Глава 2
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКИ
РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
2.1. Стадии разработки
При освоении рудных месторождений выделяют три стадии горных работ: вскрытие, подготовку и очистную выемку.
Вскрытие состоит в проведении горных выработок, открывающих транспортный доступ с поверхности к рудному телу, обеспечивающих возможность проходки подготовительных выработок. Выработки вскрытия – шахтные стволы, спиральные съезды, околоствольные дворы, квершлаги, штольни, капитальные рудоспуски – служат для транспорта добытой руды и породы на земную поверхность, доставки людей, оборудования и материалов в шахту.
Подготовка – это проходка штреков, ортов, восстающих выработок, уклонов, которыми вскрытая часть месторождения разделяется на выемочные участки: этажи, блоки, панели.
Очистная выемка – это технологический процесс извлечения руды из выемочного участка и поддержания при этом выработанного пространства.
Планомерная отработка месторождения возможна при условии увязки во времени и пространстве вскрытых, подготовленных и готовых к выемке запасов.
Вскрытыми называют запасы руды на месторождении, находящиеся выше горизонта подсечения их вскрывающими выработками.
Подготовленными называют запасы руды выемочных участков, в которых полностью пройдены подготовительные выработки.
Готовыми к выемке называют запасы руды подготовленных выемочных участков, в которых полностью пройдены нарезные выработки, необходимые для производства очистных работ.
Для каждой стадии разработки технико-экономическими расчетами устанавливаются временные нормативы. Их величины минимизируются и зависят от степени разведанности месторождения, параметров залежей, темпов проходческих работ, применяемой системы разработки, горной техники и интенсивности очистной выемки. На современных рудниках, ведущих разработку с использованием самоходного оборудования (СО), нормативы обычно составляют: вскрытых запасов – 5 – 15 лет, подготовленных – 6 – 12 месяцев, готовых к выемке – 3 – 6 месяцев.
При проектировании подземного рудника технико-экономическими расчетами определяются параметры шахтного поля (рис. 2.1). Его размеры по длине довольно часто совпадают с размерами рудных тел по простиранию и на крупных месторождениях достигают 5 км, чаще 0,5 – 2,0 км. Увеличение шахтного поля позволяет сократить капитальные затраты на проходку вертикальных выработок и строительство поверхностной инфраструктуры рудника. С другой стороны, с увеличением размера шахтного поля возрастают издержки производства на поддержание капитальных и подготовительных выработок, их вентиляцию, транспорт руды, материалов и оборудования.
Рис. 2.1. Параметры шахтного поля.
Шахтное поле разделяется подготовительными выработками на этажи (горизонты) на крутопадающих и наклонных месторождениях (рис. 2.2) и панели на пологопадающих (рис. 2.3).
Этаж – часть шахтного поля ограниченная по падению этажными выработками (штреками), а по простиранию – границами шахтного поля (см. рис. 2.2). Этажи обычно отрабатываются в восходящем порядке. Высота этажа на рудниках принимается проектом и составляет 50 – 100 м, редко более.
Рис. 2.2. Деление обширной залежи на этажи и блоки.
1 – шахтные стволы; 2 – откаточные горизонты; 3 – вентиляционный горизонт; 4 – границы блоков; h – высота блоков; hэ – высота этажа.
Высота этажа определяется технико-экономическими расчетами и зависит от следующих основных факторов:
мощности, выдержанности и угла падения залежи;
устойчивости руд и вмещающих пород;
системы разработки;
сложности строения и степени разведанности месторождения;
условий механизации и автоматизации горных работ;
интенсивности подготовительных и очистных работ;
уровня концентрации горных работ.
Этаж для очистной выемки делят на блоки, которые вводят в эксплуатацию в определенном порядке. Высота блока равна высоте этажа, длина – 30 – 100 м, редко более. В большинстве случаев на фланге блока располагаются восстающие выработки. Длина блока зависит от применяемой системы разработки, мощности залежи, способа доставки руды.
|
Рис. 2.3. Деление залежи на панели и блоки. 1 – панели; 2 – блоки; 3, 4 – основной и вспомогательный стволы; 5 – главные штреки; 6 – панельные штреки; 7 – восстающие; bn – ширина панели. |
В зависимости от сложности формы рудного тела и системы разработки этаж может разделяться на подэтажи. Подэтаж – часть этажа с самостоятельным комплексом подготовительных, нарезных и очистных выработок, ограниченная по падению подэтажными штреками (ортами). В отличие от этажных штреков подэтажные не имеют выхода к вскрывающим выработкам.
Панель – часть рудной залежи в пределах шахтного поля (или горизонта) обслуживаемая самостоятельным комплексом горизонтальных или наклонных транспортных и вентиляционных выработок. Границами панели являются: по падению и восстанию – границы шахтного поля (или горизонта), по простиранию – границы шахтного поля или смежных панелей.