Контрольные вопросы

1. Что понимают под технологической схемой проведения горной выработки? Способы проходки выработок?

2. Чем определяются форма и размеры проходческих выработок?

3. Каковы принципы буровзрывной технологии проведения горизонтальных выработок?

4. Приведите примеры оборудования для бурения шпуров и уборки горной массы на проходческих работах.

5. Что понимают под горной крепью? Перечислите основные разновидности крепи.

6. Особенности проведения вертикальных проходческих выработок?

5. Стадии подземной разработки месторождений

При подземной разработке месторождений ПИ выделяют три основные стадии: вскрытие, подготовку и очистную выемку. Разработка, как правило, включает также процессы транспортирования руды и пустой породы, вентиляции, водоотлива и еще ряд вспомогательных процессов.

Вскрытие заключается в проведении горных выработок, открывающих доступ с поверхности к рудному телу.

Подготовкой является проведение выработок, разделяющих месторождение или его часть на выемочные единицы (блоки, панели). Выемочные единицы, в свою очередь, подготавливают к очистной выемке проведением нарезных выработок.

Очистная выемка – это технологический процесс извлечения руды из выемочной единицы и управления горным давлением в очистном пространстве.

Соответственно, вскрытыми называют запасы ПИ месторождения или его части, расположенные выше вскрывающих выработок (квершлагов или штолен).

Подготовленными называют запасы выемочных участков, в которых полностью пройдены подготовительные выработки, предусмотренные принятой системой разработки.

Готовыми к выемке называют запасы выемочных участков, в которых полностью пройдены нарезные выработки, необходимые для начала очистной выемки.

В условиях равнинной местности и крутого залегания залежи (рис. 5.1) стадия вскрытия обычно начинается с сооружения главного ствола (1). От ствола проводят горизонтальные выработки (2, 3, 4), которые разбивают все месторождение по вертикали на этажи, высотой Н_э.

Этаж – участок шахтного поля, ограниченный по восстанию откаточным и вентиляционным горизонтами, а по простиранию – границами шахтного поля.

Над стволом возводится копер (5).

Копер – центральное техническое сооружение промышленной площадки рудника над шахтным стволом, предназначенное для установки направляющих шкивов.

Рисунок 5.1

Вблизи копра, в специальном здании (6) устанавливается подъемная машина, с помощью которой по стволу перемещают подъемный сосуд, в данном случае, - клеть (7).

Клеть служит для подъема вагонеток с ПИ и пустой породой на поверхность, спуска порожних вагонеток, спуска и подъема людей, оборудования, материалов. При большой производительности и глубине подъема применяют скиповые установки.

Кроме главного подъемного ствола проходят также в обязательном порядке вспомогательный ствол (8) и, возможно, один или несколько вентиляционных стволов. Вспомогательный ствол служит в качестве запасного выхода на поверхность и обеспечивает нормальные условия для проветривания. Как правило, этот ствол оборудуется вспомогательной подъемной установкой (9) для перемещения небольшого подъемного сосуда – бадьи (10) и имеет лестничное отделение (11).

Расстояние между главным и вспомогательным стволами зависит от способа вскрытия. Оно изменяется от нескольких десятков метров до 2÷8 км.

Как правило, запасы крутопадающих и наклонных месторождений отрабатываются в направлении сверху вниз, т. е. сначала извлекаются запасы верхнего этажа, затем нижележащего и т. д. Подготовка верхнего этажа заключается в проведении откаточного (3) и вентиляционного (2) штреков, а также, в разделении запасов этажей проведением восстающих (12) на блоки Б₁, Б₂ и т. д. В пределах подготавливаемого блока проводится ряд горизонтальных и вертикальных нарезных выработок: подэтажные штреки (13), дучки (14), отрезной восстающий (15).

Стадия очистной выемки состоит из нескольких производственных процессов:

1) отделение руды от массива (отбойка). Отбойка осуществляется взрыванием зарядов ВВ, которые располагаются в цилиндрических полостях (16), которые бурятся бурильными машинами из подэтажных штреков;

2) доставка руды. Взорванная руда под действием собственного веса самотеком поступает к рудоприемным воронкам (17). Выпуск руды осуществляется через люки (18) в вагонетки (19);

3) поддержание очистного пространства осуществляется, в данном случае (см. рис. 5.1), оставлением части руды в поддерживающих и изолирующих элементах – целиках (20) и потолочине (21).

После заполнения вагонеток рудой их транспортируют электровозом (22) к стволу шахты. Вагонетки, по одной – две, поднимают в клети на поверхность и на эстакаде (23) разгружают в большегрузные вагоны, в которых осуществляют транспорт руды на обогатительную фабрику. Обогащение руды на фабрике заключается в повышении содержания металла в рудной массе путем удаления из нее пустых пород.

Очистную выемку и подготовительные работы на этаже ведут одновременно в нескольких блоках. Так, блок Б₁ находится в стадии очистной выемки, а блоки Б₂ и Б₃ – в стадии подготовки.

Одновременно с очистной выемкой в пределах верхнего этажа вскрывают и подготавливают нижний этаж. Проводятся откаточный штрек (4), восстающий (24). Погрузку горной массы при проведении выработок осуществляют погрузочной машиной (25).

В процессе разработки месторождения подземные выработки необходимо непрерывно проветривать, так как при взрывах и работе различных машин образуется много вредных газов и пыли. Вентиляция шахты осуществляется следующим образом. Свежий воздух подается по главному стволу (см. направление стрелок на рис. 5.1), а отработанный отводится на вентиляционный ствол (8), вентиляционный канал (26) вентилятора главного проветривания (27).

Подземная разработка сопряжена с большими притоками подземных вод, которые отводятся в водосборник (28). Для откачки этих вод (водоотлива) в насосной камере (29) устанавливаются насосы (30).