Рудник сооружение для подземной разработки полезных ископаемых

ПОДЗЕМНАЯ РАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ полезных ископаемых, шахтная разработка месторождений (а. underground mining; н. Untertagebergbau, unterirdischer Abbau von Lagerstatten, Bergbau unter Tage; ф. exploitation souterraine des gisements; и. explotacion subterranea de yacimientos, beneficio subterraneo de depositos), — добыча полезных ископаемых в недрах Земли без нарушения дневной поверхности путём проведения системы подземных горных выработок. В процессе подземной переработки месторождений выделяются 3 стадии: вскрытие, подготовка и очистная выемка. Основные горные выработки подземной переработки месторождений: шахтные стволы, квершлаги и штольни, открывающие доступ с поверхности ко всему месторождению полезных ископаемых или его части и обеспечивающие возможность проведения подготовительных выработок и очистной выемки в запланированных объёмах; штреки, уклоны, бремсберги, восстающие, орты, которыми вскрытая часть месторождения разделяется на обособленные выемочные участки (этажи, блоки, панели, камеры, столбы), предусмотренные принятым способом подготовки и системой разработки; подэтажные и слоевые выработки, выработки буровые, погрузочно-доставочные, подсечки, вентиляционные, отрезные восстающие и другие, обеспечивающие выемку полезных ископаемых.

Как в CCCP, так и за рубежом, несмотря на общее возрастание доли открытого способа разработки (см. Открытая разработка месторождений), роль подземной добычи в обеспечении основных полезных ископаемых остаётся значительной. Этому способствуют достижения 2-й половины 20 века в области технологии, механизации горных работ, общее повышение эффективности подземной разработки месторождений, а также необходимость восстановления и рекультивации территорий, нарушенных открытыми горными работами. В условиях ограниченного прироста запасов минерального сырья вблизи земной поверхности темпы освоения разрабатываемых месторождений подземным способом непрерывно растут. В 80-е гг. годовое понижение горных работ составляет от 10 до 40 м, а интенсивность выемки пологих месторождений почти удвоилась. В CCCP и за рубежом на некоторых шахтах глубина горных работ понизилась до 800-1000 м и более (табл. 1).

В перспективе можно ожидать существенного возрастания объёмов подземной добычи полезных ископаемых, повышение эффективности которой связано с решением таких крупных научно-технических проблем, как наиболее полное и комплексное использование минерально-сырьевой базы, коренное усовершенствование технологии и способов механизации, в т.ч. завершение механизации вспомогательных производственных процессов, разработка и внедрение автоматизированных систем управления технологическими процессами и горными предприятиями, внедрение в горное производство дистанционного управления добычными машинами и робототехники.

Предприятия по подземной переработке месторождений действуют практически на всей территории страны. При этом основные районы подземной переработки месторождений угля — Донецкий, Кузнецкий, Карагандинский, Печорский, Подмосковный, Львовско-Волынский, Кизеловский бассейны; железной руды — Криворожский бассейны Урал (Богословское и Высокогорское рудоуправления), Сибирь («Шерегешский», «Абаканский», «Казский», «Таштагольский» рудники), KMA (Коробковское месторождение), Казахстан (Западный Каражал); марганцевой руды — Украина (Никопольское, Большое Токмакское месторождения), Грузия (Чиатурское месторождение); руд цветных металлов — Урал (Гайский комбинат, рудник «СУБР»), Казахстан (Джезказганское, Зыряновское. Иртышское и др. месторождения), Кавказ (Тырныаузское, Кафанское, Урупское месторождения) и др. За рубежом объектами подземной разработки являются месторождения полезных ископаемых с весьма разнообразными условиями (по форме и элементам) залегания полезных толщ, а также физико-механическими свойствами полезных ископаемых и вмещающих горных пород. Подземным способом разрабатываются месторождения железной руды в Швеции (Кирунавара, Мальмбергет, Гренгесберг), Канаде (Маклауд-Уэй-уэй), Франции (рудники бассейны Лотарингии); медных руд в США (Сан-Маньюэл), Канаде Джеко (Геко), Чили (Эль-Теньенте, Эль-Сальвадор); полиметаллических руд в Австралии (рудники «Брокен-Хилл», «Маунт-Айза»), США (Бюик, Флетчер, Вайбернем), Канаде (Салливан, Брансуик N 12, Кидд-Крик), Швеции (рудники «Булиден», «Лайсвалль-Бельвиксберг»); молибденовых руд в США (Клаймакс); вольфрамовых руд в KHP, США, Боливии; урановых руд в Канаде (Денисон, Нью-Квирк); алмазов в ЮАР (Премьер, Весселтон).

Подземная переработка месторождений известна ещё в глубокой древности (см. Горное дело). До Октябрьской революции 1917 подземная переработка месторождений в России была развита относительно слабо. Подземным способом добывали уголь в Донбассе, железную руду в Кривом Роге, руды меди, серебра и золота на Урале, полиметаллические руды на Алтае и в Казахстане. Бурение, отбойка и откатка производились вручную, подъём полезных ископаемых — при помощи конной тяги или в некоторых случаях с помощью парового привода. Месторождения разрабатывали небольшими шахтами и рудниками, принадлежавшими частным владельцам и иностранным акционерным обществам. После победы Октябрьской революции в развитии подземной переработки месторождений выделяются 4 основных этапа. Восстановительный период (1921-28) Советского государства стал для горнорудной и угольной отраслей промышленности одним из сложнейших этапов. Стволы шахт и рудников были большей частью затоплены, копры разрушены. Механизмы, имевшиеся в небольшом количестве, на этих предприятиях были изношены, не хватало квалифицированных рабочих. Однако, несмотря на огромные трудности, задача восстановления горной промышленности была решена. К концу восстановительного периода добыча угля в CCCP уже была выше на 22%, а добыча железных руд составила 70% соответствующего уровня 1913.

С начала периода индустриализации (1929-32) развернулась эксплуатация Тальбесского месторождения железных руд в Западной Сибири и Керченского месторождения в Крыму. Коренной реконструкции были подвергнуты рудники Кривого Рога и Урала. В эксплуатацию были введены новые месторождения марганцевой руды на Урале и в Западной Сибири. Были построены рудники по добыче медной руды на Урале и в Казахстане, «Ачисайский» полиметаллический рудник, «Тихвинский» бокситовый рудник, «Балейский» золотой рудник, рудники редких металлов. В 1933-38 была создана советская никелевая промышленность. На комбинате «Североникель» началась выплавка никеля из руд медно-никелевого месторождения Мончетундры. В 1938-39 в цветной металлургии были введены в строй новые крупные рудники, поставляющие сырьё для Южно-Уральского никелевого и Уральского алюминиевого заводов. В число действующих предприятий вошли Медногорский завод и «Блявинский» медный рудник. В эти годы построен вольфрам-молибденовый комбинат в Тырныаузе и другие предприятия по производству цветных, редких и драгоценных металлов. В годы довоенных пятилеток были достигнуты большие успехи в развитии угольной промышленности. Благодаря строительству новых шахт и коренной реконструкции существующего фонда на основе механизации и электрификации добыча угля подземным способом в CCCP в 1940 возросла по сравнению с 1928 в 4,53 раза. В угольной промышленности в 1940 зарубка и отбойка были механизированы на 94,8%, доставка в очистных забоях — на 90,4%, откатка (по грузообороту) — на 75,2%, погрузка в вагоны — на 86,5%. В горнорудной промышленности было почти полностью ликвидировано ручное бурение, осуществлена механизация погрузочных работ, подземной и поверхностной откатки, водоотлива, подъёма.

