3.10. Околоствольный двор (од)

Околоствольный двор (ОД) представляет собой совокупность горных капитальных выработок, соединяющих ствол рудника с главными откаточными и вентиляционными выработками. Основное назначение ОД – прием грузов (руды, породы) и перегрузка их в подъемные сосуды, прием материалов и оборудования, доставляемых с поверхности для ведения подземных горных работ, а также для вентиляции и перемещения людей.

По типу транспортных средств ОД делятся на локомотивные, конвейерные и автотранспортные. По схеме движения грузопотоков различают ОД круговые, петлевые, челноковые и тупиковые.

При рельсовой транспортировке руды и породы к капитальному стволу наиболее часто применяются круговые и петлевые схемы размещения выработок ОД (рис. 3.12). Технологические схемы околоствольных дворов с конвейерной и автотранспортной доставкой отличаются простотой конструкции. В них отсутствует необходимость маневров с груженными и порожняковыми составами, сокращается объем околоствольных выработок и общая численность обслуживающего персонала.

По типу подъема и подъемного оборудования ОД подразделяются на клетьевые, скиповые, конвейерные и автотранспортные. На рудниках России наибольшее распространение получили скиповые ОД.

Рис. 3.12. Типы околоствольных дворов. а, б – круговой; в – петлевой. 1 – скиповой ствол; 2 – клетьевой ствол; 3 – главная откаточная выработка; 4, 5 – пункты разгрузки.

Кроме протяженных транспортных выработок, в районе ОД предусматривается сооружение специальных камер: водоотлива, центральной подземной подстанции, противопожарного оборудования, электровозного и вагонного депо, медпункта, комплекса подземного дробления и др.

Околоствольные выработки функционируют в течение всего срока отработки вышележащих запасов руды. В связи с этим выработки ОД располагают в устойчивых породах с обязательным креплением монолитным железобетоном, бетоном или металлической рамной крепью в зависимости от нарушенности массива горных пород. Объем околоствольных выработок одного ОД от 7 до 20 тыс. м³.

3.11. Способы подготовки рудных месторождений

Подготовка – это проведение выработок, разделяющих шахтное поле на выемочные участки – блоки, этажи, панели. Способы подготовки согласуются с системой разработки и схемами транспортирования руды от очистных забоев к выработкам подъема ее на поверхность. Для характеристики объема подготовительных работ применяются два показателя:

1. Удельный объем проходческих работ V_уд.

V_уд = (V_пр / В) × 100%, (3.1)

где V_пр – объем подготовительных выработок, м³;

В – балансовые запасы руды в блоке, панели и др., м³

2. Коэффициент подготовки К_п

К_п = (L_пр / В) × 1000, м³/1000т, (3.2)

К_п = (V_пр / В) × 1000, м³/1000м³, (3.3)

где L_пр – длина подготовительных выработок, приходящаяся на выемочный участок, м.

Месторождение разделяют подготовительными выработками по падению на этажи (горизонты) высотою обычно 50–100 и более метров. В зависимости от угла падения и мощности рудного тела подготовка может быть выполнена с одним (одноэтажная) или несколькими этажами. Горизонтальными, вертикальными и наклонными выработками этажи разделяют на блоки или панели. Доставочные выработки размещают в руде (рудная подготовка), в породе (полевая подготовка) или руде и породе (комбинированная подготовка). Применяемые схемы подготовительных работ приведены в табл. 3.1.

На выбор способа подготовки месторождения оказывают влияние следующие факторы:

• горно-геологические условия залегания – мощность, угол падения, устойчивость руд и пород, нарушенность массива, газоносность, водообильность, склонность к самовозгоранию;

• технические и экономические параметры технологии выемки – производительность рудника, система разработки, горное оборудование и уровень механизации, автоматизация производства, условия проветривания, ценность руды.

