- •Введение
- •1 Перспективы развития калийной промышленности в республике беларусь
- •2 Горно-геологическая характеристика месторождений полезных ископаемых
- •2.1 Понятие о шахте, шахтном поле, руднике, месторождении полезного ископаемого, полезном ископаемом, пустой породе
- •2.2 Понятие о способах добычи полезных ископаемых (подземном, открытом). Их сравнительная характеристика
- •2.3 Классификация полезных ископаемых по физическому состоянию
- •2.4 Залежь полезного ископаемого, ее формы и геометрические параметры
- •2.5 Элементы залегания пласта
- •2.6 Классификация угольных пластов и рудных залежей по мощности и углу падения
- •2.7 Простое и сложное строение пластов. Полная, полезная и вынимаемая мощность пластов сложного строения
- •2.8 Классификация геологических запасов полезных ископаемых.
- •2.9 Геологические запасы полезного ископаемого по пригодности к промышленному освоению
- •2.10 Геологические запасы по степени изученности
- •2.11 Геологические запасы по готовности к промышленному освоению месторождения
- •2.12 Характеристика Старобинского месторождения калийных солей
- •2.12.1 Характеристика Первого и Второго калийных горизонтов Старобинского месторождения
- •2.12.2 Характеристика Третьего и Четвертого калийных горизонтов Старобинского месторождения
- •2.13 Плотность (объемный вес), коэффициент крепости по шкале проф. М.М. Протодьяконова, влажность и газоносность пород Старобинского месторождения
- •3 Вскрытие и подготовка пластовых месторождений
- •3.1 Стадии разработки месторождений полезных ископаемых
- •3.2 Способы вскрытия шахтных полей
- •3.3 Понятие о стволах, капитальных и подготовительных выработках
- •3.4 Понятие о штольне, квершлаге, штреке
- •3.5 Понятие о бремсберге, уклоне, гезенке
- •3.6 Схемы вскрытия шахтных полей. Понятие о главном, вспомогательном, вентиляционном и слепом стволах
- •3.7 Рациональное место заложения главного ствола в шахтном поле
- •3.8 Вскрытие шахтных полей рудников Старобинского месторождения
- •3.9 Схемы деления и способы подготовки шахтных полей
- •3.10 Прямой и обратный порядок отработки шахтного поля. Нисходящий и восходящий порядок отработки горизонтов, блоков, крыльев
- •3.11 Производственная мощность и срок службы шахты
- •3.12 Принципиальные схемы деления и способы подготовки шахтных полей Старобинского месторождения
- •4 Проведение, крепление и охрана и проветривание горных выработок
- •4.1 Проведение, крепление и охрана горизонтальных выработок
- •4.1.1 Формы и размеры поперечного сечения горизонтальных выработок при использовании пневмоколесного или другого самоходного транспорта
- •4.1.2 Способы проходки горизонтальных горных выработок
- •4.1.3 Общие сведения о горной крепи и видах крепления горизонтальных горных выработок
- •4.1.4 Крепь анкерная замковая (каз). Конструкция, силовые характеристики, преимущества и недостатки, область применения
- •4.1.5 Крепь анкерная винтовая металлическая (камв). Конструкция, силовые характеристики, преимущества и недостатки, область применения
- •4.1.6 Охрана горных выработок. Способы охраны выработок на Старобинском месторождении
- •1 Способ охраны компенсационными щелями
- •2 Способ охраны разгружающими выработками
- •4.2 Способы проветривания забоев подготовительных выработок и очистных камер
- •4.3 Категории угольных шахт и соляных рудников по газу
- •5 Краткие сведения о системах разработки пластовых месторождений
- •5.1 Системы разработки пластовых месторождений
- •5.2 Сущность камерной системы разработки
- •5.3 Сущность столбовой системы разработки
- •5.4 Сущность сплошной системы разработки
