
книги из ГПНТБ / Лебедкова А.А. Горное дело учеб. пособие
.pdfВСКРЫТИЕ И РАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
О Б Щ И Е С В Е Д Е Н И Я
Основные понятия и термины
Условия залегания месторождений полезных ископаемых различны: угольные месторождения простираются на десятая и даже сотни км, рудные месторождения обычно имеют срав нительно небольшие размеры в плане, но распространяются на большую глубиву (до 2000-3000 и и более).
Значительные по размерам месторождения при разработке раздѳляютоя на шахтные поля / Рис. 121 / .
Рис.*121. Деление месторождения на шахтные поля I . . . 5 - H* шахтных полей.
Шахтное, поле - чаоть месторождения, отводимая для раз работки. Имеет четыре границы: нижнюю (по падению), верхнюю (по восстанию), боковые (по простиранию) / Рис. I22 / .
Рио. 122. |
Шахтное |
пока: |
|
|
|
I - |
верхняя гравица; 2 - вижвяя граница; |
|
|||
3 - |
границы |
по проотиравию; 4 - |
выемочное поле; |
4 |
|
А-- |
высота |
этажа |
(вертикальная); |
^ у - наклон |
|
ная |
высота |
этажа; |
І . . . І У - этажи. |
|
Размер шахтного поля по простиранию (между боковыми границами) составляет от 1000 до 7000 м (соответственно для рудных и угольных месторождений), размер шахтного по ля по падению (между границами по восстанию и падению)
- от 1000 до 4000 м и больше.
На угольных месторождениях шахтным полям для удобст ва разработки обычно придают прямоугольную форму. На руд ных месторождениях шахтное поле определяется самой формой месторождения.- пкоі-
Перед разработкой шахтное |
поле р а зд ел я е т с я : при нак |
лонном® нрутом 'заяѳганйи -» н а |
этажи, при горизонтальном |
и пологом- г- на-панелиѵ. •нше-ато.
Этая<- часть шахтного-поля^ ограниченная по простира нию его границами, а по падениюf - rдвумя штреками’(вижним откаточным и верхвим вентиляционным) / Рио. 123 / .
■I Расстояние, между, нижней ® -верхней; границами этажа по падению назы вается ,его,вакдонпай высотойгиереп ио-к
і Поряден отработки этажей ;сверхѵ: -вниз нназывается; нис- тодяшим..;:свиат,дверх-вооходяиим (иримеваетояілрн лозюгомя залегании и большой обводненности залежей). .хынкгсн
Рис* 125* Схема разделения шахтного поля на этажи: ММ - граница годного угля; АББГ - шахтное поле; АБЕД - ионе по восставав; ДЕБГ - поде по падению; П.С. и В.С. - соответственно подъемный и вентиля ционный стволы І ...У І - этажи; I - капитальный бремсберг; 2 - капитальный уклон.
На угольных месторождениях высота этажа составляет при пологом падении - 600-800 м, при крутом - І50-І70 м, на рудных месторождениях - 30-40 м и 60-80 м соответст венно для тонких жид и месторождений средней мощности и мощных.
При разработке етащи |
по высоте разделяют на подэтажи, |
а по длине - на выемочные |
поля или блоки. |
Подэтаж - чаоть этажа, ограниченная по падению и вос |
|
станию штреками (подставными или промежуточными ), |
Выемочные поля или блоки имеют длину соответственно 300-500 м и 40—60 м.
Отработка выемочных полей иди блоков в этаже от оерѳдивы шахтного поля к erg границам называется наступаю
щей |
или выемной прямым ходом, |
а от границ |
шахтного поля |
к нво |
середине - ототупашей |
иди выемкой |
обратным ходом |
/ Рис. 124 / . |
|
|
|
|
Понятие о вскрытии |
и системах разработки |
Вскрытие месторождения т- проведение горных выработок, обеспечивающих доступ в месторождению с поверхности земли или от разрабатываемой части к еще не разрабатываемой ^вркрцтио нового горизонта) с целью его разработки.
Определенный порядок вѳдевия подготовительных и очист ных работ, установленный в соответствии с геологическими условиях месторождения, применяемыми средствами механизации и увязанный в пространстве и во времени, называется систем мой разработки.
Система разработки должна удовлетворять требованиям безопасности ведения работ, экономичности и наименьших по
терь |
полезного |
ископаемого. |
|
|
На выбор системы разработки влияют: форма месторожде |
||
ния |
и наличие |
геологических нарушений, |
мощность, строение |
и угол падения |
полезного ископаемого, |
свойства боковых по |
род и др. Бри разработке угольных месторождений дополни - Терна учитываются такие факторы, как крепость и вязкость угля, газоносность месторождения, самовозгорание угля.
ВСКРЫТИЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
Способы вснрытия месторождений полезных ископаемых
Возможны различные способы вскрытия месторождений по лезных ипнѳпаешдс, выбор которых зависит главным образом
.iemeftuqesq 20 w«*
•п o’ïosoiï вкѵыььэи)
|
|
-ЫЖ 'лж хкъ;-*адь" |
-і fr-agg ,«& |
к лы; |
|||
|
|
qn |
lïsri |
<бЩітвф |
яоъыаипщ оеа*от |
||
Р ио. |
1 2 |
4 . С хеШ 'ofpaöosHHRBsaaa <от£-сіаола^іаахів--і« |
гра*; |
||||
аяцан |
в аххц ю ^ |
|
#і |
|
а^ля к |
|
|
огволу: |
’ |
' |
' l '~ "" ‘ |
“ |
|
||
а ) |
- |
ери центр адъвом проветривав ии ; г,б- f- при флан |
|||||
говом |
п р о в а т р и м п и и у т . |
подъёмный ств ол . |
|
•„xccqo*»«»* üatHqaa« aöo&on« ffliavEEtaq a«5»«sog
.So «іійквгі м о к я а е sw q o to s qoOda «димэапокок ш>:е9?.
от условий залегааин месторождения (мощности, угла паде |
||||||||
ния, |
формы, ноличества залежей |
и п р и |
|
|
||||
|
способы вскрытия месторождений полезных ископаемых |
|||||||
можно прдраздѳлить на простые и комбинированные. |
|
|||||||
|
Простые способы вскрытия предусматривают |
вскрытие |
||||||
месторождения на всю глубину одной выработки, |
осуществ |
|||||||
ляются наклонным стволами, вертикальными стволами, верти |
||||||||
кальными стволами с капитальными квершлагами, вертикаль |
||||||||
ными стволами |
с этажными квершлагами, штольвями. |
|
||||||
|
Комбинированные |
способы вскрытия характеризуются |
|
|||||
вскрытием месторождения в верхней части основной, а в ниж |
||||||||
ней - |
дополнительной |
капитальной |
выработкой. |
|
|
|||
_Вск£ытие наклоннши_ств£даш |
применяется при поло |
|||||||
гом залегании |
пластов |
(до |
18°), |
небольшой глубине ( |
до |
|||
80 м) |
и длине |
стволов |
не |
более |
2 км и производится |
или |
непосредственно по угольному пласту, или по пустым породам |
ч |
|
/ Рис. І2 5 -а /. Дополнительная разведка |
месторождения при |
|
вскрытии и возможность применения высокопроизводительного |
|
|
конвейерного подъема являются достоинствами данного спо - |
|
|
соба. |
|
|
_В£К]эытиѳ вертикаль вши стводами_ |
возможно при раз |
|
работке пластов горизонтального или пологого залегания, расположенных на большой глубине / Рис. 125-6/. Ствол рас полагают так, чтобы от пересечения его с месторождением по восстанию было на один этаж больше, чем по падению.Второй ствол располагают или рядом с основным стволом, иди у верх ней границы шахтного поля соответственно при разработке вѳгазовых и газовых месторождений.
Вокрытие_штольшши_ применяется при залегании место рождения в условиях гористой местности / Рис.І25-в / .
Вскрытие_в£р тикальными_ст волами с_ этажвыми_кве£шлагами_ применяется при крутом залегании месторождения.Причем,
при небольшой мощности вскрытие осуществляется этажными |
|
||
квершлагами |
со стволом, пересекающим |
пласт так, чтобы |
в |
направлении |
внрѳст простирания он делил шахтное поле попо |
||
лам (для обеспечения наиболее короткой |
длины квершлагов |
) |
|
/ Рис. І2 5 -е/. |
|
|
го
оа
Рис. 125. |
Способы вскрытия месторождений |
полезных ископаемых: |
|
|
^ |
||
а - б скрытие пологого угольного пласта наклонными стволами; б - вскрытие |
|
||||||
месторождения |
вертикальными стволами; |
в - вскрытие месторождения |
штольнями; |
||||
г - |
вскрытие |
вертикальным стволом, пересекающим тонкий крутопадающий пласт; |
|||||
д - |
вскрытие |
мощного месторождения вертикальными стволами в лежачем боку |
с |
||||
квершлагами; е - вскрытие свиты угольных пластов вертикальными |
стволами |
с |
|||||
главным квершлагом; I - главный ствол (на рис. в-штольня); 2- вспомогательный |
|||||||
(вентиляционный) ствол (на рис. в-штольня); 3 - квершлаги; 4 - |
главный квершлаг; |
||||||
ж - комбинированное вскритие глубоко |
залегающего месторождения; |
I |
- вертикальный |
||||
ствол; |
2 - вертикальный слепой ствол; |
3 - наклонный слепой ствол; |
4 - квершлаги; |
||||
І ...У |
- этажи. |
|
|
|
|
При мощном угольном или рудном месторождении вскры тие осуществляется этажными квершлагами с вертикальным стволом, располагаемом в лежачем боку месторождения, что исключает возможность разрушения ствола и квершлагов при последующвй выемке полезного ископаемого / Рис. 125-д / .
