспериментальных исследований 40
2.3. Критерии оценки содержания пылевидных частиц в разрушаемых взрывом блоках породы 48
2.4. Второй цикл исследований. Установочные опыты 49
Выводы 53
3. Закономерности формирования пыли при взрыве Зарядов промышленных
3.1. Оценка влияния длины и диаметра зарядов на выход пылевидных фракций 55
3.2. Оценка влияния энергии зарядов ВВ на выход пылевидных фракций 64
3.3. Влияние размеров блоков и времени замедления между зарядами на интенсивность пылеобразования 69
3.4. Изучение процесса формирования пылевидных фракций на уголь ных блоках 74
3.5. Анализ результатов взрывного разрушения угольных блоков 78
Выводы 82
4. Разработка способа взрывания, обеспечивающе го пылеподавление внутри взрываемого массива
4.1. Методика пылеподавления при взрывной проходке горных вырабо ток 84
4.2. Расчет максимального количества воды для взрывного подавления
угольной пыли 93
2 4.3. Новый способ заряжания шпуров зарядами ВВ 99
4.4. Геологическая характеристика объекта проведения эксперименталь ных работ 103
4.5. Методика проведения шахтных исследований по определению ин тенсивности пылевыделения при взрывной проходке горных выра боток 111
4.6. Анализ результатов пылевых съемок 113
4.7. Примеры осуществления способа взрывания при проходке выработок в условиях угольной шахты «Западная» ОАО «Гуковуголь» 114
Выводы 120
Заключение 123
Список литературы
- Анализ опыта конденсационного пылеподавления в горных выра ботках
- Методика проведения экспериментальных исследований
- Влияние размеров блоков и времени замедления между зарядами на интенсивность пылеобразования
- Методика проведения шахтных исследований по определению ин тенсивности пылевыделения при взрывной проходке горных выра боток
Анализ опыта конденсационного пылеподавления в горных выра ботках
Возникновение очага взрыва газа (пыли) в горных выработках вызывается различными причинами. Предпосылкой взрыва является сочетание нескольких факторов: источник тепла, достаточное количество взвешенной в воздухе угольной пыли (содержание газа) и необходимое для ее горения и взрыва количество кислорода, концентрация метана, интенсифицирующего процесс [1].
Взрыв метана и угольной пыли - процесс непрерывного высокоскоростного распространения пламени от внешнего источника [2].
Скорость распространения взрыва тем сильнее, чем меньше объем применения пылевзрывозащитных мер. При отсутствии последних возможно образование концентрации метана и угольной пыли, близкой к оптимальной взрывчатой концентрации (ОВК). Вследствие этого движение фронта пламени (взрывного горения) является ускоряющимся, его скорость достигает 2500 м/с, а давление - нескольких десятков и сотен мегапаскалей [3,4].
Для возбуждения пылевого взрыва достаточно небольшого объема мета-новоздушной смеси (от 0,15 до 0,2 м3 при концентрации метана 9,5%). Дальнейшее распространение взрыва может происходить только за счет пыли. В результате исследований установлено, что 33-41% аварий вызваны примерно равным участием метана и угольной пыли, 35% взрывов - участием пыли, 24-38% -участием только метана [3].
Взрыв с участием метана и угольной пыли протекает следующим образом. В результате нагрева или другого источника воспламенения вокруг последнего из угольной пыли выделяются газообразные летучие вещества, которые затем воспламеняются. Тепло передается пылевому облаку, находящемуся в атмосфере горной выработки. Затем воспламеняются смежные объемы взве шенной угольной пыли, что сопровождается ростом температуры и давления в очаге воспламенения, расширением газов, образованием ударно-воздушной волны (УВВ) и фронта пламени. УВВ поднимает отложившуюся на поверхностях выработки угольную пыль (аэрогель), вовлекая ее в процесс горения или взрыва. При наличии в шахтной атмосфере угольной пыли на уровне предела взрывчатости (НПВ) или превышения его появляется взрывообразное горение, характеризующееся нарастающей скоростью распространения пламени и УВВ. Возникает ударная волна, которая с большой скоростью распространяется по выработкам, взвешивая в них угольную пыль и вовлекая ее в повторный процесс взрыва.