Вскоре после начала Великой Отечественной войны 1941-45 фашистами была временно захвачена территория Советской Украины, Кавказа — места сосредоточения значительной части общесоюзной добычи угля, железной, марганцевой, вольфрамовой руд. Однако созданные в годы довоенных пятилеток металлургическая и горнорудная базы на востоке страны (Урал, Сибирь) позволили обеспечить нужды фронта и тыла в продукции этих отраслей промышленности. Для бесперебойного снабжения металлургических заводов Востока железных рудой были расширены эксплуатационные работы на «Бакальском», «Гороблагодатском» и других рудниках. С пуском «Таштагольского» и «Одрабашского» рудников усилилось снабжение местной железной рудой Кузнецкого металлургического комбината. В военный период добыча марганцевых руд на востоке страны увеличилась в 3 раза. Значительные успехи были достигнуты в добыче руд для производства алюминия, никеля, олова, магния, молибдена. В послевоенный период восстановления народного хозяйства продолжалось дальнейшее ускоренное развитие подземной переработки месторождений за счёт достижений научно-технического прогресса.

На современном этапе развития отрасли, начавшемся в 50-х гг., на горнорудных и угольных предприятиях страны механизированы все основные процессы подземных горных работ: бурение, отбойка, доставка, подземная откатка, подъём и другие процессы (подробнее см. в ст. Шахта). В 60-х гг. произошли существенные сдвиги в основном процессе добычи угля, в очистной его выемке на пологих и наклонных пластах, составляющих 83% всех разрабатываемых пластов. Широкозахватные комбайны стали вытесняться более производительными — узкозахватными комбайнами и стругами, действующими в комплексе с механизированными крепями. Коренные изменения произошли и в технике подземных работ в горнорудной промышленности. На рудных шахтах с 50-х гг. стало применяться самоходное оборудование на бурении, заряжании скважин, погрузке, доставке горной массы и на вспомогательных процессах, что открыло возможность комплексной механизации подземных горных работ.

В изменениях, которые претерпевали системы подземной переработки месторождений, отражалось многообразие месторождений полезных ископаемых, средств и способов ведения горных работ. К концу 80-х гг. насчитывается свыше 200 основных систем и множество их вариантов с присущими им особенностями. Системы разработки отличаются одна от другой: видом и расположением подготовительных и нарезных выработок в массиве горных пород; направлением подвигания фронта очистной выемки относительно элементов залегания полезных ископаемых; состоянием образующегося в процессе выемки очистного пространства; построением и формой очистного забоя; количеством стадий очистной выемки; способами отбойки и доставки полезных ископаемых при очистной выемке. Опубликовано свыше 60 классификаций систем подземной переработки месторождений, работой над которыми занимались видные учёные в области горной науки Б. И. Бокий, А. М. Терпигорев, Л. Д. Шевяков, М. И. Агошков и др.

Основную классификацию систем подземной переработки месторождений можно разделить на 3 группы: системы подземной разработки угольных месторождений; системы подземной разработки рудных месторождений; общие классификации систем подземной переработки месторождений твёрдых полезных ископаемых (практического применения не получили). Наиболее распространённой в CCCP, несмотря на определённые недостатки, является отраслевая классификация систем подземной разработки каменноугольных месторождений Л. Д. Шевякова, основанная на признаке расположения подготовительных выработок и предложенная в 1933.

Отраслевая классификация Л. Д. Шевякова (с дополнениями): системы разработки без разделения на слои: сплошные — по простиранию, по восстанию (падению); столбовые — длинными столбами, короткими столбами, длинными столбами по восстанию (падению), щитовая; камерная; комбинированные — камерно-столбовая, парными штреками, сплошная с элементами столбовой, столбовая с элементами сплошной. Системы разработки с разделением на слои: горизонтальными слоями; наклонными слоями; поперечно-наклонными слоями; диагональными слоями; комбинированная с гибким перекрытием.

В области систем разработки основные задачи, решаемые в угольной промышленности CCCP: дальнейшая концентрация и интенсификация горных работ за счёт применения систем разработки длинными столбами (табл. 2), особенно тех её вариантов, которые обеспечивают постоянство длины лавы, обособленное проветривание мест выделения метана; рациональное размещение подготовительных выработок в толще пород и пласта; прогнозирование геологических нарушений для обеспечения стабильной работы комплексов очистных и очистных агрегатов; создание новых вариантов систем разработки и высокопроизводительных средств комплексной механизации, обеспечивающих выемку угля без присутствия рабочих в очистном забое (см. Безлюдная выемка); создание новых и усовершенствование существующих систем разработки мощных (особенно крутопадающих) пластов с закладкой выработанного пространства, преимущественно гидравлической; ведение горных работ на глубоких горизонтах с предварительной дегазацией пластов; управление массивом горных пород с поверхности до начала ведения горных работ с целью исключения внезапных выбросов угля и газа, горных ударов и пр.; внедрение мероприятий по обеспечению комфортных и безопасных условий работы.

Исключительное разнообразие геологических условий, а также физические свойств горных пород обусловливает наличие заметно большего, чем на угольных месторождениях, числа систем подземной разработки рудных месторождений. Из значительного числа (свыше 20) классификаций систем разработки рудных месторождений в середине 80-х гг. сохранили ограниченное значение и в той или иной мере используются лишь 2-3. Все остальные не выдержали проверки практикой. Наибольшее признание получила классификация систем подземной разработки рудных месторождений М. И. Агошкова, созданная в 1949. Современная интерпретация данной классификации представлена в табл. 3.

В общей добыче руды подземным способом наибольший объём приходится на системы разработки с открытым очистным пространством (табл. 4).

Объём мировой подземной добычи руды (кроме CCCP) по системам разработки распределяется (1984, %) следующим образом: системы разработки с открытым очистным пространством (46,8), в т.ч. камерно-столбовая система разработки (37,7), система подэтажных штреков (62,3); системы разработки с закладкой (23,8); системы разработки с обрушением руды и вмещающих пород (29,4), в т.ч. подэтажное обрушение с торцовым выпуском руды (39,4), этажное принудительное обрушение и этажное самообрушение (60,6).

Совершенствование существующих систем подземной разработки рудных месторождений заключается в их упрощении и увеличении параметров: высоты этажа и подэтажа, сечения выработок, ширины камер. Идёт оно также по пути внедрения высокопроизводительного самоходного оборудования, основными достоинствами которого являются эффективность и гибкость практически при любой системе разработки. При этом возможно увеличение параметров блоков. Например, в слоевых системах с закладкой применение самоходной техники привело к увеличению длины блока до 80 м и более. В результате в 2-2,5 раза снижен объём подготовительно-нарезных работ по сравнению с вариантом со скреперной доставкой. Для систем разработки с открытым выработанным пространством и систем с обрушением вмещающих пород характерным стало расположение восстающих на больших расстояниях друг от друга. При слоевых системах потребовалось создание резервных ёмкостей — рудоспусков, появилась подэтажная подготовка блоков и отдельных залежей. На всех рудниках, применяющих самоходное оборудование, значительно повысилась производительность выемочных участков. Производственная мощность рудника обеспечивается меньшим числом действующих очистных забоев и добычных участков. В 80-е гг. на многих рудниках CCCP стала широко использоваться вибрационная техника, которая позволила упростить конструкцию и уменьшить объёмы проходческих работ в днищах блоков, за счёт чего сократилось время подготовки блоков к очистной выемке, значительно увеличилась безопасность работ и повысилась производительность труда на выпуске руды.

