Загальні втрати по шахті залежать від гірничо-геологічних умов залягання пластів і коливаються в широких межах. Для орієнтовних розрахунків можна користуватися коефіцієнтом вилучення С: для тонких пластів – 0,90-0,92; середньої потужності – 0,85-0,88; потужних пологих – 0,82-0,85 і для потужних крутих пластів – 0,75-0,8. Знаючи коефіцієнт вилучення вугілля і балансові запаси в шахтному полі, можна підрахувати промислові запаси: Z_пр = Z_б∙С.

Між промисловими запасами вугілля в шахтному полі та терміном служби шахти діє залежність: , де Т–термін служби шахти, років; Z_пр–промислові запаси вугілля в шахтному полі, т; А–проектна потужність шахти, т/рік.

Повний строк служби шахти буде більшим на 3-5 років, які потрібні для врахування періоду розвитку і затухання проектної потужності шахти, тобто Т_п = Т + t_р + t_з

Сучасні шахти проектують на потужність: 1,2; 1,5: 1,8; 2,4; 3,0; 3,6 млн. т на рік. Термін служби таких шахт проектується на 50-60 років.

Контрольні питання

1. Охарактеризуйте поняття "гірнича порода". Види порід.

2. Охарактеризуйте поняття "корисна копалина". Її стан у природі.

3. Охарактеризуйте поняття "родовище корисної копалини".

4. Що таке "пласт вугілля"? Надайте визначення та ескіз.

5. Як розрізняють вугільні пласти за будовою?

6. Які потужності розрізняють при складній будові вугільного пласта?

7. З яких частин складена покрівля та підошва пласта?

8. Охарактеризуйте елементи залягання пластів: простягання, падіння та потужність.

9. Надайте визначення поняттям "лінія простягання", "лінія падіння"; надайте ескізи.

10. Надайте визначення поняття "кут падіння пласта" та надайте ескіз.

11. Охарактеризуйте класифікацію пластів за кутом падіння.

12. Які порушення вугільних пластів знаєте? Надайте ескізи.

13. Охарактеризуйте основні фізико-механічні властивості гірських порід.

14. Охарактеризуйте класифікацію гірських порід за шкалою проф. М.М.Протодьяконова.

Що вона відображає?

ЛЕКЦІЯ 2 _______________

Тема 1.3 гірничі виробки, їх призначення і класифікація.

Література:с.11-13, с.13-17 [1].

1.3 Гірничі виробки, їх призначення і класифікація.

Роботи, що виконуються при видобутку корисних копалин, називають гірничими. В результаті у товщі земної кори створюються штучні порожнини – гірничі виробки.

Розрізняють чотири групи підземних виробок:

1. Виробки, що мають безпосередній вихід на земну поверхню. Більшість виробок цієї групи відносяться до тих, що розкривають.

2. Виробки, що не мають безпосереднього виходу на земну поверхню. Майже усі виробки цієї групи відносяться до підготовчих. Однією із загальних особливостей цих двох груп виробок є їх значна довжина в порівнянні з розмірами поперечного перерізу.

3. Очисні виробки, розміри яких залежать від потужності покладів, типу і розмірів розміщуваного устаткування і машин, умов вентиляції і системи розробки.

4. Службові камери і приствольні двори. Службова камера - виробка, призначена для установки устаткування, зберігання матеріалів, інструментів, запасних частин, а також для інших господарських і санітарних цілей. Розміри камери залежать від її призначення (типу, розмірів і кількості машин і устаткування, установлених в камері). Хоча останні дві групи підземних виробок також не мають безпосереднього виходу на земну поверхню, як і виробки другої групи, але вони за призначенням сильно відрізняються як від виробок другої групи, так і один від одного.

Нижню частину периметра поперечного перерізу горизонтальних і похилих виробок прийнято називати підошвою виробки, верхню - покрівлею виробки, бічні сторони - боками виробки. У вертикальних і крутонахилених виробках, пройдених по пласту, замість термінів "підошва" і "покрівля" нерідко вживають вирази "лежачий бік" і "висячий бік" відповідно.

Місце, звідки починалося проведення виробки, називається її гирлом. Бувають виключення з цього правила, головним чином при проведенні похилів і бремсбергів від низу до верху. Гирлом таких виробок вважається місце, де вони з'єднуються з вищерозташованою горизонтальною виробкою, найчастіше штреком.

Забоєм виробки називають місце руйнування масиву гірничих порід. Частина виробки, що примикає до вибою, де безпосередньо ведуться роботи по її проведенню, є привибійним простором. Місце з'єднання декількох виробок (частіше двох, рідше трьох) називають сполученням гірничих виробок.

Розташування гірничих виробок в просторі, їх назви і зазначення розглянемо стосовно рисунку 3.1.

