Удельный объем подготовительно - нарезных выработок

V =  ,

где V_бл – общий объем блока, м³ (V_бл = m_г· H_э·L_бл)

Доля руды, добываемая при подготовительно-нарезных работах в блоке

δ_П.Н. = ,

где Q_П и Q_Н – количество руды, добытое, соответственно, при проведении подготовительных и нарезных выработок, т.

 

Способы подготовки основного горизонта

Способы подготовки основного горизонта зависят от мощности и угла падения рудного тела, от физико-механических свойств руды и вмещающих пород, порядка очистной выемки в этаже, от способа транспортирования полезного ископаемого. Из технологических операций очистной выемки наибольшее влияние на расположение выработок откаточного горизонта оказывает доставка и погрузка руды.

Наиболее распространенные варианты расположения откаточных выработок.

В тонких и весьма тонких жильных телах на основном горизонте проводят один рудный штрек, располагая его таким образом, чтобы была удобной загрузка руды в вагонетки.

Если руда поступает через люки, то последние должны находиться в одном из верхних углов откаточной выработки (рис. 2а). При невыдержанном залегании и непостоянной мощности жилы, наличии сбросов предпочтение отдают схеме, показанной на рис. 2б, позволяющей лучше следовать за жилой. Смещение штрека в сторону висячего или лежачего боков определяется устойчивостью вмещающих пород. При длительном сроке существования штрека его располагают в более крепких породах.

Рис. 2. Расположение рудных штреков в тонких жилах

На мощных и весьма мощных месторождениях применяют штрековую или ортовую схему подготовки.

В первом случае выработки откаточного горизонта состоят из одного или нескольких рудных или полевых штреков. Во втором случае погрузка руды осуществляется в ортах, соединенных рудными или полевыми штреками.

На рис. 3 показаны схемы расположения откаточных выработок в мощных рудных телах. Подготовка одним рудным (рис. 3а, в) или полевым (рис. 3б) штреком применяется при мощности рудного тела до 10—20 м. В более мощных залежах проводят несколько откаточных штреков или один полевой.

Ортовая подготовка бывает тупиковой (рис. 3 д) или кольцевой (рис. 3, е). В первом случае из двухпутного (рудного или полевого) откаточного штрека 1 проводят орты-заезды 2.

При кольцевой схеме орты проводят между однопутным рудным или полевым штреком 3 и двухпутным полевым штреком 1. Наличие двух штреков обеспечивает хорошие условия для транспорта и проветривания основного горизонта.

В неустойчивых породах длительное сохранение двухпутных откаточных штреков, имеющих площадь поперечного сечения до 20 м2 и находящихся в зоне влияния горных работ, становится затруднительным. Поэтому двухпутные штреки проводят на значительном расстоянии от рудного тела, а с целью сокращения длины ортов-заездов вблизи рудного тела проводят однопутный вспомогательный штрек 4 (рис. 3, ж). В породах висячего бока проводят однопутный откаточный штрек. Штреки лежачего бока сбиваются между собой квершлагами 5.

Рис 3. Расположение выработок основного горизонта в мощных и весьма мощных рудных телах (1 - двухпутный штрек 2 - орты, 3 - однопутный штрек, 4 - вспомогательный однопутный штрек, 5 - квершлаги).

При большом горном давлении производят заглубление откаточного горизонта по вертикали на 60—120 м ниже отрабатываемого этажа. При этом руда из очистных блоков на откаточный горизонт доставляется по системе рудоспусков. Аккумулирование руды в рудоспусках обеспечивает ритмичную работу шахтного транспорта и подъема.

Выбор между полевой и рудной подготовкой зависит от: мощности рудного тела, направления очистной выемки, способа проветривания (центральное или фланговое) и др. В мощных и весьма мощных рудных телах чаще применяют полевую подготовку.

Здесь важно уметь определять расстояние полевых откаточных выработок b от контура рудного тела (рис. 4).

где: а - угол падения рудного тела, градусы; l₁ - расстояние от контакта рудного тела до перепускного восстающего, м, l₂ - длина состава, м, h_э - высота этажа, м, п - количество подэтажей.

Ориентировочно расстояние полевых откаточных выработок b от контура рудного тела может быть определено по формуле КГРИ

b =0.3 H

где H – глубина разработки.