Строительство подземного горного предприятия ведётся на основе проекта и в соответствии с графиками (в основном сетевыми), которые отражают последовательность выполнения и взаимоувязку отдельных видов работ, а также технологическая связь между ними. Укрупнённый комплексный сетевой график определяет продолжительность основных этапов строительства (организационно-технические мероприятия по подготовке к строительству, подготовительные и основные периоды строительства), последовательность и сроки строительства отдельных объектов, срок поставки технологического и вспомогательного оборудования, срок освоения подземным горным предприятием проектной мощности. В период основного строительства ведутся горно-капитальные работы по сооружению стволов, других вскрывающих и подготовительных горных выработок (см. Вскрытие месторождения), возводятся промышленные здания, обогатительные фабрики и др. (см. Технологический комплекс поверхности шахты), подготавливается первый горизонт (или два первых), обеспечивается возможность развития добычи полезных ископаемых на полную проектную мощность.

Основные производственные (технологические) этапы подземной разработки вскрытого месторождения полезных ископаемых или его части — подготовка горных пород к выемке (см. Подготовка шахтного поля), отделение горных пород (или полезных ископаемых) от массива и выдача их на транспортные выработки (см. Очистные работы), транспортирование горной массы на поверхность шахты (см. Шахтный транспорт), первичную переработку горной массы (см. Обогащение полезных ископаемых), размещение пустых пород в выработанном пространстве или в отвалах (см. Породный отвал). Кроме основных технологических процессов, на шахтах выполняются вспомогательные работы. Все производственные процессы объединяются в единую технологическую схему горнодобывающего предприятия. Продолжительность подземной переработки месторождений, а также и срок службы подземного предприятия зависят от минимальной обеспеченности запасами, выявленными в результате детальной разведки, при соблюдении их необходимых соотношений по категориям. В зависимости от вида добываемых полезных ископаемых и производственной мощности подземных горных предприятий установлены минимальные сроки их существования: шахты чёрной металлургии — 20-25 лет; крупные ГОКи — не менее 40 лет; крупные предприятия по добыче алюминиевого сырья, медной, свинцово-цинковой и никелевой руд — 30-40 лет; крупные предприятия по добыче руд и производству концентратов вольфрама, молибдена, олова, а также ртути — 20-30 лет; золоторудные предприятия — 15-20 лет; небольшие предприятия, эксплуатирующие богатые месторождения руд некоторых металлов, золота и ценных видов неметаллического сырья — 5-10 лет. Более конкретные сроки минимальной обеспеченности разведанными запасами горнодобывающих предприятий устанавливаются технико-экономическим расчётом. Прекращение подземной переработки месторождений и ликвидация подземного горного предприятия производится, как правило, только после полной отработки или списания балансовых запасов месторождения и при отсутствии перспектив их прироста.

Эффективность подземной переработки месторождений оценивается системой технико-экономических показателей — общих (прибыль, рентабельность, ценность и качество основных и сопутствующих компонентов) и специфических (см. Себестоимость продукции, Капитальные вложения, Производительность труда, интенсивность Годового понижения работ, способ вскрытия и др.).

При подземной разработке месторождений основное внимание уделяется безопасности ведения работ, для чего в обязательном порядке разрабатываются организационные и технические мероприятия, способствующие созданию безопасных условий труда и ликвидации случаев травматизма (см. Безопасность труда).

Перспективы подземной переработки месторождений связаны с оптимизацией параметров горных работ и оборудования, применением техники непрерывного действия, комплексным использованием добытой горной массы, переходом на большие глубины, широким использованием автоматизированных систем и методов управления, созданием малоотходных и ресурсосберегающих технологий.

источник

Стадии подземной разработки месторождений полезных ископаемых. Классификация горных выработок. Технологическая схема подземного рудника. Подготовка рудных месторождений: подготовка горизонтов и очистных блоков. Основные виды нарезных выработок рудника.

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Подземная разработка месторождений полезных ископаемых

Стадии подземной разработки месторождений полезных ископаемых

Подземная разработка месторождений полезных ископаемых состоит из трех стадий: вскрытия, подготовки и очистной выемки.

Вскрытие — это проведение горных выработок для того, чтобы обеспечить доступ к месторождению с земной поверхности. Подготовка — это разделение месторождения на отдельные участки (этажи, панели и очистные блоки) и собственно подготовка внутри этих участков к началу очистных работ. Очистная выемка — это горные работы по массовой добыче полезного ископаемого.

При вскрытии месторождений проводят подземные горные выработки, которые служат для транспортирования и подъема полезного ископаемого и породы, спуска материалов и оборудования, перемещения людей, проветривания, осушения, водоотлива, прокладки кабелей и трубопроводов и т. п. Вскрывающие выработки проводят за счет ассигнований на капитальное строительство, чаще всего силами специализированных шахтостроительных организаций.

Вскрывающими выработками являются шахтные стволы, штольни, квершлаги, выработки и камеры околоствольных дворов, включая приствольные бункера и рудоперепуски, камеры подземных дробилок и пр.

Ствол — вертикальная или наклонная выработка, имеющая непосредственный выход на дневную поверхность (рис. 1.2) и предназначенная для обслуживания подземных горных работ в пределах шахтного поля или его части. Стволы бывают главными (для подъема полезного ископаемого) и вспомогательными (грузолюдскими — для спуска и подъема людей, породы, материалов и оборудования; вентиляционными — для проветривания; закладочными — для спуска закладочных материалов; водоотливными — для откачки воды и др.). При выполнении стволом нескольких функций стволы называют по главной из них. Иногда главные стволы называют по типу подъемных сосудов — скиповые, клетевые, скипо-клетевые.

Рис. 1.2. Виды горных выработок (разрез вкрест простирания залежи):

1 — шахтный ствол; 2 — слепой ствол; 3 — околоствольный рудоперепускной бункер; 4 — приемный бункер, подземная дробилка и дозаторная камера скипового подъема; 5— квершлаги; 6 — рудные штреки; 7 — полевые штреки; 8 — полевой восстающий; 9 — рудный восстающий; 10 — подэтажные штреки; 11 —рудоспуск; 12 — штольни; 13 — шурф; 14 — граница зоны сдвижения пород; 15 — камера подъемной машины.

Сечение вертикальных стволов круглое и реже прямоугольное. Диаметр от 5 до 9—10 м. Глубина стволов различная, но не превышает 1800 м, так как при большей глубине ствола может произойти под действием собственного веса разрыв каната, поддерживающего подъемные сосуды. Поэтому для вскрытия участков месторождений, распространяющихся на большую глубину, используют слепые стволы, отличающиеся тем, что не имеют выхода на поверхность, а подъемные машины устанавливаются под землей (см. рис. 1.2).

Последние десятилетия при вскрытии рудных месторождений стали использоваться наклонные стволы для перемещения по ним самоходного оборудования. Угол наклона их 6—8° при подъеме руды автосамосвалами и до 10—12°—при спуске-подъеме порожних самоходных машин (в том числе погрузочно-до-ставочных машин, самоходных буровых установок и т. п.). На угольных шахтах наклонные стволы с углами наклона до 18° при использовании конвейерного подъема угля применяются широко.

Шурф — это вертикальная (редко наклонная) неглубокая (до 100 м) горная выработка, пройденная с поверхности и предназначенная для разведки (разведочный шурф), а при разработке месторождений (эксплуатационный шурф), главным образом, для вентиляции и как запасной выход из подземных выработок. Шурфы оснащаются чаще всего легким вспомогательным подъемом, обычно бадьевым.

Штольня — горизонтальная подземная горная выработка, имеющая непосредственный выход на поверхность и то же назначение, что и ствол. Штольни проходят в гористой местности. Направление штольни по отношению к простиранию рудного тела может быть любым. Форма поперечного сечения штольни и других горизонтальных выработок обычно сводчатая или трапециевидная, а площадь поперечного сечения от 3—5 до 20—25 м2 и более. Длина их изменяется от нескольких метров до километров.

Квершлаг — горизонтальная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность, проведенная по вмещающим породам вкрест простирания от ствола до рудной (угольной) залежи. Используется для транспорта, вентиляции, передвижения людей, водоотлива, прокладки кабелей, труб и линий связи.

