3. Горные работы. Классификация горных работ.

Горные работы – это работы, связанные с извлечением полезного ископаемого. Различают:

1. Горно-капитальные работы (вскрытие) – это работы по проведению капитальных горных выработок, открывающих доступ к месторождению.

2. Горно-подготовительные работы (подготовка) – это работы, проводимые во вскрытой части месторождения и связаны с проведением выработок, разделяющих рудное тело на этажи и блоки.

3. Нарезные работы (нарезка) – это работы, проводимые в подготовленной части месторождения и связаны с проведением выработок в пределах блока.

4. Очистные работы (очистная выемка) - это работы, связанные с извлечением полезного ископаемого.

Виды горных работ.

• Ручные работы имеют вспомогательное значение в горной промышленности.

• Машинные работы выполняются в относительно мягких породах с помощью отбойных молотков и проходческих комбайнов (взрывные работы при этом не проводятся).

• Взрывные работы применяются при отработке крепких горных пород и заключаются в том, что бурятся шпуры или скважины, в них закладываются заряды ВВ, затем производится взрыв. Наиболее распространены в горнорудной промышленности.

• Гидравлические работы применяют в мягких породах, при этом используют гидромонитор, из насадки которого под давлением вылетает струя воды и смывает горную породу, транспортирует ее до отвала.

4. Проходка восстающих.

Восстающие имеют, как правило, прямоугольное поперечное сечение, рудоспуски и породоспуски — круглое. Высота восста­ющих на некоторых рудниках превышает 100 м, а длина рудос­пусков может составлять 1000 метров.

Проходку восстающих в основном ведут снизу вверх немеха­низированным способом или с применением механизирован­ных проходческих комплексов типа КПВ (для вертикальных восстающих) и КПН (для наклонных восстающих), а также буре­нием. В некоторых случаях восстающие проходят секционным взрыванием сближенных параллельных глубоких скважин, про­буренных на месте будущего восстающего.

При немеханизированном способе восстающие проходят сни­зу вверх с использованием мелкошпуровой отбойки (рис. 1, а). Шпуры бурят телескопическими перфораторами со специ­альных предохранительных деревянных полков, расположен­ных под забоем. Деревянный полок монтируется на возведен­ных расстрелах. Рабочие перемещаются к забою по лестничному отделению. По мере проходки деревянную крепь в восстающем постоянно ремонтируют и наращивают. Отбитая порода падает по восстающему вниз, где грузится с почвы выра­ботки в транспортные или доставочные средства. На время взрыва деревянный полок демонтируется. Постоянную крепь, если она предусмотрена проектом, возводят с отставанием от за­боя (крепь обычно деревянная или металлическая с деревянной обшивкой). Если восстающий предназначен только для венти­ляции или для перепуска руды или породы, его обычно не кре­пят, а на время проходки, возводят временную крепь, снимае­мую после завершения проходки.

Рисунок 1 - Способы проходки восстающих: а — немеханизированный (ручной) способ; б — буровзрывной с использованием ППУ; в — буровзрывной с использованием перфораторов;

г - механизированными комплексами; д — установкой «Роббинс», установленной на верх­нем горизонте разбуривание сверху/вниз; е — установкой «Роббинс», установленной на ниж­нем горизонте разбуривание снизу/вверх.

Проходку восстающих механизированными комплексами ти­па КПВ (для вертикальных восстающих) или КПН (для наклон­ных) осуществляют на рудниках в достаточно крепких и устой­чивых породах (рис. 2).

Рисунок 2 - Схематичные изображения проходки восстающих комплексами типа КПВ — 1В: а — оборка забоя от заколов; б — наращивание монорельса и бурение шпуров; в — производ­ство взрывных работ; г — проветривание забоя перед уборкой отбитой породы.

Технология проходки заключается в следующем. Самоходный полок по монорельсу подводят к забою выработки, с его рабо­чей платформы производится бурение телескопическими пер­фораторами шпуров и их заряжание. Затем отводят самоходный полок в монтажную камеру, взрывают шпуры и проветривают забой. После проветривания забоя и уборки породы полок под­нимают, обирают забой от заколов, наращивают при необходи­мости монорельс и вновь приступают к бурению шпуров. Проветривание восстающего производят сжатым воздухом, а загрязненный воздух отсасывают от устья вентилятором.

Высота восстающих, проходимых с помощью комплексов КПВ или КПН, составляет обычно 60—100 м.

Бурение восстающих на подземных рудниках начали применять м 70-е годы XX века. К настоящему времени созданы достаточно совершенные конструкции бурильных установок и бурового инструмента, позволяющие бурить восстающие диаметром 1—3 м и высотой до 1000 м. Это весьма перспективное оборудование.

В большинстве случаев бурением проходят восстающие между двумя горизонтами. Наиболее распространена технология с бурением по оси восстающего опережающей (пилотной) скважины диаметром до 0,3 м на полную его длину с последующим ее расширением снизу вверх до проектного диаметра. По такому принципу работает отечественный комбайн 2КВ, предназначенный для бурения восстающих диаметром 1,5 м и длиной до 80 м.

При использовании комплекса 1КВ1 восстающие бурят снизу вверх сразу на полный диаметр.

Для бурения восстающих наиболее распространёнными явля­ются установки «Роббинс» шведской фирмы «Атлас Копко» (рис.3). Буровая установка перемещается при помощи гусеничного хода, после остановки оборудование выравнивается с помощью опорных плит, имеется возможность изменить на­клон агрегата (для бурения наклонных восстающих).

Рисунок 3 - Проходка восстающего при помощи установки «Роббинс»:

а — бурение пилотной скважины;

б — расширение восстающего до заданного размера снизу.

Рядом с установкой имеется пульт дистанционного управления, что позволяет манипулировать буровым инструментом и непосредственно следить за процессом бурения.

Бурение установкой «Роббинс» возможно осуществлять как снизу вверх, так и сверху вниз. В процессе бурения пилотной скважины (Рис. 3) происходит постепенное наращивание бурового става с помощью трубоукладчика. После завершения бу­рения пилотной скважины на конец бурового става монтируют расширитель (рис. 4) после чего производят разбуривание вос­стающего до заданного размера. Уборка отбитой породы осуще­ствляется с почвы выработки нижнего горизонта (рис. 3 б.).

Рисунок 4 - Монтаж расширителя для буровой установки «Роббинс» фирмы «Атлас Копко» {рудник «Кируна», Швеция).

Все установки для бурения восстающих снабжены манипулято­рами для механизации вспомогательных процессов. В качестве бурового инструмента в них использованы шарошки различных конструкций с зубьями из твердых сплавов.

Проходка восстающих взрыванием глубоких скважин (рис.1б,в) применяется для возведения главным образом ру­доспусков и породоспусков, вентиляционных восстающих без крепления. Длина восстающих, проходимых взрыванием глубо­ких скважин, составляет 20—30 м, если скважины взрывают сразу по всей его длине (бессекционное взрывание), или до 50 м, если отбойку осуществляют по частям, секциям снизу вверх (секционное взрывание). Ограничение длины объясняется тем, что при ее увеличении взрывные скважины могут отклониться от заданного направления на 2—3 м. В таких условиях трудно выдержать направление восстающего, форму его поперечного сечения.