С целью исключения попадания штрека в зону опорного давления необходимо проверить соответствие расстояния H величине зоны опорного давления L _оп (по С.Г. Авершину, С.М. Липковичу)

,

где H – глубина разработки, h - высота этажа, ξ – коэффициент крепости пород лежачего бока (для крепких пород -0,8, для средней крепости – 1, для слабых – 1,2)

Рис 4. Схема к определению расстояния (в) от контакта рудного тела до откаточного штрека в зависимости от условий перепуска руды с верхнего подэтажа на откаточный горизонт

Полевая подготовка имеет ряд достоинств: незначительные расходы на ремонт крепи; сокращаются потери руды в междуэтажных целиках. Отработку целиков можно начинать после окончания выемки блока без нарушения схемы вентиляции; удобнее и проще общая схема вентиляции. В отдельных случаях, например при фланговом проветривании и отступающей выемке, штрек вышележащего этажа может быть сохранен для вентиляции, если он проведен на значительном расстоянии от рудного тела. В рудных телах небольшой мощности, имеющих извилистые контуры, рудный штрек неприемлем для электровозной откатки.

Основной недостаток полевой подготовки - большие первоначальные затраты на подготовительные работы вследствие необходимости проводить квершлаги до рудного тела. В отличие от рудного штрека проведение полевого частично не окупается попутно добытой рудой.

Выбор между полевой и рудной подготовкой часто связан с выбором схемы проветривания и направления выемки.

 

Расположение восстающих.

По условиям проходки восстающие можно разделить на два типа:

1. Восстающие первого типа, которые должны быть пройдены до начала очистных работ в блоке Восстающие первого типа более распространены, применяются при любой системе разработки и служат одновременно для нескольких целей: сообщения с очистным забоем, доставки материалов, проведения подэтажных и слоевых выработок, вентиляции, прокладки труб, силовых кабелей и др;

2. Восстающие второго типа, которые наращивают по мере подвигания вверх очистной выемки в открытом очистном пространстве, в закладке или в отбитой руде. Применяют только при некоторых системах и используют для разных целей - спуска руды из очистного забоя, для сообщения, доставки материалов. Соответственно назначению их называют рудоспусками или ходками

Размеры восстающего в свету и число отделений в нем зависят от его назначения. Восстающие с одним отделением - это обычно наращиваемые в очистном пространстве ходки или рудоспуски. При небольшой мощности рудного тела и крепких боковых породах крепление их производят распорками с дощатой обшивкой, а в менее устойчивых рудах - срубовой крепью из круглого леса или брусьев. В восстающих с несколькими отделениями одно из них обычно служит лестничным ходком, а другие предназначаются для спуска руды на нижний откаточный горизонт, спуска закладки с верхнего горизонта, доставки материалов, проветривания.

Восстающие с лестничным и рудоспускным отделениями, закрепленные распорной крепью, распространены при разработке маломощных жил, а также в крепких боковых породах.

Размеры лестничного отделения определяют исходя из требований техники безопасности; размер сечения рудоспуска должен превышать размер наиболее крупных кусков руды в 4-5 раз.

Восстающие могут быть наклонными и вертикальными {рис. 5). Вертикальные восстающие целесообразнее вследствие меньшего износа крепи в рудоспускном отделении, более удобного перемещения людей, меньшей длины. Однако пройти вертикальный восстающий, не выходя за пределы рудного тела, можно только при значительной его мощности.

Рис. 5. Схема расположения восстающих:

а - вертикальный рудный восстающий; б - наклонный рудный восстающий; в - наклонный восстающий, пройденный в висячем боку тонкой жилы; г- рудный вертикальный 1 и рудный наклонный 2 восстающие; 3 - граница зоны сдвижения; 4 - полевой наклонный; д - полевой восстающий с подэтажными выработками

В большинстве случаев восстающие примыкают не к кровле или почве откаточных выработок, а к их бокам.

Если восстающий необходимо сохранять в течение длительного времени (например, для проветривания ряда блоков), его располагают за пределами зоны сдвижения на уровне данного этажа (см. рис. 5, г). Это требование относится и к откаточным выработкам, если они должны быть вентиляционными для нижележащего этажа.