Околоствольный двор — это совокупность расположенных вблизи ствола горных выработок: камерных, предназначенных для размещения стационарных машин и оборудования и имеющих сравнительно небольшую длину по сравнению с поперечным сечением, и протяженных, у которых длина более чем на порядок превышает размеры их поперечного сечения. В пределах околоствольного двора располагаются следующие камеры: насосная, электроподстанция, противопожарная, электровозное депо, камера опробования, ожидания, медпункт и др. Кроме того, имеются (при скиповом подъеме) камеры опрокида, бункера, камера подземной дробилки, дозаторная камера, а также приствольные рудоперепуски на горизонт погрузки. Тем самым околоствольный двор является главной подземной перегрузочной станцией, пропускающей весь груз, выдаваемый из шахты на поверхность (полезное ископаемое, вмещающие породы, вода), а также поступающие в шахту материалы, оборудование, детали машин.

Различные формы рудных и угольных (пластовых) месторождений предопределили существенные различия в их подготовке.

Подготовка рудных месторождений включает подготовку горизонтов и подготовку внутри очистных блоков, т. е. нарезку последних.

Подготовка горизонтов — это разделение вскрытой части месторождения (шахтного поля) с помощью подготовительных выработок на выемочные участки: этажи и очистные блоки в крутых и наклонных месторождениях и панели, а иногда и блоки — в пологих и горизонтальных месторождениях.

Этаж — это участок, имеющий длину, равную длине шахтного поля по простиранию, а высоту от 35—45 до 60—100 м. Снизу и сверху этаж ограничен горизонтальными подготовительными выработками, сети которых на соответствующих уровнях формируют так называемые этажные горизонты, которые соединены с квершлагами, ведущими к стволам, и по которым осуществляется транспортирование и проветривание. Этаж по длине с помощью вертикальных подготовительных выработок разделяется на очистные блоки (длина блока по простиранию колеблется от 25 до 100—120 м, обычно составляет 40—60 м).

Очистной блок—это такой наименьший участок шахтного поля, где завершается весь комплекс подготовительных, нарезных и очистных работ и для отработки которого применяется в полном комплексе та или иная система разработки. выработка рудник ископаемое горный

Панель — это как бы горизонтальный аналог понятия «этаж». Панели получаются в результате деления горизонтальной или пологой залежи системой взаимно перпендикулярных горизонтальных подготовительных выработок. Ширина панели колеблется от 50 до 150—200 м, а длина в несколько раз больше ширины.

При подготовке угольных месторождений их разделяют также на горизонты, этажи, панели и другие части, но названия этих частей, их размеры и ряд других признаков отличны от принятых в практике работы рудников.

Если вертикальная разделяющая плоскость проходит через главную вскрывающую выработку, то шахтное поле разделяется на две части—крылья, обычно обозначаемые частями света (западное, восточное). Крылья шахтного поля имеют примерно одинаковые размеры, хотя при сложном рельефе могут быть и исключения.

При разделении шахтного поля на части горизонтальными плоскостями образуются вытянутые по простиранию участки, ограниченные по восстанию и падению соответствующей границей шахтного поля и разделяющей плоскостью или двумя разделяющими плоскостями (при двух и более горизонтальных секущих плоскостях), а по простиранию — боковыми границами шахтного поля. Заключенная между горизонтальными разделяющими плоскостями часть шахтного поля, отрабатываемая на один околоствольный двор, называется выемочным горизонтом.

Как следует из определения, размер выемочного горизонта по простиранию совпадает с соответствующим размером шахтного поля, а размер горизонта по падению изменяется от 100— 120 м на крутых пластах до 2—3 км при пологом залегании. В шахтном поле в условиях пологих пластов обычно имеется 1—3, на крутом падении —до 10—12 выемочных горизонтов. При разработке пологих пластов в случае, если разделяющая горизонтальная поверхность проходит через отметку околоствольного двора, выемочный горизонт разделяется на брем-сберговую и уклонную части, расположенные соответственно выше и ниже разделяющей поверхности.

Размеры бремсберговой и уклонной частей обычно не превышают 1200—1500 м.

Выемочные горизонты в пределах шахтного поля могут -иметь неодинаковые размеры по падению. Если в шахтном поле предусматривается только один околоствольный двор, через который выдаются все запасы шахтного поля, то можно считать, что имеется только один выемочный горизонт, равный по геометрическим размерам и запасам шахтному полю. В этом случае бремсберговая и уклонная части горизонта являются одновременно бремсберговой и уклонной частями шахтного поля.

Каждый из горизонтов в зависимости от геологических, технических и экономических факторов дополнительно делится на еще более мелкие части: этажи, панели, столбы по падению пласта.

При разделении горизонта на этажи он разбивается на участки, вытянутые по простиранию, путем проведения этажных штреков. Размер этажа по простиранию совпадает с размерами горизонта и равен размеру шахтного поля по простиранию. Наклонная высота этажа, т. е. кратчайшее расстояние между ближайшими этажными штреками, составляет на пологих пластах 200—450 м, на крутонаклонных — 145—155 м, на крутых 125—135 м.

При пологом падении горизонты могут разбиваться также на панели и столбы. На панели и столбы разделяют бремсберговую и уклонную части горизонта, общей границей которых являются главные штреки.

Панель можно определить как часть шахтного поля, ограниченную по падению или восстанию одной из границ горизонта и главным штреком, а по простиранию — границами соседних панелей (или границей соседней панели и одной из границ шахтного поля по простиранию). Размер панели по простиранию 1500-3000 м, по падению 700-1500 м, т. е. совпадает с наклонной высотой бремсберговой или уклонной части. Поскольку панели имеют значительные размеры как по простиранию, так и по падению, для удобства разработки они разделяются дополнительно на ярусы — своеобразные этажи в границах панели. Размер яруса по простиранию совпадает с аналогичным размером панели, а размер яруса по падению аналогичен приведенным выше размерам этажа на пологих пластах.

Ярусы разделяют друг от друга ярусными штреками и так же, как этажи, отрабатывают в нисходящем порядке. Порядок отработки панелей: в бремсберговом поле — в направлении от центра к границам шахтного поля, в уклонном поле — от границ шахтного поля к центру.

При разделении горизонта на столбы бремсберговое или уклонное поле на всю высоту разграничивают наклонными выработками на вытянутые по падению участки с размерами по простиранию, обычно не превышающими 200—300 м.

В пределах этажа, яруса или столба размещают обычно 1 — 2 очистных забоя (лавы), в которых и ведут добычу полезного ископаемого.

Подготовительными выработками, с помощью которых осуществляют подготовку горизонтов, являются штреки, орты, восстающие, гезенки, рудоспуски, наклонные съезды, бремсберги, уклоны и ходки. Ни одна из подготовительных выработок не имеет непосредственного выхода на поверхность земли.

Штрек — это горизонтальная горная выработка, пройденная по простиранию или параллельно при крутых и наклонных залежах и в любом направлении при горизонтальных залежах. Штрек служит для транспортирования грузов, передвижения людей, вентиляции. Штреки, проводимые по руде, называют рудными, по угольному пласту — пластовыми, а по вмещающим породам — полевыми.

Орт — горизонтальная горная выработка, пройденная по руде (углю) вкрест простирания залежи (см. рис. 1.2). Если орт соединяется с полевым штреком, то часть его может идти по породам. Понятие «орт» имеет смысл только в крутых и наклонных залежах, так как в горизонтальных залежах простирания просто не существует, и в этих условиях горизонтальную выработку любого направления называют штреком.

Форма и размеры поперечного сечения штреков и ортов соответствуют указанным выше для штолен.