- •5.5 Преимущества и недостатки столбовой и сплошной систем разработки
- •5.6 Сущность комбинированной системы разработки
- •5.7 Оптимальные соотношения между очистными и подготовитель-ными забоями
- •6 Системы разработки калийных руд старобинского месторождения
- •6.1 Применение камерной системы разработки на Старобинском месторождении
- •6.2 Варианты столбовой системы разработки на Старобинском месторождении. Преимущества столбовой системы разработки по сравнению с камерной
- •6.3 Понятие о валовой и селективной выемке калийных пластов на полную мощность. Преимущества селективной выемки перед валовой выемкой
- •6.4 Валовая и селективная выемка Второго калийного пласта и слоев II, II-III и III Третьего калийного пласта на полную мощность одной лавой
- •6.5 Двухслоевая селективная выемка Второго калийного пласта четырехкомбайновыми лавами
- •6.6 Частично-селективная и селективная выемка Третьего калийного пласта двумя слоевыми лавами
- •6.7 Применение комбинированной системы разработки на Старобинском месторождении
- •6.8 Основные направления совершенствования систем разработ-ки на Старобинском месторождении
- •6.9 Технологическая схема валовой выемки трехслойного калийного пласта однокомбайновой лавой с отработкой межстолбового целика очистным забоем отстающей смежной лавы
- •7 Очистные работы
- •7.1 Технология очистной выемки полезного ископаемого проходческо-очистными комплексами в коротких забоях-камерах
- •7.2 Крепление очистных камер в коротких забоях
- •7.3 Горное давление в коротких очистных забоях-камерах
- •7.4 Технология валовой выемки полезного ископаемого механизированными комплексами в длинных очистных забоях (лавах) на Старобинском месторождении
- •7.5 Типы комбайнов для валовой и селективной выемки калийных пластов лавами на Старобинском месторождении
- •7.6 Типы механизированных крепей для длинных очистных забоев
- •7.7 Способы управления кровлей при валовой и селективной выемке калийных пластов Старобинского месторождения
- •7.8 Горное давление в длинных очистных забоях
- •Список использованных источников
Б.И Петровский
Подземные горные работы
(лекции для студентов БНТУ)
Солигорск 2015
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………. |
7 |
|
|
1 ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ КАЛИЙНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ В РЕСПУБЛИКЕ БЕЛАРУСЬ……………………………………………………………… |
8 |
|
|
2 ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ……………. |
9 |
|
|
2.1 Понятие о шахте, шахтном поле, руднике, месторождении полезного ископаемого, полезном ископаемом, пустой породе…………………………… |
9 |
|
|
2.2 Понятие о способах добычи полезных ископаемых (подземным, открытым). их сравнительная характеристика………………………………. |
9 |
|
|
2.3 Классификация полезных ископаемых по физическому состоянию……………………………………….. |
10 |
|
|
2.4 Залежь полезного ископаемого, ее формы и геометрические параметры…………………………………….. |
11 |
|
|
2.5 Элементы залегания пласта………………………………………. |
11 |
|
|
2.6 Классификация угольных пластов и рудных залежей по мощности и углу падения…………………………... |
13 |
|
|
2.7 Простое и сложное строение пластов. Полная, полезная и вынимаемая мощность пластов сложного строения………………………………………………… |
13 |
|
|
2.8 Классификация геологических запасов полезных ископаемых. Выражения полезных ископаемых при их подсчете…………………………………….. |
14 |
|
|
2.9 Геологические запасы полезного ископаемого по пригодности к промышленному освоению………………… |
15 |
|
|
2.10 Геологические запасы по степени изученности………………… |
15 |
|
|
2.11 Геологические запасы по готовности к промышленному освоению месторождения…………………… |
16 |
|
|
2
|
Стр.
