книги из ГПНТБ / Вскрытие и разработка рудных месторождений на больших глубинах докт. техн. наук, проф. Г. М. Малахов, инж. А. П. Черноус. 1960- 19 Мб

шая. Плохие условия для работы имеют место при температуре 51° С по сухому термометру и 33° С по мокрому.

Среди горнорабочих нередко наблюдаются тепловые судороги как результат нехватки солей вследствие сильного потения. По­ этому на рудниках Колар для питья используется соленая вода

18, 9, 10, 11, 34, 35, 43].

Ниже приводятся некоторые технико-экономические показа­

тели, достигнутые на рудниках Колар и характеризующие их ра­ боту.

Продвижение подготовительных забоев на 1 чел-смену, см . 8,5

§ 2. РУДНИКИ ВИТВАТЕРСРАНДА (ЮЖНАЯ АФРИКА)

Месторождения золота в Южном Трансваале и в пограничных районах Оранжевой республики приурочены к толще осадочных пород, в основании которой залегают граниты и древние мета­ морфизованные породы.

Отложения системы Витватерсранд образуют синклиналь­ ную складку шириной 64—80 км, простирающуюся на 190 км с запада на восток (рис. 87).

Рудники расположены главным образом на северном крыле

синклинали в районах городов Иоганесбурга и Гейдельберга.

Прослойки содержащих золото конгломератов носят местное название «рифов» или «банкетов». В цементе конгломерата, пред­ ставленном кремнистым песчаником, золото находится в виде зерен, размер большинства которых (45—66%) не превышает

0,01—0,07 мм. При плавке, помимо золота, в слитках получают до 8—9% серебра, до 3% цветных металлов (в основном меди)

и некоторое количество металлов платиновой группы.

На рис. 88 показана схема залегания пластов наиболее про­

дуктивной серии, носящей название Майн-Риф, в состав которой

139

входят три пласта: Главный со средней мощностью 1,2—2,3 м\ Спутник мощностью в среднем 0,45 м и Южный мощностью

Рис. 87. Карта золотопромышленного района Витватерсранд:

1 — гранитный купол; 2 — зоны горных работ; ./ — выход пласта на поверхность

0,2—0,3 м. Вмещающие породы — кварциты. Иногда разрабаты­ ваются пласты и меньшей мощности с подрывкой боковых пород.

Угол падения, кру­ той на верхних горизон­

140

7 г/т. Отмечено снижение процентного содержания золота с глу­ биной. За последние 40 лет оно понизилось почти вдвое. Произ­ водственная мощность рудников составляет в среднем 3400 т, а крупных около 9000 т в сутки.

Очистные работы ведутся на глубинах, достигающих 3000 м. Самым глубоким рудником является рудник Ист Ранд (3350 м). На другом глубочайшем руднике Блайвурайзихт предполага­ ется вести горные работы до глубины 3700 м [5, 38, 39].

Вскрытие месторождений

Способы вскрытия месторождений на рудниках Ранда изме­ нялись по мере углубления горных работ. Первоначально с по­ верхности месторождения вскрывались наклонными стволами,

500м

ЮООм

вскрытие при по­ мощи наклонного

ствола ----- 1500м

i вскрытие вертикаль­ ным стволом с по- I

вертикальным стволом ислепымнаклоннымстволом

Рис. 89. Изменение схем вскрытия с увеличением глубины горных работ на рудниках Ранда

пройденными по руде, однако при достижении горными работами глубины 900—1000 м они были заменены вертикальными ство­ лами. При дальнейшем углублении горных работ повторился прежний порядок, участки месторождений на нижних горизонтах вскрывались при помощи наклонных слепых стволов, которые затем были заменены вертикальными слепыми стволами второй ступени, пройденными до глубины 1900—2200 м (рис. 89).

В дальнейшем потребовалось проведение слепых вертикаль­

ных стволов третьей ступени (например, на руднике Кроун ствол

шахты № 15 пройден до глубины 2700 м) [45].

С 1930 г. в соответствии с развитием горных работ и техники горного дела была осуществлена реконструкция некоторых круп­ ных рудников, в результате которой были пройдены новые вер­ тикальные стволы с поверхности на глубину 1500—2000 м. Ствол

141

Рис. 90. Поперечное сечение ствола шахты № И (рудник Воджелструйсфонтейн, Витватерсранд):

/, 2 — скипы емкостью 8,75 т\ 3t,4 — скипы емкостью 8 nt или двухэтажные кле­

Рис. 91. Схема вскрытия месторождения на руд­ нике Стилфонтейн:

/ - восстающий для перепуска пустой породы; 2 — рудопе­ репускной восстающий; 3 —■ рудное тело; 4 — погрузочная станция

142

шахты «Флакфонтейн-2», являющийся самым глубоким стволом первой ступени в мире, углублен до горизонта 2266 м.