Восстающий — вертикальная или наклонная выработка, имеющая выход на один или оба этажных горизонта, проводимая по восстанию рудной залежи и служащая для спуска руды, доставки материалов и оборудования, перемещения людей, проветривания, подачи энергии и воды, а также для разведочных целей. В отличие от слепого ствола по восстающему никогда не поднимают руду. Восстающие бывают квадратного, реже круглого сечения, площадью поперечного сечения от 0,6—1 до 7— 8 м2, обычно 3—5 м2. Они могут иметь одно, два и три отделения, причем одно лестничное. Выработка, аналогичная восстающему по параметрам и назначению, в угольной промышленности называется гезенком.

Крутонаклонный восстающий, предназначенный для перепуска руды самотеком и имеющий одно отделение, называется рудоспуском, а для перепуска угля — скатом. Угол наклона рудоспуска обычно превышает 55—60°. Рудоспуски бывают блоковыми (относящимися к одному блоку) и участковыми (один на несколько очистных блоков). Глубина рудоспуска обычно не превышает высоты этажа, т. е. 50—80 м. Глубокие рудоспуски бывают длиной по 150—300 м и более и имеют в нижней части своего сечения значительное расширение— аккумулирующую камеру, которая всегда поддерживается заполненной рудой.

Подготовительные выработки с углом наклона к горизонту менее 40—45° принято называть по-разному: на рудниках это наклонные восстающие или наклонные съезды (заезды), а на угольных шахтах — бремсберги, уклоны и ходки.

Наклонный съезд (заезд) предназначен для заезда бурового, доставочного и другого самоходного оборудования на подэтажиые горизонты, расположенные на различных по-высоте уровнях между соединяемыми им этажными горизонтами. Обычно каждый съезд обслуживает выемочный участок этажа длиной по простиранию от 250 до 500 м, состоящий из: 5—8 очистных блоков.

При разработке пологих угольных пластов в пределах горизонта проводят протяженные наклонные выработки — бремсберги и уклоны, предназначенные для транспортирования полезного ископаемого при помощи механических устройств, и параллельные им ходки, назначение которых — транспортирование породы, материалов, оборудования, передвижение людей. Отличие бремсберга от уклона состоит в том, что по бремсбергу уголь спускают до главного штрека, а по уклону — поднимают до той же отметки.

Для вентиляции и других целей наклонные выработки угольных шахт сбивают между собой горизонтальными выработками вспомогательного назначения — просеками. Они могут быть достаточно протяженными, например, при проведении их параллельно этажным или ярусным штрекам, но имеют меньшую площадь поперечного сечения.

Как указывалось выше, на рудниках кроме подготовки горизонтов проводят и подготовку (нарезку) каждого отдельного очистного блока. Она включает в себя проведение внутри выделенного в ходе подготовки горизонта очистного блока так называемых нарезных выработок, необходимых для начала очистной выемки — массовой добычи руды.

К нарезным выработкам рудника относятся подэтажные, отрезные, подсечные, выпускные и доставочные выработки, а также внутриблоковые рудоспуски, различные соединительные и вспомогательные выработки.

Подэтажные выработки (штреки или орты) предназначены для бурения скважин (шпуров), а нередко и для доставки (перемещения) руды по подэтажам к рудоспускам, ведущим на этажный горизонт. Подэтажные выработки связаны с другими выработками через восстающие или наклонные заезды.

Отрезные выработки — это восстающие, расширяемые в вертикальную или наклонную отрезную щель на всю мощность рудного тела (ширину очистного пространства) с целью создания обнаженной плоскости для последующей отбойки руды на эту плоскость.

Подсечные выработки — это штреки или орты, расширяемые в горизонтальную подсечную щель на всю мощность рудного тела (ширину очистного пространства) с целью отделения отбиваемого массива руды от основания блока, в котором расположены рудовыпускные выработки, а также создания дополнительной обнаженной плоскости.

Выпускные и доставочные выработки состоят из выпускных воронок и траншей, по которым отбитая руда самотеком поступает в доставочные штреки или орты, в блоковые и внутриблоковые рудоспуски или прямо на этажный откаточный горизонт. Назначение выпускных и доставоч-ных выработок — «собрать» отбитую руду со всей горизонтальной площади очистного блока в наименьшее число пунктов погрузки в транспортные средства. В этих выработках контролируется качество отбойки (кусковатость рудной массы) и при необходимости производится вторичное дробление негабаритных кусков руды.

Соединительные и вспомогательные выработки— это короткие горные выработки (протяженностью от 5 до 15—20 м), к которым относятся сбойки и ходки, соединяющие между собой все другие подземные горные выработки, а также ниши (уширения) и небольшие камеры для установки горного оборудования (питателей, скреперных лебедок, электрораспределительных щитов и т. п.).

При описании разработки угольных месторождений понятием «нарезные выработки» пользоваться не принято, хотя, например, разрезная печь является по существу аналогом отрезной выработки (щели). Разрезная печь — это выработка, проходимая по угольному пласту для начала очистных работ и соединяющая этажные или ярусные штреки или при делении горизонта на столбы — наклонные выработки, пройденные по границам этих участков шахтного поля. В разрезной печи монтируют машины и механизмы, обеспечивающие добычу угля при перемещении .боковой стенки печи (очистного забоя) в заданном направлении. Поэтому разрезную печь часто называют еще монтажной камерой.

Таким образом, разрезная печь, или монтажная камера, является исходным положением, с которого начинает двигаться лава — наиболее распространенная при отработке угольных пластов очистная выработка.

При очистной выемке осуществляется массовая добыча полезного ископаемого из очистных выработок.

К очистным горным выработкам относят очистные камеры, очистные заходки и лавы. Эти выработки по мере отработки очистного блока формируют так называемое выработанное пространство, образующееся на месте извлеченных балансовых запасов.

Очистные камеры — это горные выработки, по форме и размерам приближающиеся к балансовым запасам руды в очистном блоке за вычетом потерь руды в целиках.

Выработанное пространство камер бывает открытым, обрушенным или заложенным. Открытые камеры поддерживаются за счет естественной устойчивости руды и окружающих пород и прочности оставленных междукамерных или внутрика-мерных целиков. Обрушенные камеры заполнены обрушившимися налегающими породами, опустившимися в выработанное пространство на место извлеченной из блока (выпущенной) рудной массы. Заложенные камеры поддерживаются искусственно за счет заполнения выработанного пространства закладочным материалом (породами или твердеющими смесями).

Очистная заходка- это горная выработка шириной от 2 до 4-6 м и небольшой протяженностью (обычно до 10— 20 м), предназначенная для очистной выемки руды из забоя, т. е. с торца проходимой заходки. Очистные заходки могут быть горизонтальными и наклонными (последние называют еще прирезками).

Отработав параллельно одна другой, а затем и вплотную несколько очистных заходок, вынимают целый слой руды, что характерно для слоевой (послойной) выемки запасов очистного блока. Заметим, что термин «заходка» шире, чем «очистная заходка». Его используют иногда применительно к любой небольшой протяженности горной выработке. Например, буровыми заходками (открытыми и закрытыми) называют нарезные выработки, из которых обуривают вертикальные и наклонные слои параллельными рядами скважин.

Лава — очистная выработка большой протяженности (от десятков до сотни метров и более), одна подвижная боковая стенка которой (забой лавы) образована массивом полезного ископаемого, подлежащим очистной выемке, а другая граничит с выработанным пространством, обычно обрушенным или заложенным. Лава по мере выемки угля или руды перемещается параллельно самой себе, и в результате осуществляется отработка всего слоя (пласта) полезного ископаемого. Естественно, что фронт очистной выемки в слое при использовании лавы гораздо больше, чем при выемке очистными заходками.