Взрыв приводит к нарушению крепи, обрушению кровли выработок, гибели и травмам людей, нарушению коммуникаций и оборудования. Последствием взрывов часто являются пожары, осложняющие ликвидацию аварий.
Необходимо отметить, что количество взрывов и вспышек метана и угольной пыли остается высоким. Из всех случаев взрывов и вспышек метана и угольной пыли, произошедших в 1995 г., 70% случаев относится к подготовительным, 5% - к очистным забоям, 19% - к общешахтным выработкам, 11% - к выработанным пространствам и скважинам.
Основными причинами скоплений метана и угольной пыли до взрывоопасных концентраций являются: неудовлетворительное проветривание выработок и неэффективное проведение пылевзрывозащитных мероприятий; интенсивное газовыделение и пылеобразование при буровых и взрывных работах, а также недостаточная эффективность традиционных методов борьбы с газом и пылью.
Образование взрывчатой концентрации метана и угольной пыли обычно способствует ряд серьезных отступлений от правил безопасности: необеспеченность забоя достаточным количество воздуха, отсутствие на буровом станке средств пылеподавления, отсутствие или неработоспособность аппаратуры контроля состава воздуха и т.д. [5].
Причина образования взрывоопасной среды - как правило, невыполнение профилактических мероприятий по борьбе с угольной пылью. Уголь и выработку перед взрывными работами не увлажняли, отложения угольной пыли в выработках своевременно не смывали, водяные заслоны или отсутствуют или неэффективны.
Причины многих аварий - накопление взрывоопасных отложений пыли в горных выработках из-за отсутствия предварительного увлажнения угля в массиве, применение малоэффективного орошения при взрывных работах, а также образование облака взвешенной угольной пыли взрывчатой концентрации в результате буровых и взрывных работ.
Анализируя изложенные выше обстоятельства аварий, можно отметить, что источниками воспламенения взрывчатых смесей являлось искрение (электрическое или фрикционное) или открытый огонь при взрывных работах. При этом преобладающее количество аварий (87,5%) произошло в подготовительных выработках и только незначительная часть их (12,5%) в очистных забоях.
Для понимания условий возникновения предаварийных пылевых ситуаций проанализируем некоторые результаты исследований [6]. При буровзрывных работах широко применяется способ пылеподавления - орошение. Для его эффективного применения необходимы значительные расходы воды [7]. Однако из-за возникающего в этом случае переувлажнения горной массы расход воды значительно ограничивают, закладывая эти параметры в технологические схемы пылеподавления и улавливая лишь крупные фракции пыли с размером частиц более 60-75 мкм [6]. При этом самая опасная с точки зрения взрывчатости угольная пыль с размерами частиц менее 60 мкм, представленная пылевоз-душной смесью и составляющая по массе 45-80%, находится во взвешенном состоянии и требует вторичных способов пылеподавления (водяных завес, отсоса и др.) [8].
Методика проведения экспериментальных исследований
В блоках пробуривались шпуры диаметром от 3 до 8 мм, в которых размещались заряды массой от 0,15 до 1 г. В качестве забойки использовался промытый кварцевый речной песок с размерами частиц менее 0,5 мм. Заряды инициировались путем взрыва тонкой нихромовой проволочки от специальной электроимпульсной установки.