 Гірничі виробки за призначенням діляться на розвідувальні і експлуатаційні.

Гірничі виробки називаються розвідувальними, якщо їх проводять для пошуків і розвідки родовищ корисних копалин, і експлуатаційними, якщо їх проводять для розробки (видобудку) вже розвіданого родовища корисних копалин. Після закінчення розвідувальних робіт на цій ділянці родовища розвідувальні виробки бажано використовувати для наступної експлуатації цієї ділянки.

Таким чином, іноді одна і та ж виробка може мати двояке призначення: спочатку як розвідувальна, а потім як експлуатаційна.

Експлуатаційні виробки діляться на три групи: капітальні (що розкривають), підготовчі і очисні. До капітальних виробок відносяться такі, які дозволяють створити доступ до родовища корисних копалин з поверхні землі, тобто розкрити родовище; роботи по їх проведенню називаються капітальними роботами (розкриттям).

Після закінчення розкриття приступають до проведення виробок, що готують родовище до очисної виїмки; роботи по проведенню підготовчих виробок називаються підготовчими роботами (підготовкою).

Завершивши проведення підготовчих виробок, починають очисну виїмку, в результаті якої утворюються очисні виробки; усі роботи, пов'язані з очисною виїмкою корисної копалини, називаються очисними роботами.

Експлуатацію чи розвідку родовищ корисних копалин ведуть гірничі підприємства. До гірничих підприємств відносяться шахти, кар'єри, рудники.

Кожне гірниче підприємство наділяється певною ділянкою родовища корисної копалини, що призначена до розробки.

Шахтою називають гірниче підприємство, що здійснює видобуток корисних копалин підземним способом. Шахта складається з будинків і споруд на поверхні й системи підземних гірничих виробок.

Розкриттям називають забезпечення доступу з поверхні землі до родовища (чи його частини) за допомогою проведення гірничих виробок для створення умов підготовки корисних копалин до виїмки.

Головна мета розкриття полягає в створенні транспортних зв'язків між очисними вибоями — місцем основного видобутку корисної копалини й пунктом прийому його на поверхні, у забезпеченні умов для безпечного переміщення людей, а також комфортних умов на робочому місці. При цьому під транспортними зв'язками маються на увазі не тільки транспортування гірничої маси й доставку людей до робочих місць і назад, але й транспортування допоміжних матеріалів, збір води в шахті й відкачка її на поверхню, подача свіжого повітря до очисних і підготовчих вибоїв і відвід вихідного струменя на поверхню й ін.

Розкривні виробки поділяють на головні й допоміжні. До головних відносять виробки, що мають безпосередній вихід на земну поверхню (стволи, штольні), допоміжні – такого  виходу не мають (квершлаги, гезенки й сліпі стволи).

Підготовкою називають проведення підготовчих виробок після розкриття родовища, що забезпечують умови для ведення очисної виїмки.

Очисна виїмка — комплекс робіт з видобутку (вибуванню) вугілля в очисному вибої. Очисна виїмка складає сутність підземної розробки й включає комплекс процесів з відділення вугілля від масиву, доставки його до місця навантаження в транспортні засоби, кріплення й підтримання робочого простору.

Вертикальні виробки.

Ствол 1, 2 (від нім. Schacht) – вертикальна гірнича виробка, що має безпосередній вихід на земну поверхню й призначена для обслуговування підземних гірничих робіт (рис. 3.2). По стволах здійснюють підняття вугілля та гірничих порід, спуск і підняття людей, матеріалів, устаткування, прокладають комунікації (кабелі, трубопроводи), провітрювання шахти, а також влаштовують драбинні відділення. Один ствол звичайно, виконує декілька функцій, для чого його поділяють на відділення: драбинне, підйомне, трубне. Стволи поділяють на головні (скіпові - призначені для підйому на поверхню корисних копалин) і допоміжні (клітьові або вентиляційні - призначені для вентиляції, транспортування людей, породи, обладнання, матеріалів).

Зумпф 3 (від нім. Sumpf) - частина ствола, що розташована нижче пристволового двору й призначена для збору води, розташування загальношахтного заземлення й розташування підйомних судин в період розвантажувально-навантажувальних операцій (рис. 3.2).

Шурф 4 (від нім. Schurfloch, Schurf, Schurfschacht) вертикальна не глибока (до 50…60 м) виробка, що має безпосередній вихід на земну поверхню, звичайно, прямокутної форми перерізу й призначена для розвідки корисних копалин або для обслуговування підземних гірничих робіт. Експлуатаційний шурф обладнається легким допоміжним підйомом, використовується, головним чином для провітрювання і є додатковим виходом із шахти. Не глибокі шурфи круглого перерізу називають дудками (рис. 3.2).