На схемы вскрытия и методы горных работ рудников Ранда оказывает большое влияние пологое падение рифов, вызывающее значительное увеличение объема горнокапитальных выработок,

главным образом за счет квершлагов. Это, в свою очередь, выну­

Ствол NH

750

2250

м

Рис. 92. Схема вскрытия месторождения шахты № 11 на руднике Воджелструйсфонтейн (Витватерсранд):

/ — восстающий для перепуска породы; 2— восстающий для пере­ пуска руды

дило идти на некоторое сокращение количества главных рудо­ подъемных стволов шахт ввиду их большой стоимости. Поэтому в настоящее время на большинстве рудников один главный ствол обычно обслуживает участок шахтного поля до 3—3,5 км по про­ стиранию. По этой же причине почти половина главных стволов шахт и большинство вентиляционных являются наклонными.

С увеличением глубины горных работ возникла необходи­

мость пропуска в шахту большого количества свежего воздуха через воздухоподающие стволы и снижения их сопротивления.

Поэтому в последнее время наметилась тенденция перехода на

143

стволы круглого или эллиптического сечения вместо широко при­ менявшихся ранее стволов прямоугольного сечения.

По данным 1952 г., на 67 рудниках Ранда (включая и мелкие) в работе имелось 408 подъемных стволов, из которых 209 верти-

2500

м

Рис. 93. Схема вскрытия поля шахты № 6 на руд­ нике Дурбен Рудепорт Дип (Витватерсранд):

1 — рудоперепускной восстающий; 2 — вентиляционный квер­ шлаг; 3 — слепой ствол № 6А; 4 — главный риф; 5 — южный риф

кальных, 194 наклонных и 5 ломаных (т. е. в верхней части вер­ тикальные и в нижней наклонные).

Из этого числа 365 стволов имеют прямоугольное (рис. 90), 37 — круглое и 6 — эллиптическое сечение. Шахтные стволы в Оранжевой республике в большинстве своем имеют прямо­ угольное сечение.

Пои заложении новых стволов (например, ствол шахты

«Чарла» на руднике Стилфонтейн глубиной около 920 л<) одно-

144

временно были засечены пять горизонтов с высотой этажа 60 м, параллельно главному рудоподъемному стволу были пройдены

восстающие для перепуска с горизонта на горизонт руды и пу­ стых пород (рис. 91) отдельными потоками. Подготовительные

работы велись одновременно на трех этажах. Пустые породы перепускались на нижний горизонт и оттуда выдавались на по­ верхность. Примером вскрытия месторождений на более глубо­ ких горизонтах по этому же принципу может служить двухсту­ пенчатая схема вскрытия шахтного поля вертикальным стволом № 11 на руднике Воджелструйсфонтейн (рис. 92), стволом № 6 на руднике Дурбен Рудепорт Дип (рис. 93) и стволом Лайбенон на руднике Консолидейтид (рис. 94) [6, 7, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26, 29, 30, 31, 38, 39, 42].

Подъем

Из 632 подъемных машин, работающих на рудниках Ранда, 373 имеют привод переменного тока, 141 привод по .системе Г — Д,

105 — паровой и 13 шахт осуществляют подъем при помощи

пневматических двигателей.

Данные табл. 14 характеризуют подъемные установки неко­ торых глубоких шахт Ранда.

В последние годы на рудниках Витватерсранда при рекон­ струкции шахт и закладке новых глубоких стволов широкое применение получили многоканатный подъем и копры типа подъ­ емной башни.

Подъемные клети на шахтах Ранда применяются в большин­ стве случаев двух- и трехэтажные. Емкость скипов в среднем 4—8 т.

Копры большинства шахт металлические с укосиной, имею­ щие около семи шкивов в соответствии с числом подъемных отде­

лений. Поскольку барабанные подъемные машины требуют много места, шкивы устанавливаются не параллельно друг другу, а под некоторым углом.

Шахтные проводники в стволах, крепленных деревом, изго­

товляются из особых сортов леса и служат в зависимости от ско­ рости подъема от 10 до 27 лет [40].

Системы разработки

При разработке золотоносных жил Ранда на неглубоких го­ ризонтах применялись системы разработки сплошным забоем,

причем для поддержания висячего бока в выработанном про­ странстве оставляли рудные целики и применяли деревянное крепление.

С увеличением глубины горных работ усилилось давление и оставленные ранее целики начали разрушаться. Это вынудило увеличить их размеры и снизить извлечение руды при очистной

выемке. После того как запасы руды, оставляемой в целиках,

146