Экспериментальные исследования были проведены в несколько циклов. В первом цикле была отработана методика размещения взрываемых блоков во взрывной камере. Целью исследований являлось установление закономерностей формирования мелкораздробленных фракций при взрывах зарядов ПС в силикатных блоках. При малых значениях энергии зарядов с Э=400...600 Дж соударения разлетающихся кусков взорванного блока со стальными стенками и крышкой взрывной камеры происходили при незначительных скоростях и дополнительного разрушения этих кусков не происходило. При энергиях же зарядов 1000 Дж и более процесс разрушения взрываемых блоков в том числе и формирование мелких фракций, было обусловлено еще и разрушением отдельных кусков при их соударении со стенками и крышкой камеры. Для того чтобы исключить влияние этого явления на последующий процесс мелкодисперсного дробления пород только взрывом зарядов ПС, была разработана схема размещения взрываемого блока во взрывной камере с несколькими степенями амортизации, представленная на рис.2.3.
Во-первых, около взрываемого блока вплотную размещались еще восемь силикатных блоков того же размера. Тем самым моделировался процесс взрывного разрушения блоков в реальных условиях. С другой стороны, эти блоки (на рис.2.3 это 1, 2, 3...8) не позволяли разлетаться отдельным кускам взрываемого блока Z и ударяться о стальные стенки взрывной камеры.
Во-вторых, все девять силикатных блоков оборачивались несколькими слоями листов резины толщиной 3 мм и высотой 20 см, т.е. до самой стальной крышки взрывной камеры. Это исключало жесткое соударение отдельных вылетевших кусков взорванного блока со стальными стенками взрывной камеры.
В-третьих, для обеспечения плотного контакта всех силикатных блоков друг с другом между слоями резины и стальными стенками взрывной камеры размещались 16 пустых закупоренных пластмассовых бутылок емкостью 0,33 л и диаметром 60 мм. При взрывах блоков вся их разрушенная масса находилась внутри объема, ограниченного резиновыми листами.
Наконец, в-четвертых, сверху вся система накрывалась еще несколькими листами резины также толщиной 3 мм. Эта система амортизации позволила практически полностью исключить явление разрушения разлетающихся кусков блоков за счет их соударения со стенками и крышкой взрывной камеры. Было проведено 6 опытов при массе зарядов, равной 0,15...0,3 г с g=4186,8 Дж/г. Перед каждым взрывом заряда ПС в блоке Z и после этого все дополнительные блоки тщательно осматривались и взвешивались. Эти опыты показали, что дополнительные блоки №1, 3, 5 и 7 при взрыве заряда ПС в блоке Z не разрушались и их положение относительно разрушенного блока Z практически не менялось, что позволило упростить схему размещения блоков во взрывной камере (рис.2.4). При этом для амортизации использовались только четыре дополнительных пустых пластмассовых бутылки и резиновые листы. И в этом случае вся разрушенная масса взорванного блока Z оставалась в части взрывной камеры, ограниченной листами резины.
При взрыве силикатных блоков размером 120x120x63 мм схема их размещения во взрывной камере представлена на рис.2.5.
И в этом случае сверху на эту систему блоков накладывалось несколько слоев резины толщиной 3 мм.
Следующим шагом при отработке методики проведения экспериментальных исследований было проведение оценочной серии из шести опытов для определения числа опытов, обеспечивающих получение достаточно достоверных результатов, так, чтобы коэффициент вариации для искомого параметра имел значение не более 0,15.
Выше уже отмечалось, что для оценки размеров зоны мелкодисперсного дробления пород было предложено использовать величину араз (см. (2.2)). Это та величина напряжения, при которой происходит интенсивное мелкодисперсное дробление породы под зубьями внедряющихся в нее буровых инструментов при вращательно-ударном, ударно-вращательном и шарошечном способах бурения, и соответствующие объемному разрушению породы без скола. Причем размер частиц разрушенной породы в этом случае не превышает 2 мм, а содержание мелкой пылевидной фракции с размером частиц менее 50 мкм может достигать 30...70% от всего объема мелкодисперсного дробления пород. Аналогичное явление имеет место и при одноосном сжатии образцов хрупкой породы, если обеспечить небольшое сжатие их с боков, исключив тем самым разрушение образцов путем потери устойчивости одним из сегментов растрескавшегося образца или путем развития трещин сдвига.