|
|
|
2.12 Характеристика Старобинского месторождения калийных солей…………………………………………………… |
16 |
|
|
2.12.1 Характеристика Первого и Второго калийных горизонтов Старобинского месторождения……………… |
16 |
|
|
2.12.2 Характеристика Третьего и Четвертого калийных горизонтов Старобинского месторождения………………………………………………… |
17 |
|
|
2.13 Плотность (объемный вес), коэффициент крепости по шкале проф. М.М. Протодьяконова, влажность и газоносность пород Старобинского месторождения……… |
17 |
|
|
3 ВСКРЫТИЕ И ПОДГОТОВКА ПЛАСТОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ………………………………………………… |
23 |
|
|
3.1 Стадии разработки месторождений полезных ископаемых……………………………………………………….. |
23 |
|
|
3.2 Способы вскрытия шахтных полей…………………………….. |
23 |
|
|
3.3 Понятие о стволах, капитальных и подготовительных выработках……………………………………………………….. |
25 |
|
|
3.4 Понятие о штольне, квершлаге, штреке ………………………….. |
26 |
|
|
3.5 Понятие о бремсберге, уклоне, гезенке…………………………. |
|
|
|
3.6 Схемы вскрытия шахтных полей. Понятие о главном, вспомогательном, вентиляционном и слепом стволах………… |
27 |
|
|
3.7 Рациональное место заложения главного ствола в шахтном поле……………………………………………………. |
27 |
|
|
3.8 Вскрытие шахтных полей рудников Старобинского месторождения……………………………………………………. |
28 |
|
|
3.9 Схемы деления и способы подготовки шахтных полей……………………………………………………………….. |
28 |
|
|
3.10 Прямой и обратный порядок отработки шахтного поля. Нисходящий и восходящий порядок отработки горизонтов, блоков крыльев……………………………………. |
31 |
|
|
3
|
Стр. |
3.11 Производственная мощность и срок службы шахты……………………………………………………………. |
31 |
|
|
3.12 Принципиальные схемы деления и способы подготовки шахтных полей Старобинского месторождения…………………………………………………… |
31 |
|
|
4 ПРОВЕДЕНИЕ, КРЕПЛЕНИЕ, ОХРАНА И ПРОВЕТРИВАНИЕ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК……………………… |
33 |
|
|
4.1 Проведение, крепление и охрана горизонтальных выработок………………………………………………………….. |
33 |
|
|
4.1.1 Формы и размеры поперечного сечения горизонтальных выработок при использовании пневмоколесного или другого самоходного транспорта…………………………………………………….. |
33 |
|
|
4.1.2 Способы проходки горизонтальных горных выработок ……………………………………………………….. |
33 |
|
|
4.1.3 Общие сведения о горной крепи и видах крепления горизонтальных горных выработок………………………………………………………. |
35 |
|
|
4.1.4 Крепь анкерная замковая (КАЗ). Конструкция, силовые характеристики, преимущества и недостатки, область применения……………………………… |
35 |
|
|
4.1.5 Крепь анкерная винтовая металлическая (КАМВ). Конструкция, силовые характери- стики, преимущества и недостатки, область применения……………………………………………. |
37 |
|
|
4.1.6 Охрана горных выработок. Способы охраны выработок на Старобинском месторождении……………… |
38 |
|
|
4.2 Способы проветривания забоев подготови- тельных выработок и очистных камер…………………………… |
40 |
|
|
4.3 Категории шахт и соляных рудников по газу………………….. |
41 |
|
|
5 КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О СИСТЕМАХ РАЗРАБОТКИ ПЛАСТОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ……………………………… |
42 |
|
|
5.1 Системы разработки пластовых месторождений………………. |
42 |
4
|
Стр. |
|
|
5.2 Сущность камерной системы разработки……………………….. |
42 |
|
|
5.3 Сущность столбовой системы разработки……………………….. |
42 |
|
|
5.4 Сущность сплошной системы разработки……………………….. |
43 |
|
|
5.5 Преимущества и недостатки столбовой и сплошной систем разработки………………………………….. |
43 |
|
|
5.6 Сущность комбинированной системы разработки…………………………………………………………. |
43 |
|
|
5.7 Оптимальные соотношения между очистными и подготовительными забоями………………………………….. |
44 |
|
|
6 СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ КАЛИЙНЫХ РУД СТАРОБИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ……………………….. |
45 |
|
|
6.1 Применение камерной системы разработки на Старобинском месторождении……………………………….. |
45 |
|
|
6.2 Варианты столбовой системы разработки на Старобинском месторождении. Преимущества столбовой системы разработки по сравнению с камерной………………………………………………………… |
47 |
|
|
6.3 Понятие о валовой и селективной выемке калийных пластов на полную мощность. Преимущества селективной выемки перед валовой выемкой………………………………………………….. |
48 |
|
|
6.4 Валовая и селективная выемка Второго калийного пласта и слоев II, II-III и III Тре- тьего калийного пласта на полную мощность..……………….. |
48 |
|
|
6.5 Двухслоевая селективная выемка Второго калийного пласта четырехкомбайновыми лавами……………………………………....………………………. |
50 |
|
|
6.6 Частично-селективная и селективная выемка Третьего калийного пласта двумя слоевыми лавами……………………………………....………………………. |
52 |
|
|