Вскрытиѳ_вертикальными_стволами с капитальным квер шлагом применяется чаще всего при крутом залегании свиты пластов / Рис. І25-ѳ / . Для соединения всех пластов с околостволышм двором и стволами проводят капитальные квер шлаги (откаточный и вентиляционный). Вентиляционный капи тальный квершлаг можно проводить на одном уровне с отка - точным или у верхней границы шахтного поля и соединять с поверхностью вентиляционным стволом или шурфом. Этажи по каждому пласту вскрываются капитальными бремсбергами и ук лонами.
_К£мбинированное_вс.К£ыти£ применяется чаще всего при большой глубине залегания месторождения (до 1,5 -3 км) /Рис. І25-ж / . В таких случаях,- например, возможна проходка вер тикального ствола на определенную глубину, не достигая ме сторождения, и дальнейшее вскрытие слепыми выработками.
Геологические особенности залегания рудных месторож дений предопределяют применение: группового вскрытия этажа, совместного вскрытия нескольких шахтных полей (при перехо де на более глубокие горизонты и увеличении размеров шахт ных полей) и др. / Рис. 126 / .
Расположение вскрывающих выработок
Правилами безопасности ведения подземных горных работ предусмотрено не менее двух выходов из подземных выработок на дневную поверхность: (двух наклонных или двух вертикаль ных стволов, ствола и шурфа, двух штолен и т . д . ) , называе мых основной (главной) и вспомогательной (вентиляционной).
Расположение вскрывающих выработок рядом друг с другом в центре шахтного поля называется центрально-сдвоенным, рас положение вспомогательной выработки (обычно ствол) против главного ствола у верхней границы шахтного поля или на флан-
гах его называется соот ветственно центрально-отне сенным и Фланговым (диаго нальным) /Рис. 127 / .
Наиболее часто при разработке угольных место рождений применяется цент рально-сдвоенное расположе ние стволов, обеспечивающее
их взаимозаменяемость в процессе эксплуатации, при разработке угольных место рождений с большим выделе нием метана - центрально - отнесенное и при разработке мощных рудных месторождений - фланговое.
Шахтное поле называет ся двухкрылым при расположе нии главного (подъемного)и вспомогательного (вентиляци онного) стволов в его сере дине и однокрылым — при рас положении ствола (обычно вентиляционного) у одной из границ шахтного поля по про стиранию.
Место расположения стволов угольной шахты выби рается с учетом совместного влияния: работы подземного транспорта, условий проведе ния подъездных железнодорож
ных путей к шахте, условий строительства зданий и сооруже ний на поверхности, условий проведения стволов шахты, вели чина потерь полезного ископаемого в- охранных целиках.
При вскрытии свиты пологих, наклонных или крутопадаю щих пластов подъемный ствол располагают в месте сосредото чения груза !п на квершлаге из условия минимальной рабо ты подземного транспорта (метод академика Л.Д.Шевякова),
'пра&- сумма грузов соответственно слева и справа от ствола;
Т „гт - место сосредоточения груза, где рас положен ствол.
Небольшие по простиранию размеры рудных месторожде ний и высокая ценность руды предопределяют расположение вскрывающих выработок вне зоны сдвижения пород и преимуще ственно в лежачем боку.
Выбор способа вскрытия шахтного поля
методом вариантов
Выбор способа вскрытия методом вариантов заключается в установлении технически возможных вариантов и выборе из них 2-3 вариантов с последующим выбором одного, наиболее экономичного (по капитальным затратам и эксплуатационным расходам, а также с учетом технических факторов, сроков строительства, надежности транспорта, надежных схем провет ривания, возможности разведки и отработки перспективных за пасов, возможности комплексной механизации и автоматизации работ и т .д .) .
Технико-экономическое сравнение вариантов осуществляе тся по укрупненным показателям.
Выбор наиболее рационального варианта производится на основе расчета
Сл ~ C Ÿ