Рис. 3.2 – Схема розташування виробок у шахтному полі

Сліпий ствол 5 (від нім. Blindschacht, Gesenk) – вертикальна виробка, яка не має безпосереднього виходу на земну поверхню й призначена для обслуговування підземних гірничих робіт. Сліпі стволи проводить при розкритті частини родовища корисної копалини, що розташована нижче горизонту, що раніше був розкритий виробками, що проведені з поверхні й призначені для підйому вугілля, спуску й підйому людей і різних вантажів, провітрювання, водовідливу (рис. 3.2).

Гезeнк 6 (від нім. Blindschacht, Gesenk) – вертикальна чи круто-похила гірнича виробка, яка не має безпосереднього виходу на земну поверхню й призначена для спуску вугілля з верхнього горизонту на нижній під дією власної ваги, для переміщення людей, прокладання трубопроводів, каналізації повітря, енергії тощо. В залежності від призначення гезенк проводять по пласту або по пустим породам, обладнають одним, двома чи трьома відділеннями (для корисних копалин, породи, драбинних хідників тощо) (рис. 3.2).

Бремсберг 7 (від нім. Bremsberg, від Bremse – гальма й Berg – гора) – похила гірнича виробка, яка не має безпосереднього виходу на земну поверхню, проводиться, за звичай, за падінням пласта, призначена для спуску корисних копалин за допомогою механічних улаштувань (рис. 3.3, 3.4).

Поперечний переріз бремсбергу надано на рис. 3.3; в плані - рис. 3.4. У залежності від призначення й розташування розрізняють: головні (основні), панельні, проміжні (дільничні) й допоміжні.

Похил 8 – похила гірнича виробка, що не має безпосереднього виходу на земну поверхню, проводиться по падінню пласта й призначена для підйому корисних копалин або інших вантажів із нижніх горизонтів на верхній.

Хідник 9 (нім. Fahrort) – похила (або горизонтальна) гірнича виробка, що не має безпосереднього виходу на земну поверхню, проводиться паралельно бремсбергу чи похилу (на відстані 20…30 м) і призначена для  переміщення людей і вантажів (порід, матеріалів, обладнання) та повітря. У зв’язку з цим їх поділяють на людські (обладнаються драбинами чи трапами) та вантажні. Хідник може бути проведений для з’єднання службової камери з протяжною виробкою.

Рис. 3.3. Поперечний переріз бремсбергу, похилу, хідників і похилого ствола

 Скат (від нім. Rolloch) 10 – похила гірнича виробка, що не має безпосереднього виходу на земну поверхню, проведена за падінням пласта чи порід і призначена для спуску корисних копалин під дією власної ваги і провітрювання очисних вибоїв. Розрізняють вуглеспускні й вентиляційні, які служать для відводу з лави відпрацьованого повітря, а також для подачі матеріалів для закладки, і ін. допоміжних цілей (рис. 3.5).

Скати проводить на пластах, щоб кут падіння забезпечував рух корисної копалини самопливом. Скат поділяють на 2…3 відділення: одне обладнується для переміщення людей, інші – для спуску вугілля або породи.

Рис. 3.4. Вигляд виробок у плані

Рис. 3.5. Розкриття двох пластів вертикальними стволами та капітальним скатом

Горизонтальні гірничі виробки.

Штольня – горизонтальна гірнича виробка, яка має безпосередній вихід на поверхню, яка служить для тих же цілей, що і стволи шахти.

Тунель – це штольня, яка має два виходи на поверхню і служить для транспортування та інших потреб.

Квершлаг – горизонтальна (інколи похила) гірнича виробка, яка не має безпосереднього виходу на земну поверхню, споруджена навхрест простяганню пласта і використовується для транспортування, вентиляції та всіх інших робіт.

Штрек – горизонтальна гірнича виробка, яка не має безпосереднього виходу на земну поверхню, споруджена по простяганню пласта. За своїм призначенням штреки можуть бути транспортними, вентиляційними, корінними, головними, бутовими та ін. Штреки, які споруджені по пласту вугілля звуться пластовими, які по породі – польовими.

Косовик – горизонтальна гірнича виробка, яка не має безпосереднього виходу на земну поверхню, споруджена паралельно штрекові, котрий охороняється бутовою смугою.

Просік – горизонтальна гірнича виробка, споруджена тільки по пласту вугілля, паралельно штрекові, який охороняється ціликом вугілля.

Орт – горизонтальна підземна гірнича виробка, яка не має безпосереднього виходу на земну поверхню і споруджена навхрест простяганню потужного крутого пласта між його підошвою та покрівлею.

Лава, смуга – очисні горизонтальні або похилі гірничі виробки великої довжини, в яких безпосередньо добувається вугілля.

Камера, заходка – очисні виробки похилі або горизонтальні з короткими вибоями (4-6 м).

Контрольні питання