6.7 Применение комбинированной системы разработки на Старобинском месторождении…………………. |
52 |
5
|
Стр. |
6.8 Основные направления совершенствования систем разработки на Старобинском месторождении…………………………...………………………. |
55 |
|
|
6.9 Технологическая схема валовой выемки трехслойного калийного пласта однокомбай- новой лавой с отработкой межстолбового целика очистным забоем отстающей смежной лавы……………………………………....………………………. |
55 |
|
|
6.10 Перспективная технологическая схема селек- тивной выемки Третьего калийного пласта на полную мощность с закладкой разрушенной породы из слоев галита II-III и III-IV в вырабо- танное пространство лавы ……………………………………….. |
57 |
|
|
7 ОЧИСТНЫЕ РАБОТЫ……………………………………………… |
59 |
|
|
7.1 Технология очистной выемки полезного ископаемого проходческо-очистными комплексами в коротких забоях-камерах……………………………………………………. |
59 |
|
|
7.2 Крепление очистных камер в коротких забоях………………... |
60 |
|
|
7.3 Горное давление в коротких очистных забоях- камерах……………………………………………………………. |
60 |
|
|
7.4 Технология валовой выемки полезного ископае- мого механизированными комплексами в длин- ных очистных забоях (лавах) на Старобинском месторождении…………………………………………………… |
61 |
|
|
7.5 Типы комбайнов для валовой и селективной выемки калийных пластов лавами на Старо- бинском месторождении………………………………………….. |
62 |
|
|
7.6 Типы механизированных крепей для длинных очистных забоев…………………………………………………… |
63 |
|
|
7.7 Способы управления кровлей при валовой и и селективной выемке калийных пластов Ста- робинского месторождения…………………………………….. |
65 |
|
|
7.8 Горное давление в длинных очистных забоях………………… |
65 |
|
|
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ………………… |
67 |
6
Введение
Целью дисциплины «Подземные горные работы» является подготовка студентов к дальнейшему изучению профилирующих дисциплин по подземной разработке месторождений полезных ископаемых.
Курс заочного обучения в 2014-2015 г.г. рассчитан на 12 часов лекций, 16 часов практических занятий, 4 часа установочных лекций, 2 часа консультаций. 95 часов отводится на курсовое проектирование и 24 часа на прием экзаменов. Итого 153 часа, которые разбиты на зимнюю и летнюю экзаменационные сессии.
На зимнюю экзаменационную сессию запланировано 6 часов лекций, 6 часа практических занятий, по 2 часа установочных лекций и консультаций. По окончании сессии проводятся экзамены во всех группах.
Оставшиеся часы отведены на летнюю сессию.
Рабочая программа по дисциплине охватывает большой круг вопросов, которые подробно осветить за отведенные на это часы лекций невозможно, поэтому я кратко остановлюсь на каждой из тем учебной программы, а вы самостоятельно можете ознакомиться более детально с содержанием тем по литературным источникам, приведенным в конце лекций по дисциплине «Подземные горные работы».
7
1 Перспективы развития калийной промышленности в республике беларусь
В настоящее время добыча калийной соли в РБ ведется на Старобинском месторождении, которое включает в себя 4 шахтных поля. Каждое шахтное поле разрабатывается своим отдельным рудоуправлением, состоящим из рудника и обогатительной фабрики.
До 2002 года на каждом шахтном поле из 4-х разведанных горизонтов (I, II, III и IV) эксплуатировалось только два горизонта – II и III.
После освоения на месторождении селективной выемки Второго калийного пласта и слоев II, II-III, III Третьего калийного пласта был введен в эксплуатацию в 2002 году на Первом рудоуправлении I калийный горизонт, который из-за большого (более 10 %) содержания НО был отнесен к забалансовым и не подлежал разработке. Прогнозируемые промышленные запасы (извлекаемые) горизонта составляют около 20 млн.т. Годовая добыча – 0,5 млн.т.
С 2010 года введен в эксплуатацию Краснослободский рудник с проектной мощностью 6 млн.т. руды в год и транспортированием руды по поверхности на обогатительную фабрику 2 РУ. Промышленные запасы рудника оцениваются в 170 млн.т. на III калийном горизонте. Забалансовые запасы на II калийном горизонте составляют 94 млн.т. и в настоящее время решается вопрос о вовлечении этого горизонта в отработку.
В стадии проектирования для поддержания мощности 2 РУ находится IV калийный горизонт.
Для поддержания мощности Первого рудоуправления построен Березовский рудник на III горизонте шахтного поля 4 РУ с годовой добычей 1,5 млн.т и транспортировкой руды по поверхности на обогатительную фабрику 1 РУ.
В 2013 году выданы «Исходные данные …», а в 2014 году будет разработан архитектурный проект Петриковского горно-обогатительного комплекса на базе Петриковского месторождения калийных солей в Гомельской области.
Намечено строительство рудника (рудников) на Нежинском участке Старобинского месторождения.
8