Учитывая эти обстоятельства, в первой серии проводимых экспериментальных исследований определялась масса Wo_2 фракции с размерами частиц О d 2,0 мм ссответстввнно пррстым взввшиввнием фракций нн аоычных рычажных лабораторных весах с погрешностью ±0,5 г. При необходимости объем соответствующей фракции находился простым делением V0_2 = т0_2 /р, поскольку р - плотность силикатных блоков изменялась незначительно.
В качестве же основного критерия при оценке содержания пылевидных частиц в разрушенных взрывом силикатных блоках принято содержание О0_0(5) частиц с размером 50 мкм в раздробленной породе.
Этот цикл исследований был выполнен с целью оценки повторяемости и надежности разработанной методики и определения числа необходимых опытов для получения достоверных результатов.
Испытуемые образцы. В опытах были использованы шесть блоков размером 120x60x60 мм. В середине блоков пробуривался шпур диаметром 6 мм и глубиной 65 мм. Масса заряда ПС составляла 0,25 г, а теплота взрывчатого превращения ПС была равна =3770 Дж/г (аналог тротила). Плотность заряжания составляла 0,9 г/см3, так что длина заряда /зр=9,83 мм. Отношение 1зр /d3p = 1 64, следовательно, заряд был сосредоточенным. Результаты измерений и взвешивания блоков представлены в табл.2.3. Средние значения: объем блоков Vcp = 464,83 см3; масса Мср = 974 г; плотность рпр = 2,009 5/см3. Взрывноо еазрушение ебразцоо всуществлялосс по схеме, представленной на рис.2.5. Все дополнительные образцы имели длину 120 мм.
Влияние размеров блоков и времени замедления между зарядами на интенсивность пылеобразования
Результаты определения щ в этих двух сериях удовлетворительно согласуются с опытными данными, полученными в предыдущем цикле. Так что для группы серий опытов №1, 2, 3, 4, 9 и 10 средние значения удельных параметров имеют значения 7 =9,894-1 0 г/Дж и Эср =5,711 Дж/м3. Погрешность определения параметра тх в этой группе опытов достигает 20%, причем это различие получилось при фиксированных значениях внутренних регулирующих параметров /и р0,25 г, d3p=3 мм м 2и50"4 Дж Д первом цикле экспериментальных иссле дований начале проведения опытов ПоэТОМу столь большая погрешность в опытах может быть обусловлена в основном вариацией свойств разрушаемых силикатных блоков. Вместе с тем, сопоставляя данные этой группы опытов и данные группы опытов, рассмотренных выше, ясно прослеживается увеличение параметра тх с увеличением Э . Для проверки этой тенденции были запланированы и проведены еще два опыта: №7 и 11 с заведомо большей массой заряда тзр = 0,4 4 гри d3p = 5 мм. Соответствующие еараметры зарядов в иоытных ханных хриведены в табл. 3.1. Эти опыты подтвердили отмеченную выше тенденцию об увеличении Wj с увеличением Э .
В теории, изложенной в разд. 2.1, рассматривались камуфлетные взрывы сосредоточенного и удлиненного зарядов. Описываемые же опыты проводились с образцами, которые разрушались взрывом на мелкие куски, и, несмотря
Геометрические и энергетические параметры зарядов, силикатных блоков и выход пылевидных фракции Wj в четвертом цикле опытов на плотное прижатие к ним соседних амортизирующих блоков, последние практически не разрушались. Поэтому имела место локализация действия взрыва в разрушаемом блоке трещинами, ограничивающими его от соседних блоков. То есть в описываемых экспериментальных исследованиях при постоянных размерах разрушаемого образца с увеличением Э имело место повышение этого локализирующего эффекта свободными боковыми поверхностями блоков с повышением интенсивности их разрушения взрывом зарядов ПС.