Вскрытие, подготовка и очистная выемка осуществляются последовательно только в начале эксплуатации месторождения, при строительстве подземного рудника или шахты. Обычно же все три стадии выполняются одновременно, но на разных участках месторождения. Работы по вскрытию, подготовке и очистной выемке строго взаимосвязаны, поскольку для обеспечения ритмичной и стабильной добычи рудника по мере отработки определенной части запасов соответствующие им запасы в другом месте должны быть нарезаны и подготовлены к выемке взамен отработанных, а к моменту окончания подготовки какого-либо участка должен быть вскрыт новый участок, где может быть создан достаточный фронт подготовительно-нарезных работ для рабочих, перешедших на этот участок с уже подготовленного.

В Узбекистане имеются богатейшие запасы руд цветных и редких металлов, нефти и газа, угля, минеральных солей, строительных материалов и многих других полезных ископаемых. За годы независимости горная промышленность Республики Узбекистан проделала большой и сложный путь становления на передовые рубежи экономики страны. В республике не только сохранены крупные промышленные предприятия по добыче и переработке минерально-сырьевых ресурсов, но дан новый толчок в развитие этой отрасли, созданы новые горно-перерабатывающие предприятия и заводы.

Президент и Правительство республики придает важное значение развитию отрасли, так как гонодобывающая промышленность занимает ведущее место во всей экономике Узбекистана. Примеров тому является принятые Президентом Ресублики Узбекистан целый ряд Указов и большой пакет Постановлений Кабинета Министров республики.

Республика Узбекистан занимает одно из ведущих мест в мире по запасам и добыче золота. Основные запасы его сосредоточены на территории Кызылкумского региона, образуя уникальные местородения. Разработка этих месторождений производится большимы масштабами и высокими темпами. Продолжается освоение отдельных трудно доступных районов Кызылкумов.

Технология подземной разработки месторождений полезных ископаемых — это совокупность способов и приемов осуществления взаимосвязанных технологических процессов горных работ, выполняемых с помощью средств механизации в горных выработках, являющихся аккумулирующими емкостями, транспортными и воздухоподающими артериями, производственными помещениями для размещения оборудования и др.

В зависимости от поставленных задач по изучению или совершенствованию технологии подземной разработки рудных месторождений принято выделять определенные, наиболее существенные ее особенности (различные ее проявления), т. е. рассматривать технологическую схему подземного рудника или выделять другие схемы (такие, как схема комплексной механизации, схема организации труда и производства, схема планирования и управления, в том числе автоматизированного).

Технологическая схема подземного рудника — это принципиальное содержание технологии того или иного производства, включающее ее основные структурные элементы — технологические процессы и средства производства — с их последовательностью, взаимосвязями и параметрами. Именно технологическая схема по сути своей предопределяет степень согласованности (взаимодействия) всех входящих в нее элементов. Важнейшим структурным стержнем, связывающим воедино в технологическую схему все технологические процессы, горные машины и установки, промежуточные аккумулирующие емкости (рудоспуски, бункера) и другие горные выработки, является система грузопотоков рудника.

Система грузопотоков включает перемещение рудной массы и вмещающих пород на поверхность до перерабатывающих предприятий или отвалов, а также перемещение с поверхности в забой и из забоя на поверхность материалов, оборудования, людей, закладки, воды и т. п. Основным является грузопоток рудной массы, т. е. рудопоток. При необходимости разделения рудопотоков по сортам и видам руд в технологической схеме предусматривают отдельные блоковые рудоспуски, раздельный транспорт и подъем каждого сорта.

Из общей технологической схемы рудника иногда выделяют отдельные звенья: технологическую схему очистной выемки (в пределах очистного блока); технологическую схему транспортирования, механического дробления, подъема и складирования; технологические схемы проведения различных горных выработок; технологическую схему закладки и др. Это позволяет детально исследовать и усовершенствовать особенности каждой составляющей общей технологической схемы. Однако главной является технологическая схема добычи, включающая систему рудопотоков рудника и состоящая из совокупности процессов отбойки руды, доставки, транспортирования и подъема рудной массы, а также дробления, сортировки и складирования.

Технология разработки и ее технологические схемы являются объективно существующими реальностями. Отобразить (описать) их можно различными моделями, отражающими отдельные, существенные для данной модели особенности варианта технологии или ее схемы. Модели бывают разными по функциональному назначению, степени сложности, надежности, структуре и другим параметрам. Выделяют графические, имитационные и целый ряд других моделей.

Чаще всего графическими моделями технологической схемы являются мнемосхемы или блок-схемы. Иногда технологические схемы отображают в табличной или индексной формах. На любых графических моделях даются количественные характеристики или параметры технологических схем (число и виды машин и установок, вместимость бункеров, производительность отдельных звеньев и элементов и т. п.).

Технологическая схема добычи отражает фактическое состояние добычи на какой-то определенный момент времени, и модель такой схемы является одновариантной, имеет однозначную структуру и определенные (неизменные) параметры. Хотя со временем параметры технологической схемы, а нередко и структура ее изменяются, что требует соответствующей корректировки модели схемы.

В процессе же проектирования, при оценке конкурентоспособных технологических схем или при оптимизации их параметров используются многовариантные модели технологических схем, в которых предусматриваются несколько вариантов каждого отдельного элемента системы. Так, рассматривается несколько вариантов средств механизации в каждом процессе или несколько значений какого-либо параметра схемы (например, вместимости бункеров). Такая многовариантная модель технологической схемы предназначена для комплексной оптимизации всех входящих в нее элементов и параметров. Оценивая по принятому критерию эффективности все варианты схемы (возможные сочетания ее элементов), выбирают оптимальный вариант технологической схемы, который и закладывают в проект.

Как указывалось выше, основными элементами технологической схемы являются технологические (производственные) процессы. Технологический процесс — это совокупность рабочих действий (приемов), характеризующихся однородностью технологического и организационного содержания, единством (неизменностью) объекта труда и применяемыми средствами труда (рабочей силой, машинами и механизмами, приспособлениями и т. п.).

Все процессы, входящие в технологию подземной разработки рудных месторождений, можно классифицировать по признаку объекта труда на основные технологические процессы, в которых объектом труда является руда, рудная масса и вмещающие породы, и вспомогательные технологические процессы, которые обеспечивают возможность нормального функционирования основных процессов.

1 класс. Основные технологические процессы формируют структуру грузопотоков в технологической схеме подземного рудника и включают пять следующих групп процессов.

Группа 1.1. Процессы проходческих работ:

1.1.1 — проходка горно-капитальных выработок (при вскрытии);

1.1.2 — проходка выработок и бурение скважин эксплуатационной разведки;

1.1.3 — проходка подготовительных выработок (при подготовке этажных горизонтов);

1.1.4 — проходка подготовительно-нарезных выработок (при подготовке очистного блока).

Группа 1.2. Процессы очистных работ (в пределах очистного блока):

1.2.2 — вторичное дробление негабарита;

1.2.3 — доставка рудной массы;

1.2.4 — поддержание очистного пространства.

Группа 1.3. Процессы перемещения и дробления рудной массы вне очистного блока:

1.3.1 — транспортирование рудной массы;

1.3.2 — подземное дробление в дробилках у шахтных стволов;

1.3.4 — складирование рудной массы на поверхности;

1.3.5 — отгрузка рудной массы потребителю.

Группа 1.4. Процессы управления качеством:

1.4.1—усреднение (стабилизация) качества рудной массы;

1.4.2 — сортировка рудной массы;

1.4.3 — предконцентрация (породоотборка).

Группа 1.5. Процессы перемещения вмещающих пород вне проходческого забоя:

1.5.3 — образование породных отвалов или использование породы для закладки в очистных блоках.

2 класс. Вспомогательные технологические процессы и работы также состоят из пяти групп.

