7.1.2 Комбинированные способы вскрытия
Простые способы вскрытия используют в тех случаях, когда месторождение имеет небольшую (до 1000÷1500 м) глубину распространения. Однако, на практике часто встречаются месторождения сложного строения, с большими размерами по падению и простиранию, с невыдержанными элементами залегания. Вскрывать такие месторождения одним типом выработки становится либо технически невозможно, либо экономически нецелесообразно.
Наибольшее распространение в горнорудной практике получили ступенчатые схемы вскрытия и схемы вскрытия стволами в сочетании со штольнями.
Суть ступенчатых схем вскрытия заключается в том, что верхняя часть месторождения вскрывается стволами с поверхности, а нижняя часть – слепыми стволами.
Вскрытие вертикальным стволом с поверхности и вертикальным слепым стволом глубоких горизонтов месторождения (рис. 7.5а) применяют в условиях крутопадающих рудных тел с большими размерами по падению.
Рис. 7.5. Схемы комбинированного вскрытия месторождения: а) с вертикальным слепым рудоподъемным стволом (1 – рудоподъемный ствол с поверхности; 2 – дозаторы скипового подъема; 3 – водосборники; 4 – слепой рудоподъемный ствол; 5 – подъемная машина слепого ствола; 6 – разгрузочный бункер; 7 – канатный ходок); б) с наклонным слепым рудоподъемным стволом (1- рудоподъемный ствол с поверхности; 2 – наклонные слепые стволы с конвейерным подъемом руды; 3 – водосборники; 4 – дробильная установка; 5 – рудоспуск; 6 – вспомогательный слепой ствол для нижних горизонтов; 7 – квершлаги)
Достоинство: уменьшенные объёмы горно-капитальных работ за счет сокращения длины квершлагов.
Недостаток: увеличивается количество подъёмных установок.
Вскрытие вертикальным стволом с поверхности и наклонным слепым стволом глубоких горизонтов применяют для вскрытия месторождений резко меняющих угол падения с глубиной.
Наклонный ствол может подавать руду непосредственно в приемный бункер подземной дробилки крупного дробления.
Достоинства и недостатки этой схемы вскрытия аналогичны предыдущей.
Если месторождение залегает в гористой местности, то верхняя его часть, расположенная выше уровня долины, вскрывается штольней, а нижняя часть, расположенная ниже уровня долины, вскрывается вертикальными или наклонными стволами с поверхности.
7.2 Схемы подготовки горизонтов
Подготовка горизонтов заключается в разделении шахтного поля на участки, в пределах которых затем проводят подготовительно-нарезные выработки и осуществляют очистную выемку.
Крутопадающие и наклонные залежи горизонтальными подготовительными выработками (штреками и ортами) разделяют на этажи (рис. 7.6).
Рис. 7.6. Деление шахтного поля на этажи и блоки: а) при крутопадающих залежах мощностью до 50÷80 м; б) более 80 м; hэ – высота этажа; стрелкой с черным кружком показано направление движения груженных составов, с белым кружком – порожних
Горизонты, на которых расположены эти выработки, называют этажными, причем те из них, которые используются для откатки руды к стволу, называются откаточными или основными, а остальные – промежуточными. Этаж по длине с помощью восстающих разбивают на выемочные блоки. Размер блока по простиранию залежи изменяется от 30 до 150 м, обычно 40÷60 м.
При вскрытии месторождений вертикальными стволами в сочетании с этажными квершлагами на каждом откаточном этаже создается околоствольный двор представляющий собой комплекс камер и транспортных выработок предназначенных для организации маневров подземного транспорта при разгрузочно-погрузочных работах, размещения станций электроснабжения, станций водоотливных установок, водосборников, электровозного депо, ремонта буровой техники и инструмента, камер ожидания при спуске и подъеме людей, подземного медпункта.
Комплекс выработок околоствольного двора в зависимости от производственной мощности составляет несколько сотен, а иногда и тысяч м3 горных выработок и камер укомплектованных специальным оборудованием, сооружение этого комплекса требует значительных затрат труда, времени и средств.
В целях обеспечения независимой одновременной работы доставки и транспортирования руды все шире используются концентрационные горизонты, на которые руда перепускается с вышерасположенных промежуточных горизонтов (рис. 7.7). Транспортный концентрационный горизонт обычно обслуживает 2÷4, а иногда и больше этажей. Рудоспуски, ведущие на концентрационный горизонт, проходят по рудному телу или в непосредственной близости от него.
Рис. 7.7. Схема вскрытия и подготовки рудных месторождений с концентрационными горизонтами: 1 – концентрационные горизонты; 2 – промежуточные горизонты; 3 – рудоспуски; 4 – рудоподъемный ствол; 5 – бункер; 6 – дозатор
В пологих и горизонтальных рудных залежах разработка, как правило, безэтажная (одноэтажная), поэтому шахтное поле разделяют по площади на панели с помощью главных и панельных штреков (рис. 7.8). Ширина панелей соответствует расстоянию между панельными штреками и колеблется от 50 до 200 м. Длина панелей равна расстоянию между главными штреками и составляет от 200÷300 м до 1000÷1500 м. Панели отрабатывают сплошной выемкой или с разделением на выемочные блоки (см. рис. 7.8).
Схемы подготовки разделяются на:
а) по типу подготовительных выработок, в которых производится загрузка транспортных средств: штрековую и ортовую;
Рис. 7.8. Схема деления пологой залежи на панели и блоки: 1 – панель; 2 – блок; 3 – блоковые восстающие и рудоспуски; 4- вентиляционный ствол; 5 – панельный откаточный штрек; 6-главный откаточный штрек; 7 – вспомогательный ствол; 8-рудоподъемный ствол; bп – ширина панели
б) по расположению выработок по отношению к рудному телу: рудную, полевую и комбинированную;
в) по схеме движения транспорта: тупиковую и кольцевую.
Подготовку рудным штреком (см. рис. 7.9а) применяют, как правило, при разработке рудных тел мощностью не свыше 15÷20 м (обычно с устойчивыми рудами). Так как схема движения транспорта при этом тупиковая, через 150÷300 м по длине штрека устраивают разминовки или делают штрек двухпутным.
Рис. 7.9. Схемы подготовки: а) штрековая рудная; б) штрековая комбинированная (рудная и полевая); в) ортовая кольцевая
Полевую подготовку применяют в условиях наклонных и крутопадающих рудных тел средней мощности с недостаточно устойчивыми рудами и устойчивыми породами.
При штрековой комбинированной подготовке (см. рис. 7.9б) наряду с рудным штреком проходят в лежачем боку еще и полевой, что позволяет обеспечить кольцевую откатку.
В залежах средней мощности при небольшом объеме добычи на этаже орты делают тупиковыми, а в мощных залежах или при интенсивном транспорте применяют кольцевую схему его движения, соединяя орты полевым штреком и в висячем боку (см. рис. 7.9в). Применяют на рудниках с большой производственной мощностью.