Здесь необходимо отметить еще одно обстоятельство - во всех 11 сериях опытов разрушаемые образцы имели приблизительно одинаковые размеры 59x60x63 мм, и поэтому отмеченная тенденция увеличения щ с увеличением
Э просто эквивалентна увеличению Wj с увеличением энергии заряда. Для того чтобы выявить различие влияния Э и Э на выход фракции т.\ при взрывах зарядов ВВ, был проведен еще один цикл исследований.
В этом цикле испытания проводились на блоках размером 120x120x60 мм. Соответствующие параметры зарядов, силикатных блоков и выхода пылевидной фракции тj приведены в табл. 3.3.
В группе серий опытов №12, 13, 14, 16 средние значения удельных параметров равны т? = 5,902 г/Дж и Эср = 1,66 Дж/см . Оказалось, что все три средние точки для всех рассмотренных трех циклов экспериментальных исследований лежат на одной прямой, которая описывается соотношением и + Ю .г/Дж, (3.1) где А0 = 4,86 г/Дж; А1 = 0,882 3 г см3/Дж2 -69 Причем максимальное отклонение опытных данных, расчитанных по (3.1), не превышает 20%. Если же экспериментальные данные всех трех циклов опытов построить по параметру Э - энергии зарядов, то разброс опытных данных от некоторого среднего значения будет кратным в несколько раз. Наконец, опытным данным для 15-й серии опытов соответствуют следующие значения удельных параметров: Э =4,487 Дж/см и т[р =7,822-10" г/Дж, Отличие рас четного значения от экспериментального не превышает 10% и находится в пределах погрешности опытов. Необходимо подчеркнуть, что экспериментальная точка по этой серии опытов находится в области изменения удельного параметра Э для первых двух циклов, в которых эксперименты проводились с образцами размером порядка 60x60x60 мм. То есть еще раз подтверждается, что удельный параметр т1 зависит от Э , а не от энергии заряда Э.
Последний вопрос, который изучался в описываемых исследованиях, это оценка влияния времени замедления последовательно взрываемых удлиненных зарядов на формирование пылевидных фракций.
Для опытов в этом цикле были изготовлены три образца размером 122x120x63 мм, в каждом из которых было пробурено по 4 шпура диаметром 3 мм и глубиной 50 мм. Эти шпуры заряжались ПС с теплотой взрывчатого превращения Q = 4186,8 Дж/г, а масса зарядов составляла 0,25 г. То есть общая масса зарядов, размещенных в образце, составляла 1 г, как и в 15-й серии опытов, но только с несколько меньшей Q. Схема размещения зарядов в блоке приведена на рис. 3.10.
На долю каждого взрываемого заряда приходится Ул часть блока, т.е. условный блок размером 60x60x63 мм такой же, как в третьем и четвертом циклах экспериментальных исследований.
Расстояние между зарядами составляло 30 мм, следовательно, время прихода взрывной волны от одного заряда до другого составляет =0,03 м/3,13-1 О3 м/с 9,6 мкс. Время же встречи взрывных волн нежду заря -70 дами при их одновременном взрыве и начало суперпозиции напряжений составляет Г2 =0,5 1 =4,8 мкс. Как известно, скорость развития трещин составляет порядка 0,4 Сп, поэтому, если даже не учитывать время задержки начала разрушения пород, то за время Г] максимально возможная длина трещин будет со ставлять / =3 13-Ю3 ,4-9,6-Ю-6 «0,012 м «1« см. Таким образом, прп одно v- -fx 1» f f TTTT Ґ\ Ті If вз«АТ ТТї f \ за "t ft TX ґ\ Т% ТА аз И X f TTT лтт ТТТ Т А Т О Т Т а ТУ ТТ/"\Т аза ТТЛ гуа \Т X Ґ 3 111 Т А О зТ Х /
ТТТение силикатного блока бл/дет происходить ттри сл перпозиттии ттолей напря-жений от всех зарядов. В 17-й серии опытов были выполнены одновременные взрывы 4 зарядов в 2 блоках, размещаемых во взрывной камере по схеме 3, т.е. так же, как и в предыдущем, пятом цикле исследований. Здесь при Э = 4,503 Дж/см3 величина Щ получилась равной 3,841-Ю"3 г/Дж, т.е. в 2 раза меньше, чем в 15-й серии опытов. При наложении полей напряжений от нескольких одновременно взрываемых зарядов в разрушаемом блоке породы можно достичь кратного снижения выхода пылевидных фракций при одном и том же удельном расходе ВВ.