Таблица 3.1

Классификация способов подготовки рудных месторождений

Тип месторождения	Способы подготовки			Наименование способов подготовки
	класс	подкласс	группа
1	2	3	4	5
Месторождения представленные одним рудным телом	Штреками	Рудными штреками	Этажным штреком, главным панельным штреком	Рудная этажным штреком. Рудная главным панельным штреком
		Полевыми штреками	Этажным штреком, главным панельным штреком	Полевая этажным штреком. Полевая главным панельным штреком
		Комбинированный	Полевым и рудным штреком, с диагональными заездами, с кольцевыми заездами	Комбинированная полевым штреком и рудным штреком с диагональными заездами, с кольцевыми заездами
	Ортами	Тупиковыми ортами	Рудным штреком и тупиковыми ортами. Полевым штреком и тупиковыми ортами. Полевым штреком висячего бока и тупиковыми ортами	Тупиковыми ортами и рудным штреком. Тупиковыми ортами и полевым штреком лежачего бока. Тупиковыми ортами и полевым штреком висячего бока
		Кольцевыми ортами	Полевым штреком и ортами. Полевым и рудным штреками и ортами. Рудными штреками и ортами	Кольцевыми ортами и полевыми штреками лежачего и висячего боков
	Уклонами	Тупиковыми ортами Рудными и полевыми штреками	Полевым штреком и рудными ортами. Полевыми и рудными штреками	Полевым штреком в лежачем боку и тупиковыми ортами. Рудными и полевыми штреками в лежачем боку
Месторождения, представленные несколькими рудными телами	Ортами, штреками и уклонами	Раздельная	Возможна любая комбинация штреков, ортов и уклонов	Раздельная подготовка рудных тел
		Совместная	Штреками, ортами, уклонами	Совместная подготовка рудных тел ортами, штреками и уклонами

Подготовка жильных (маломощных) месторождений при этажной разработке обычно рудная (рис. 3.13). Рудный штрек стремятся проходить по контакту лежачего бока залежи.

Рис. 3.13. Рудная подготовка залежи.

Этажными штреками подготавливаются рудные тела средней мощности и мощные с полевыми штреками (рис. 3.14). Достаточно часто применяется смешанная подготовка с рудными и полевыми штреками, сбитыми между собой диагональными заездами. При этом полевые штреки преимущественно размещаются в лежачем боку месторождения.

Рис. 3.14. Комбинированная схема подготовки с полевыми и рудными штреками.

Подготовка ортами и этажными штреками применяется для отработки мощных и весьма мощных залежей (рис. 3.15).

Рис. 3.15. Орто-штрековая подготовка залежи.

На железорудных месторождениях Горной Шории и Хакасии при выемке весьма мощных крутопадающих рудных тел применяется подготовка кольцевыми ортами с полевыми штреками в лежачем и висячем боках. Этим создаются благоприятные условия для электровозной откатки с большим грузопотоком добытой руды.

В числе преимуществ этого способа отметим: меньший срок существования ортов и соответственно снижение затрат на сохранность их по сравнению со штреками; более точно устанавливаются размеры рудного тела вкрест простирания и условия контактов с вмещающими породами.

Недостаток – увеличенный объем проходческих работ, требующих, как правило, усиленного крепления.

На рудных месторождениях, использующих комплексы самоходных машин, подготовительные работы обязательно включают уклоны, из которых проходятся этажные, подэтажные штреки и орты. Типичным примером подобной схемы развития подготовительных работ при выемке залежи может служить рудник «Кируна» (Швеция) [В.Н. Опарин, 2007].

Рудное тело крутого падения с длиной по простиранию 4 км и мощностью до 80 м отрабатывается отдельными участками. Доставка руды через рудоспуски осуществляется на один концентрационный горизонт (полевой штрек), расположенным на глубине 1045 м и далее в вагонетках электровозами транспортируется к стволам. Система разработки – подэтажное обрушение с торцовым выпуском руды. На каждом подэтаже через 28,5 м проходятся полевые штреки, из которых через 22,5 м нарезаются буро-доставочные орты.

