§ 86. Практика вскрытия месторождений

Одноступенчатое вскрытие вертикальным рудоподъемным стволом шахты. Крутопадающее месторождение представлено несколькими рудными телами линзообразной формы, имеющими мощность от 3—б до 120 м и распространя­ющимися на глубину 900 м, а по простиранию — до 800 м. Руды неустойчивые.

Месторождение вскрыто пятью вертикальными стволами круглой формы одной ступенью на глубину 980 м с различным шагом вскрытия по каждому стволу в зависимости от его назначения (рис. IV. 13).

Главный рудоподъемный ствол глубиной 980 м, диаметром 5 м и главный воздухоподающий ствол глубиной 676 м, диаметром 6,5 м, предназначенные для спуска—подъема рабочих, материалов и оборудования, имеют центральное рас­положение. Воздухоподающий ствол глубиной 774 м, диаметром 5 м, предназна­ченный для подачи по трубопроводам бетонной смеси для закладки, расположен на северном фланге месторождения, а воздуховыдачные стволы глубиной 773 м (диаметр 6 м) и 876 м (диаметр 5 м) заложены на юго-западном фланге месторо­ждения. Все стволы располагаются в лежачем боку месторождения за пределами углов сдвижения пород, которые приняты: по лежачему и висячему бокам 70°, по простиранию 80° и в наносах 55°.

Для вскрытия новой залежи за пределами угла сдвижения пород проекти­руется слепой ствол с 12 до 17 горизонта на глубины 280 м (диаметр 5,5 м).

Этот ствол предназначен для подачи свежего воздуха, спуска—подъема рабочих, материалов и оборудования, а также выдачи породы от проходческих работ.

Руда, добытая из новой залежи, будет транспортироваться к разгрузочным камерам и по системам рудоспусков поступать в рудные дозаторы для загрузки скипов и выдаваться по скиповому стволу. Все стволы закреплены железобетоном толщиной 250—300 мм.

Подготовка месторождения осуществлена полевыми этажными штреками по кольцевой схеме с высотой этажа 50 м и системой рудных и породных рудоспу­сков, разгрузочно-перепускных камер, рудных и породных дозаторов с кон­вейерной выработкой. Системы разработки — этажно-камерная и слоевая вы­емка с закладкой.

Рис. IV.13. Схема вскрытия вертикальными (1-6) стволами:

7 – слепая залежь; 8 – разгрузочно-перепускные камеры; 9 – рудная дозаторная; 10 – рудоспуски; 11 – породоспуски; 12 – лифтовой подъемник; 13 – насосная камера; 14 – камера зумпфного водоотлива.

Вскрытие прямолинейным наклонным рудоподъемным стволом — (рудник им. Кирова).

Руда представлена тремя типами — мартитовыми, гидрогематито-мартитовыми и гидрогематитовыми.

На руднике пройдены два наклонных рудовыдачных конвейерных ствола длиной по 3 км, под углом 16° (рис. IV. 14).

Вспомогательные и вентиляционные вертикальные стволы расположены вне зоны сдвижения вмещающих пород.

Конвейерные рудоподъемные стволы сечением в свету 18 м² пройдены парал­лельно друг другу на незначительном расстоянии.

В. стволах смонтированы ленточные конвейеры и проложены рельсовые пути для фуникулеров предназначенных для хозяйственных и вспомогательных целей.

Конвейерная установка имеет шесть ставов длиной 500 м каждый, с шириной ленты 2000 мм и скоростью движения 3,15 м/с.

Производительность конвейерной установки 5000 т/ч или 30 млн. т руды в год.

Согласно проекту, выполненному институтом «Кривбасспроект» отбитая руда из очистных блоков рудников им. Дзержинского, им. Кирова, им. К. Либкнехта и других рудников транспортируется к подземным капитальным рудоспускам, по ним перепускается к дробильно-перегрузочным комплексам наклонных конвейерных стволов рудника им. Кирова. Затем дробленная до 100—150 мм руда загружается питателями на ленточные конвейеры и выдается единым потоком по наклонным стволам в приемные бункера рудоподготовительного комплекса.

Вскрытие наклонными рудоподъемными конвейерными стволами позволяет производить дальнейшую концентрацию горных работ за счет объединения нескольких шахтных полей в одно рудничное поле с длиной более 7,5 км и органи­зовать крупный рудник с годовой производственной мощностью 30 млн. т.

Рис. IV.14. Схема вскрытия на руднике им. Кирова (Криворожский бассейн):

1 — вертикальный ствол шахты «Артем № 1»; 2 — подземный капитальный рудоспуск; 3 — подземный дробильно-перегрузочный комплекс; 4 - наклонные конвейерные рудоподъемные стволы

Вскрытие ломаным наклонным рудоподъемным стволом (железный рудник Эррингтон»),

Месторождение представлено крутопадающей железорудной залежью мощ­ностью от 30 до 90 м. Глубина ее распространения более 700 м. Рудное тело за­легает под дном осушенного горного озера с весьма крутыми берегами, неровным дном и рельефом местности, чрезвычайно неблагоприятным для закладки верти­кальных рудоподъемных стволов и размещения промышленной площадки, подъ­ездных путей вблизи месторождения. В связи с этим вскрытие месторождения осуществлено вертикальным вспомогательно-вентиляционным стволом с острова осушенного озера на глубину 360 м и наклонным ломаным стволом» оборудован­ным системой конвейерных установок для выдачи руды на поверхность с глубины более 350 м (рис. IV. 15). Годовая производственная мощность рудника 2,5 млн. т.