Для проверки этого вывода при той же схеме размещения взрываемого блока во взрывной камере было осуществлено взрывание зарядов, размещенных в этом блоке, в следующей последовательности: 1-тзм=0; 2-тзм=50 мкс; т мкс уз этом случае _удет иметь место суперпозиция напряже 3,13.103-27 ний от действия двух зарядов. Однако амплитуда взрывной волны, пришедшей от 1-го заряда, на несколько порядков будет меньше, чем напряжения, возни-кающие в образце при взрыве заряда 3 в его окрестности. Это обстоятельство обусловлено тем, что разрушающие напряжения при взрыве уд
Методика проведения шахтных исследований по определению ин тенсивности пылевыделения при взрывной проходке горных выра боток
Также перед размещением в шпуре патронов ВВ в него вводят по меньшей мере одну водонаполненную ампулу и досылают ее до забоя шпура. Кроме того, после размещения в шпуре патрона-боевика в шпур вводят дополнительную запирающую забойку. Причем после размещения в шпуре патрона-боевика и перед введением в него дополнительной запирающей забойки в шпур вводят по меньшей мере одну водонаполненную ампулу. При этом патроны ВВ выполняют с торцевой кумулятивной выемкой, а при размещении в шпуре их ориентируют указанной выемкой в сторону забоя шпура.
Так, размещение в процессе заряжания между каждыми смежными патронами ВВ водонаполненной ампулы с эластичной разрушаемой при взрыве оболочкой увеличивает объем воды в шпуре, общую площадь контакта воды с ВВ и время воздействия на воду высокотемпературных продуктов взрыва, повышая тем самым выход паров воды. Одновременно происходит более тонкое диспергирование частиц воды, что в совокупности повышает эффективность пылегазоподавле-ния, особенно пылеподавления наиболее опасных мелких фракций пыли плохо смачиваемых углей и пород. Выполнение указанных ампул длиной меньше 0,5 минимального расстояния передачи детонации от патрона к патрону приведет к резкому уменьшению объема воды, что не даст существенного технического результата. При длине ампул более минимального расстояния передачи детонации от патрона к патрону для открытого заряда не будет обеспечена полнота и устойчивость детонации всего шпурового заряда ВВ. Необходимый при этом запас надежности обеспечивается минимальной величиной расстояния передачи детонации от патрона к патрону для открытого заряда и увеличением расстояния передачи детонации при наличии жесткой оболочки (стенки шпура), при прохождении ударной волны через воду, являющуюся несжимаемой жидкостью, и при плотном контакте водонаполненных ампул с торцами смежных патронов ВВ.
Установка в шпур по меньшей мере одной дополнительной водонаполнен-ной ампулы и досылка ее до забоя шпура перед размещением в шпуре патронов ВВ дополнительно увеличивает выход паров воды при взрывании и обеспечивает смачивание разрушаемой породы в призабойной зоне шпуров при сохранении или некотором увеличении коэффициента использования шпура (КИШ).
Введение в шпур дополнительной запирающей забойки после размещения в нем патрона-боевика целесообразно при взрывании нарушенных и чрезвычайно трещиноватых углей и пород, а также при массе заряда более 0,5 кг ВВ, т.к. дополнительно снизит вероятность прорыва пламени во взрывоопасную атмосферу выработок.
Размещение в шпуре по меньшей мере одной водонаполненной ампулы после установки в нем патрона-боевика и перед введением в него дополнительной запирающей забойки способствует увеличению выхода водяного пара.