Группа 2.1. Монтажные и ремонтные работы:

2.1.1 — монтажно-демонтажные работы в очистном блоке;

2.1.2 — ремонт горных машин и оборудования;

2.1.3 — ремонт и чистка горных выработок.

Группа 2.2. Перемещение людей, материалов и оборудования:

2.2.1—спуск-подъем людей, материалов и оборудования;

2.2.2 — вспомогательный транспорт от ствола до очистного блока;

2.2.3 — доставка материалов и оборудования в пределах очистного блока.

Группа 2.3. Процессы энергоснабжения, вентиляции и водоотлива:

2.3.1 — работы по энергоснабжению;

2.3.2 — работы по снабжению сжатым воздухом;

2.3.3 — работы по водоснабжению;

2.3.4 — работы по вентиляции, кондиционированию и очистке воздуха;

2.3.5 — работы по водоотливу.

Группа 2.4. Геолого-маркшейдерские работы:

2.4.1 —работы по геологическому обслуживанию;

2.4.2 — работы по маркшейдерскому обслуживанию;

2.4.3 — контроль качества рудной массы (ОТК и химлаборатория).

Группа 2.5. Прочие вспомогательные работы:

2.5.1—обслуживание складов материалов и оборудования;.

2.5.2 — обслуживание быткомбинатов у стволов шахт.

Рассмотрим основные технологические процессы очистной выемки, которые в наибольшей степени предопределяют особенности технологии подземной разработки рудных месторождений.

Отбойка руды — это отделение руды от массива в очистном блоке с целью последующего перемещения ее по горным выработкам до поверхности. Взрывная отбойка руды состоит из бурения шпуров или скважин, заряжания их взрывчатыми веществами и взрывания. В мягких рудах применяют механическую отбойку комбайнами.

Вторичное дробление — это разрушение чрезмерно крупных (негабаритных) кусков руды, образовавшихся при взрывной отбойке. Оно производится в пределах очистного блока (прямо в очистном пространстве, в выпускных или доставочных выработках) взрывным способом или с помощью механических бутобоев (мощных отбойных молотков).

Доставка заключается в перемещении отбитой рудной массы из забоя до транспортных средств в пределах очистного блока или блоковых рудоспусков (в отличие от транспортирования рудной массы, которое производится от очистных блоков по этажным выработкам до шахтных стволов или прямо на земную поверхность при вскрытии штольнями). Доставка бывает самотечной или механизированной, непосредственно по очистному пространству или по подготовительно-нарезным выработкам.

Поддержание очистного пространства относится к способам управления горным давлением при очистной выемке. Оно включает естественное поддержание очистного пространства, обрушение руды и вмещающих пород и искусственное поддержание очистного пространства крепью, закладкой или тем и другим одновременно.

На долю перечисленных основных технологических процессов очистной выемки приходится 20—40 % затрат труда из общих трудозатрат на подземную добычу руд. Величины потерь и разубоживания руды, как правило, предопределяются именно этими процессами.

Каждый технологический процесс очистной выемки может существенно влиять на показатели других процессов. Так, удешевление отбойки может заметно ухудшить ее качество и увеличить объем вторичного дробления, а это в свою очередь может снизить производительность доставки. Поэтому технологические решения, как правило, принимаются с учетом количественных взаимосвязей между процессами, т. е. на базе комплексной оптимизации всей технологической схемы очистной выемки.

Список рекомендуемой литературы

1. Жигалов М.Л., Ярунин С.А. Технология, механизация и организация подземных горных работ: Учебник для вузов.- М.: Недра, 1990

2. Агошков М.И., Борисов С.С., Боярский В.А. Разработка рудных и нерудных месторождений. М.: Недр, 1983.

3. Задачник по подземной разработке угольных месторождений /К. Ф. Сапицкий, Д. В. Дорохов, М. П. Зборщик, В. Ф. Андрушко. М., Недра, 1981.

4. Черняк И. Л., Ярунин С. А., Бурчаков Ю. И. Технология и механизация подземной добычи угля. М., Недра, 1981.

Промышленная классификация месторождений полезных ископаемых. Приёмы оконтуривания тел полезных ископаемых. Управление качеством руды. Методы подсчёта запасов месторождений полезных ископаемых. Оценка точности подсчета запасов, формы учета их движения.

реферат [25,0 K], добавлен 19.12.2011

Размеры и запасы рудного поля. Производительность и срок существования рудника. Обоснование варианта вскрытия, тип, число вскрывающих выработок, их сечения. Выбор технологических схем и оборудования для основных процессов (отбойка, выпуск, доставка).

курсовая работа [70,0 K], добавлен 05.04.2012

История разработки месторождений полезных ископаемых и состояние на современном этапе. Общая экономическая цель при открытой разработке. Понятия и методы обогащения полезных ископаемых. Эффективное и комплексное использование минерального сырья.

курсовая работа [76,0 K], добавлен 24.11.2012

Формирование комплексов горных выработок для вскрытия, подготовки и разработки месторождения. Анализ возможностей и сущностей проведений подготовительных выработок по механизированной технологии. Анализ разработки месторождения открытым способом.

курсовая работа [5,2 M], добавлен 23.06.2011

Условия залегания полезных ископаемых. Формирование комплексов горных выработок. Технология проведения подземных выработок буро-взрывными и механизированными способами. Очистные работы и процессы подземного транспорта. Подготовка горных пород к выемке.

курсовая работа [3,4 M], добавлен 09.09.2011

Подсчет промышленных запасов руды. Производственная мощность и срок существования рудника. Обоснование вариантов вскрытия. Календарный план строительства рудника. Технико-экономическая оценка вариантов, их сравнение по критерию срока окупаемости.

курсовая работа [100,3 K], добавлен 23.06.2011

Выбор системы разработки месторождений полезных ископаемых по постоянным и переменным факторам. Расчет подготовительно-нарезных работ, показателей извлечения руды; трудовых, энергетических и материальных затрат. Определение себестоимости добычи 1 т руды.

курсовая работа [63,4 K], добавлен 29.06.2012

Состав, условия залегания рудных тел. Формы полезных ископаемых. Жидкие: нефть, минеральные воды. Твердые: угли ископаемые, горючие сланцы, мрамор. Газовые: гелий, метан, горючие газы. Месторождения полезных ископаемых: магматогенные, седиментогенные.

презентация [7,2 M], добавлен 11.02.2015

Свойства горных пород и полезных ископаемых. Геологическая характеристика Тишинского месторождения. Производственная мощность и срок существования подземного рудника. Выбор метода разработки и вскрытие месторождения. Проведение и крепление выработок.

курсовая работа [999,5 K], добавлен 21.04.2014

Изучение закономерностей образования и геологических условий формирования и размещения полезных ископаемых. Характеристика генетических типов месторождений полезных ископаемых: магматические, карбонатитовые, пегматитовые, альбитит-грейзеновые, скарновые.

курс лекций [850,2 K], добавлен 01.06.2010

источник

Размеры и запасы рудного поля. Производительность и срок существования рудника. Обоснование варианта вскрытия, тип, число вскрывающих выработок, их сечения. Выбор технологических схем и оборудования для основных процессов (отбойка, выпуск, доставка).

Министерство образования и науки РФ

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»

Кафедра подземной разработки месторождений полезных ископаемых

Тема: Подземная разработка месторождений полезных ископаемых

Дисциплина: «Подземные горные разработки»

Экологический потенциал каждой страны определяется, и в ближайшие десятилетия будет определяться уровнем производства металлов.

Существует следующие способы добычи руд:

подземный механизированный (т.е. обычный),

добыча со дна морей и океанов.

Основными остаются подземный механизированный и открытый способ разработки.