Месторождение разрабатывается системой этажного самообрушения. В очист­ных блоках руда крупностью до 600 мм скреперными установками с приводом мощностью 92—100 кВт доставляется по выработкам горизонта выпуска и за­гружается в вагонетки с кузовом емкостью 5,7 м³. Затем электровозными соста­вами транспортируется к этажным рудоспускам и в них разгружается. Из рудо­спусков руда поступает в приемные бункера подземных дробильно-перегрузочных комплексов, сооружаемых над нижней частью наклонных конвейерных выработок.

В подземных камерах смонтированы щековые дробилки с приемным отвер­стием 91бХ 1066 мм и разгрузочным 160— 200 мм. Их производительность — 350— 400 т/ч.

Из приемных бункеров руда питате­лями подается в дробилки. Дроблённая до 150—200 мм руда поступает на ленточные конвейеры и транспортируется на поверхность.

Наклонные выработки пройдены в по­родах под углом 11—16° и закреплены металлической крепью. Часть конвейер­ной установки — от устья наклонного ствола до поверхностных железнодорож­ных бункеров — смонтирована в крытой наклонной галерее.

Рис. IV.15. Схема вскрытия и выдачи руды на поверхность на руднике «Эррингтон» (Канада):

1 – наклонный рудоподъемный ствол; 2 – конвейерная установка для выдачи руды; 3 – подземный дробильно-перегрузочный комплекс; 4 – вспомогательно - вентиляционный ствол; 5 – наклонная галерея

В наклонных выработках и галерее установлена система конвейеров, обору­дованных резиновой лентой шириной 914 и 1067 мм со скоростью движения 2,03 к/с.

Общая протяженность конвейерных установок составляет около 1300 м.

Вертикальная высота подъема руды— 352 м. Конвейерная система имеет про­изводительность 400 т/ч.

Вскрытие спиральной рудоподъемной выработкой целесообразно в случае столбообразных, штокообразных и пологих рудных тел, залегающих в устойчи­вых породах на небольшом расстоянии от поверхности.

Спиральные наклонные рудовыдачные выработки проходят в виде витков во вмещающих породах вокруг рудного тела (рис. IV. 16, а) или на некотором удалении от него (рис. IV. 16, б). Такое вскрытие дает возможность производить разработку и выдачу руды самоходными транспортными средствами одновре­менно с нескольких горизонтов. С подошвы очистных камер отбитая руда гру­зится в автосамосвалы или погрузочно-доставочные машины и транспортируется ими по выработкам основных горизонтов к винтовому спуско-подъемнику, затем по нему выдается на поверхность. Доставка в рудник и из него людей, оборудо­вания и материалов производится также самоходными транспортными средствами.

Рис. IV.16. Схема (а, б) вскрытия спиральной выработкой:

1 – прямолинейный участок рудовыдачной выработки; 2 – спиральные выработки; 3 – этажные квершлаги; 4 – этажные штреки; 5 – этажный штрек в проходке; 6 – обрушенные породы

Вскрытие штольней в лежачем боку месторождения (рис. IV. 17). При опре­делении высотной отметки штольни необходимо учитывать не только уровень подъема воды в период паводков, но и характер селей.

Штольни желательно закладывать в широких частях речных долин. В зависимости от срока службы порталы штолен представляют простейшие деревянные щиты с незакрепленным входом и отсутствием ворот в штольню (рис. IV. 17, б) или архитектурно оформленные подпорные стенки, поддерживающие лобовой откос склона горы и отводящие воду (рис. IV. 17, в). Оголовками штольни оформляются в тех случаях, когда лобовой и боковой откосы достаточно устойчивы и закрепления их не требуется. iM

Многоступенчатое вскрытие вертикальным рудоподъемным стволом шахты с поверхности и слепым стволом на глубине (глубокая шахта со ступенчатым подъемом в ЮАР). V

Золотоносная залежь диаметром около 4900 м содержит руду с промышлен­ным содержанием металла. Срок службы шахты более 30 лет.

Ввиду большой глубины залегания золотоносного пласта и необходимости обеспечить высокую производительность наиболее благоприятное экономическое решение достигается путем применения ступенчатого подъема.

Рис. IV. 17. Вскрытие штоль­ней и виды ее порталов:

а — штольня, пройденная в породах лежачего бока вкрест простирания месторождения (1 — устье штольни; 2 — осы­пи; 3 — рудные тела); б — про­стейший вид портала штольни, пройденной в устойчивых поро­дах и с небольшим сроком службы (1 — уровень головки рельсов; 2 — водоотливная ка­нава); в — портал и припортальный участок с большим сроком службы штольни (1 — ниша для ворот; 2 — закрепленный участок портала и входа в штольню; l — длина припортального участка обычно 70 — 80 м, но не более 100 м)

Система вскрытия состоит из двух стволов одинакового диаметра, располо­женных на расстоянии 76 м друг от друга (рис. IV. 18). Один ствол делится на два отделения при помощи бетонной перемычки. Предложенная схема расположения допускает углубление сдвоенных стволов до конечной глубины без перерыва в работе, а также позволяет производить оборудование двух стволов по последо­вательной системе с высотой подъема 1620 и 910 м.