Выполнение патронов ВВ с торцевой кумулятивной выемкой и ориентация их при размещении в шпуре указанной выемкой в сторону забоя шпура позволит повысить надежность передачи детонации от патрона к патрону через водонапол-ненную ампулу.
Геологическая характеристика объекта проведения экспериментальных работ Характер распределения пыли в различных условиях угольных шахт изучался многими исследователями.
Большинство исследований посвящено изучению распределения пыли в штрекообразных выработках, проветриваемых сквозной струей, либо при условии мгновенного образования пыли, что характерно для буровзрывных работ.
Экспериментальные исследования проводились в тупиковых забоях шахты Западная ОАО «Гуковуголь» с сечением 7,5-М 1,0 м2.
Шахта «Западная» ОАО «Гуковуголь» разрабатывает месторождение углей марки «К» (коксующихся углей) «КЖ» (коксующихся жирных углей), расположена на юге России на территории Ростовской области, в Восточной части Донецкого угольного бассейна в пределах Каменско-Гундоровского геолого-промышленного района.
Существующая промплошадка ДОАО шахты «Западная» расположена и районе с развитой сетью автомобильных дорог, имеется одна ветка железной дороги. В 3 км от шахты расположена ЦОФ «Донецкая».
Поле ДОАО шахты «Западная» находится в пределах Каменско-Гундоровского геологического района на юго-западной окраине г. Донецка Ростовской области. Климат региона размещения умеренно-континентальный. Климат района умеренно- континентальный с холодной зимой и жарким, сухим летом. Температура воздуха в январе колеблется от -6С до -33С, в июле от +22С до +35С, временами достигая +45С. Среднегодовая температура воздуха +7,5С. Направление ветров - преимущественно восточных румбов. Ветры этого направления несут с собой летом сухость, а зимой - морозы и метель. Среднегодовое количество осадков достигает 466 мм. Промерзание почвы до 0,8-1,0 м.
Границами шахтного поля являются: на юге и юго-востоке - изогипс - 1100 м: на севере и северо-западе - изогипс - 650 м: на востоке - условная линия, соответствующая технической границе с закрытой шахтой «Центральная» ОАО «Гуковуголь»: на западе - условная линия, соответствующая технической границе с ш. «Суходольская-Восточная» объединения «Краснодонуголь» (Украина). Средняя длина шахтного поля по простиранию 6,5 км, по падению - 5 км.
Шахтное поле занимает замковую часть Изваринской антиклинали и ее северное и южное крылья. Изваринская антиклиналь представляет собой типичную сундучную складку. Южное крыло складки имеет крутые углы падения 45-70. Северное крыло имеет крутое падение только у свода антиклинали. Вкрест простирания северного крыла антиклинали углы падения изменяются от 3-5 до 10-18.
Запасы углей шахтного поля позволяют работать шахте в течение 34 лет с объемом добычи 550 тыс. т в год.
В геологическом строении шахтного поля принимают участие четвертичные и каменноугольные отложения свит С\ и С\ среднего карбона. Литологически породы представлены обычным для Донбасса комплексом песчаников, глинистых и песчанистых сланцев, известняков, пластов и пропластков углей.
Тектоническая нарушенность представлена дизъюнктивными и пликатив-ными формами. Наиболее крупными разрывными нарушениями являются Гундо-ровский и Дуванныи надвиги. Падение Гундоровского надвига ориентировано в северо-западном направлении под углом 45-60. Падение Дуванного надвига южное и юго-западное под углом 70-80 с амплитудой 160 м. Крупные разрывные нарушения продолжаются (чередуются) серией более мелких.
В Донецком угольном районе залегает девять пластов мощностью 0,6 м и более. Рабочие пласты в своем большинстве имеют непостоянную мощность. Часты случаи разделения на пачки, замещения и выклинивания. Угол падения рабочих пластов колеблется в пределах 3-13.