Сравнивая рудную и полевую подготовку, отмечаются следующие преимущества последней:

• сокращаются потери руды в междуэтажных и межблоковых целиках;

• улучшаются условия организации вентиляции рудника;

• на месторождениях, склонных к горным ударам, упрощается выполнение требований к управлению горным давлением и безопасному ведению горных работ;

• более точно разведаются контуры рудного тела.

Основные недостатки полевой подготовки – во-первых, увеличенный объем проходческих работ и, во-вторых, в отличие от рудной, проходка полевых выработок не окупается попутно добываемой рудой.

Контрольные вопросы и задания к главе 3

1. Перечислите основные факторы, влияющие на выбор способа вскрытия месторождения.

2. Какие факторы определяют параметры сдвижения горных пород и земной поверхности?

3. Какие устанавливаются границы зон опасных сдвижений земной поверхности?

4. Охарактеризуйте способ вскрытия месторождений вертикальными стволами.

5. Перечислите основные преимущества и недостатки рудной и полевой подготовки месторождения к очистной выемке.

Библиографический список к разделу I

1. Агошков М.И. Развитие идей и практики комплексного освоения недр / М.И. Агошков. – М.: ИПКОН АН СССР, – 1982.

2. Агошков М.И. Разработка рудных и нерудных месторождений / М.И. Агошков, С.С. Борисов, В.А. Боярский. – М.: Недра, 1983. – с. 423.

3. Агошков М.И. Экономика горнорудной промышленности / М.И. Агошков, А.А. Кривенков и др. – М.: Недра, 1986. – с. 264.

4. Воронюк А.С. Особенности комплексного вскрытия рудных месторождений / А.С. Воронюк. – М.: ИПКОН АН СССР, 1986. – с. 77.

5. Горное дело. Терминологический словарь / Л.И. Барон, Г.П. Демидюк и др. – 3 изд. – М.: Недра, 1981. – с. 479.

6. Ермолов В.А. Месторождения полезных ископаемых / Ермолов В.А., Попова Г.Б. и др. – М.: МГГУ, 2002. – с. 570

7. Ершов В.В. Геолого-маркшейдерское обеспечение управления качеством руд / В.В. Ершов. – М.: Недра, 1986. – с. 126.

8. Иванов О.П. Государственное управление природными ресурсами / Федеральное агенство по образованию. – Новосибирск, 2007. – с. 478.

9. Инструкция по наблюдениям за сдвижением горных пород и земной поверхности при подземной разработке рудных месторождений / М.: Недра, 1988. – с. 113.

10. Классификация запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых / М.: ВИЭМС, 1982.

11. Козловский Е.А. Россия: минерально-сырьевая политика и национальная безопасность. – Козловский Е.А. – М.: МГГУ, 2002. – с. 856.

12. Питерский В.М. Стратегический потенциал России. Природные ресурсы / В.М. Питерский. – М.: Геоинформмарк, 1999. – с. 252.

13. Опарин В.Н. Мировой опыт автоматизации горных работ на подземных рудниках / В.Н. Опарин, Е.П. Русин, А.П. Тапсиев и др. – Российская академия наук ИГД СО РАН, 2007. – с. 99.

14. Семевский В.Н. Основы проектирования рудников / В.Н. Семевский. – М.: Госгортехиздат, 1968.

15. Трубецкой К.Н. Горные науки / Трубецкой К.Н. – Изд-во Академии горных наук, 1997. – с. 480.

16. Шестаков В.А. Оптимизация вскрытия и подготовки при подземной добыче руд / В.А. Шестаков. – Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), «Нобла», 1999. – с. 128.

17. Шестаков В.А. Проектирование горных предприятий / В.А. Шестаков. – М.: МГГУ, 2003. – с. 794.

74