Типы подъемных устройств, удовлетворяющих условиям углубки стволов и максимальной производительности, приведены в табл. IV. 11.

Количество людей, которые должны быть спущены и подняты в каждую утреннюю и вечернюю смены, составляет примерно 6000 человек. Проектируемые установки выполняют операции спуска—подъема за 1,6 часа.

Количество воздуха, необходимое для обеспечения хороших условий работы, определяется из расчета 0,2 м³/мин на 1 т месячной добычи. Это соотношение уста­новлено на основании опыта, полученного при разработке золотоносного пласта на шахтах компании «Вааль Рифе».

Исходя из этого, теоретически требуемое количество воздуха при отсут­ствии охлаждения составляет около 50 тыс. м³/мин.

Вскрытие и подготовка нижних горизонтов разрабатываемой мощной крутопадающей залежи слепым, ломаным, наклонным, рудоподъемным стволами, обо­рудованными конвейерами (рис. IV. 19). Руда в очистных блоках загружается в транспортные средства и доставляется к рудоспускам, соединенным с прием­ными бункерами подземных дробильно-перегрузочных комплексов. Затем дробле­ная руда из-под дробилок грузится на конвейерную установку и выдается по ло­маному рудоподъемному стволу к дозаторной вертикального подъемного ствола. Вскрытие при совмещении открытых и подземных работ (рис. IV.20). Месторождение представлено пятью рудными залежами общим простиранием более 3 км. Вмещающие породы и руды достаточно устойчивы. Рудные тела зале­гают на глубине от 74 до 542 м. Богатые залежи, расположенные на значительной глубине, отрабатываются подземным способом; верхние, более бедные руды, — карьером, предельная глубина которого 380 м.

В практике горно-обогатительного комбината использовано несколько технологических особенностей, свойственных комбинированному способу раз­работки. К ним относится одновременное ведение горно-капитальных работ в карьере и подземном руднике, что позволило сократить сроки его строительства и освоения проектной мощности. Использование комплекса подземных выработок в целях дренажа карьерного поля и сокращения водоотлива из карьера позво­лило снизить затраты и улучшить условия труда.

Рис. IV.18. схема расположения стволов на глубокой шахте ЮАР;

1,2,3 — соответственно людской и вспомогательный подъемники; 4 —- обходная вентиля­ционная выработка; 5 — выработка для спуска породы; 6 — рудоспуск; 7 — подъемный горизонт 1463 м; 8 — перегрузка руды и породы; 9 — перегрузка материалов и пересадка людей (горизонт 1524 м); 10 — горизонт, на котором расположены ленточный конвейер и водоотлив; 11— главный откаточный горизонт; 12 — горизонт водоотлива; 13 — горизонт, на котором расположен ленточный конвейер

Т а б л и ц а I V . 1 1 .

Ствол	Назначение ствола	Размеры барабанов, м	Мощность двигателя, кВт	Статическая неуравновешенность, т	Глубина подъема, м	Подъемный сосуд	Грузоподъемность подъемного сосуда	Скорость подъема, м/с	Производительность подъема, тыс. т /мес.
Главный вертикаль­ный ствол	Спуск—подъем людей и материа­лов Выдача руды	4,9X1,8 4,3X1,6	3360 5970	28 45	1620 1620	Трехэтажная клеть	50 человек в эта­же, 18 т	15,2	250
Вспомогательно-вен тиляционный ствол	Общее	4,3X1,8	2610	22	1620	Трехэтажная клеть	24 человек в эта­же, 18 т	15,2	45
Главный слепой вертикальный ствол	Спуск—подъем людей и материа­лов. Выдача руды	4,3X1,8	2610	15	910	Двухэтажная клеть	50 человек в эта­же, 14 т	15,2	250
Вспомогательно-вентиляционный ствол (слепой)	Общее	4,3X1,8	2610	17	910	Двухэтажная клеть	24 человек в эта­же, 9 т	15,2	45

Рис. IV. 19. Комбинированное вскры­тие — верхних горизонтов вертикаль­ным рудоподъемным стволом нижних — ломаным наклонным рудоподъемным стволом:

1 — вертикальный рудоподъемный ствол; 2 — ломаный наклонный рудо­подъемный ствол с конвейерной уста­новкой; 3 — рудоперепуск; 4 — дробильно-перегрузочный комплекс

Рис. IV.20. Принципиальная схема комбинированной отработки залежи:

1 — клетевой ствол; 2 — скиповой ствол; 3 — быткомбинат; 4 — компрессорная; 5 — закладочная ус­тановка; 6 — отвал песка; 7 — закладочная скважи­на; 8 — ствол РЭШ; 9 — слепой ствол