С переходом на более глубокие горизонты открытый способ разработки становится все менее выгодным. Кроме того, при открытом способе и большой глубине разработки земная поверхность нарушается на длительное время на очень большой площади, как в результате самих работ, так и в связи с размещением пустых пород. С другой стороны, при открытом способе имеются широкие возможности дальнейшего увеличения размеров оборудования.

С учетом условий разведанных месторождений можно считать, что в перспективе удельный вес подземного способа будет постепенно возрастать.

Исходные данные для проектирования

Размер вкрест простиранию, м.

Возможность обрушения поверхности

Разрезы и запасы рудного поля.

По данным размерам поля подсчитываем балансовые запасы.

где mн — мощность рудной залежи в соответствии по нормам, м;

Hн, Hk — начальная и конечная глубина разработки соответственно, м;

— угол падения рудной залежи, град;

Vp — объемная плотность руды, т/м3

Промышленные запасы, подлежащие отработке подземным способам (Бп) определяются путем исключения запасов, отрабатываемых открытыми разработками (Б0):

Запасы, отрабатываемые открытым способом, определяются предельной глубиной карьера.

Месторождение горизонтальное, то при Н/тв>Кгр.

Применяем подземный способ разработки:

Н — мощность налегающих пород,

Mв — вертикальная мощность рудного тела,

Кгр — граничный коэффициент вскрыши, м/м3;

Все запасы, располагающиеся ниже дна карьера, подлежат выемки подземным способом, а контуры карьера должны быть учтены при выборе мест заложения вскрывающих подземных выработок и промплощадок шахт.

Производительность и срок существования рудника.

Расчетная производительность рудника определяется по горным возможностям и проверяется по нормальному сроку существования рудника.

Для горизонтальных месторождений производственная мощность определяется по формуле:

где Бп — промышленные запасы карьера для подземных горных работ, т;

t — предполагаемый срок службы рудника, лет (т 2.4)

Задача решается методом приближения следующим способом: принимаются срок службы, определяется производительность, проверяется соответствие расчитаной производительности экономически целесообразному сроку службы (т. 2.4)

2. Экономически целесообразный срок службы рудника

Годовая производственная мощность рудника, тыс. т.

Экономически целесообразный срок службы рудника, лет.

Небольшая глубина и благоприятные условия разработки.

Большая глубина и неблагоприятные условия разработки.

По расчитаной производительности определяем фактический срок существования рудника.

где tраз+tзат — время на развитие и затухание работ, лет. (5 лет)

Продолжительность рабочей недели трудящихся принимать:

на подземных работах 36 ч.

на поверхности (кроме горячих и вредных цехов) 40 ч.;

число рабочих дней в недели для всех категорий трудящихся 5;

продолжительность смены для подземных рабочих 7,2 ч.

Режим работы рудника по добыче черных металлов принимать: для шахт производительностью до 500 тыс. т. в год — 251;

3.1 Высота этажа, подготовка, тип подземного транспорта. Зона сдвижения пород

Высота этажа принимается по параметрам принятой системы разработки.

Горизонтальные месторождения имеют панельную подготовку. Откаточные выработки, как правило, проходят в подстилающих породах. На концентрационных и этажных горизонтах (при поэтапном вскрытии), а также на откаточном горизонте для полых залежей используется электровозный транспорт (т. 3.1).

На калийных и марганцевых рудниках вместо электровозов применяют ленточные конвейеры.

Табл. 3.1 — Область применения электровозов и вагонеток

Производительность рудника, млн. т/год.

Сцепной вес электровоза, кН

На промежуточных горизонтах применяется преимущественно самоходное оборудование (автосамосвалы, ПДМ, самоходные вагоны).

Вскрывающие выработки, здания, сооружения поверхности располагаются за зоной сдвижения горных пород. Углы сдвижения принимают по опыту рудников (т. 3.2)

Табл. 3.2 — Углы сдвижения пород при полной подработке

Углы сдвижения пород, град.

Зону сдвижения отстраивают от конечной глубины разработки (рис. 3.1.)

Рис. 3.1 — Углы сдвижения пород при полной подработке при углах () падение залежи

Берма безопасности имеет ширину для объектов 1 категории охраны — 20 м. К первой категории охраны относятся стволы шахт, копры, здания подъемных машин, районные электростанции, магистральные железные дороги и станции МПС, высоковольтные линии, электропередач.

3.2 Обоснование варианта вскрытия

Тип, число вскрывающих выработок, их сечение.

Тип, число и схемы расположения вскрывающих выработок принимаем в зависимости от длины вскрытия, глубины разработки, производственной мощности рудника и принятой схемы вентиляции.

Клетевой ствол и один или два вспомогательных ствола, оборудованных клетью с противовесом:

А — до 500 тыс. т. в год, Н — до 300м.

Сечение выработок, по которым подается воздух проверяются по допустимой скорости движения воздуха. Количество воздуха, необходимо для проветривания рудника, определяем по формуле:

для шахт с годовой производительностью до 900 тыс. т.

где А — годовая добыча шахты, млн. т.

Скорость вентиляционной струи воздуха определяется:

Расчет балансовых запасов месторождения полезного ископаемого, годовой производственной мощности и срока существования рудника. Выбор рациональной системы разработки и вскрытия месторождения. Определение размеров поперечного сечения вскрывающих выработок.

курсовая работа [801,4 K], добавлен 18.03.2015

Выбор способа вскрытия месторождения (шахтного поля). Определение производственной мощности и срока существования рудника. Расчет сечений вскрывающих выработок, вентиляции и скорости движения воздуха. Анализ капитальных затрат на строительство рудника.

контрольная работа [142,7 K], добавлен 05.12.2012

Определение балансовых запасов месторождения полезного ископаемого, производственной мощности и срока существования рудника. Выбор рационального варианта вскрытия и подготовки месторождения. Расчет технологического комплекса отбойки и доставки руды.

курсовая работа [100,5 K], добавлен 26.11.2011

Подсчет промышленных запасов руды. Производственная мощность и срок существования рудника. Обоснование вариантов вскрытия. Календарный план строительства рудника. Технико-экономическая оценка вариантов, их сравнение по критерию срока окупаемости.

курсовая работа [100,3 K], добавлен 23.06.2011

Краткая горно-геологическая и горнотехническая характеристика месторождения. Расчет параметров подземного рудника, его годовая производительность. Выбор и обоснование схемы вскрытия шахтного поля, способа его подготовки, разработки месторождения.

курсовая работа [31,8 K], добавлен 05.02.2014

Автоматический контроль содержания метана в рудничной атмосфере. Характеристика шахтного поля, его вскрытия, подготовка и обработка. Технология и организация основных процессов по добыче полезных ископаемых, проведению и ремонту горных выработок.

отчет по практике [239,8 K], добавлен 28.04.2015

Свойства горных пород и полезных ископаемых. Геологическая характеристика Тишинского месторождения. Производственная мощность и срок существования подземного рудника. Выбор метода разработки и вскрытие месторождения. Проведение и крепление выработок.

курсовая работа [999,5 K], добавлен 21.04.2014

Формирование комплексов горных выработок для вскрытия, подготовки и разработки месторождения. Анализ возможностей и сущностей проведений подготовительных выработок по механизированной технологии. Анализ разработки месторождения открытым способом.

курсовая работа [5,2 M], добавлен 23.06.2011

Промышленная классификация месторождений полезных ископаемых. Приёмы оконтуривания тел полезных ископаемых. Управление качеством руды. Методы подсчёта запасов месторождений полезных ископаемых. Оценка точности подсчета запасов, формы учета их движения.

реферат [25,0 K], добавлен 19.12.2011

Определение производственной мощности и срока существования рудника, определение высоты этажа и объема горных работ. Выбор варианта вскрытия и подготовки. Система разработки месторождения, расчет технологического комплекса отбойки и доставки руды.

курсовая работа [90,8 K], добавлен 26.11.2011

источник