Способы проведения горно-разведочных выработок

Способы проведения горно-разведочных выработок зависят от физико-механических свойств горных пород, их обводненности и устойчивости кровли и боков (стенок).

Рисунок 20 – Проведение вертикальных выработок

 

В устойчивых породах проходка выработки происходит обычным способом.

В неустойчивых (сыпучих, плывунах, сильнообводненных) – проходка выработки происходит специальными способами, рисунок 20.

1. Проведение выработок с применением забивной крепи (прямой или косой)

2. Проведение выработок с применением опускной крепи;

3. Проведение выработок с предварительным тампонированием трещин в горных породах;

4. Проведение выработок с предварительным водопонижением.

Проведение открытых горно-разведочных выработок

Открытые горные выработки – расчистки, копуши, канавы, траншеи, карьеры.

а–прямоугольная; б–трапециевидная; в–прямоугольная; г–усеченного профиля; д,е–однобортная; Н–глубина канавы; a,b–ширина канавы; с– ширина бермы; h–высота уступа; β–угол откоса уступа

Рисунок 21 - Формы поперечного сечения разведочных канав

Форма поперечных сечений канав и траншей, рисунок 21. зависит от крепости, устойчивости пород, рельефа местности и глубины.

В устойчивых породах выработке придается прямоугольная форма с вертикальными краями. В малоустойчивых – трапециевидная форма с наклоном к почве выработки. Глубина канав от 0,5 до 5 м, ширина – от 1,0 до 1,5 м. Стенки канав крепятся досками.

После опробования и составления геологической документации канаву ликвидируют – засыпают породой из отвалов.

Способы проведения выработок:

1. Ручной способ применяется при небольших объемах и небольшой глубине. Выемка грунта осуществляется при помощи лопат.

2. Механизированный способ – при помощи бульдозеров, экскаваторов, скреперных установок и др. техники.

Рисунок 22 - Классификация техники и оборудования для проведения открытых горно-разведочных выработок на россыпях

 

 

Проходка шурфов

 

Основной объем шурфопроходческих работ выполняется при предварительной и детальной разведке месторождений золота, меди, олова, алмазов, графита, самородных металлов, марганца, песка, гравия и др. полезных ископаемых. Работы выполняются в теплое время года, продолжаются от нескольких дней до двух-трех месяцев. Площадь сечения шурфов составляют от 1,25 до 4,0 м², рисунок 23.

Рисунок 23- Подъем породы из шурфа с использованием деревянного воротка (а); металлического воротка (б); шурфопроходческого крана (в)

Проходка шурфов в мягких породах производится вручную, глубина от 5 до 10 м. До глубины 1,5 м порода из забоя выбрасывается вручную, при большей глубине поднимается в бадьях. В качестве подъемных средств используются воротки и шурфопроходческие краны, рисунок 23.

Крепление шурфов осуществляется досками вразбежку, которые удерживаются распорками. Крепь выводится над устьем шурфа не менее чем на 30 см.

Проходка шурфов в крепких породах. При глубине шурфов свыше 20 м обязательно устройство лестничного отделения (до 20 м разрешается применять подвесные лестницы). Отбойка породы осуществляется с помощью ВВ, при этом продолжительность цикла увеличивается на время заряжания шпуров, взрывания и проветривания. Подъем породы производится в бадьях подъемными механизмами. Крепление шурфов производится досками всплошную, на стойках с затяжкой боков. Проветривание шурфов глубиной свыше 5 м осуществляется центробежными и осевыми вентиляторами.

Механизированная проходка шурфов производится грейферами, рисунок 24,

1–рама над устьем шурфа; 2–лебедка на каретке; 3–грейфер; 4–откидной лоток

Рисунок 24 - Проходка шурфа с грейферной установкой

копателями шахтных колодцев, бурильно-крановыми машинами, буровыми установками. Шурфопроходческие установки могут быть использованы как для бурения шурфов, так и для бурения скважин.

Существует 6 классов шурфобуров: 1 – дисковые ДВ; 2 – шнековые ШБ; 3 – ковшовые КвБ; 4 – грейферные ГБ; 5 – колонковые КлБ; 6 – аккумулирующие АБ.

Проведение шахтных стволов

 

Через стволы шахт осуществляется подъем на земную поверхность ПИ, водоотлив, спуск в шахту материалов и оборудования, подача свежего воздуха, спуск и подъем людей, рисунок 25. Глубина стволов от 100 до 400 м, площадь поперечного сечения 6-12 м².

1 – устье шахты; 2 – основная часть; 3 – околоствольный двор; 4 – зумпф

Рисунок 25 - Разрез ствола шахты

Сначала сооружается устье шахты, крепь устья выполняется из монолитного бетона или железобетона.

Проведение основной части ствола включает три вида работ: 1) выемку породы; 2) возведение постоянной крепи; 3) армирование.

Процессы проходческого цикла: бурение, заряжание и взрывание шпуров, проветривание забоя, водоотлив, уборка породы, установка временной или постоянной крепи, армирование ствола. Шпуры при сооружении стволов бурят ручными пневматическими машинами – перфораторами или буровыми установками, рисунок 26.

1 - распорная колонка; 2 – податчик; 3 – бурильная машина

Рисунок 26 - Бурильная установка БУКС-1м для бурения шпуров

Спуск и подъем людей, различного оборудования и выдача породы осуществляется проходческими подъемными машинами.

Крепление эксплуатационных стволов производится бетонной, набрызгбетонной или деревянной крепью, рисунок 27.

1 – крепь основной части ствола; 2 – опорные венцы; 3 – крепь устья ствола;

4 – околоствольный двор; 5 - зумпф

Рисунок 27 - Основные элементы крепи вертикального ствола:

Армирование ствола – установка несущей балки (расстрел), навеска проводников, прокладка труб и кабелей, несущих конструкций, оборудование лестничного отделения. Существует два типа армировки: жесткая и гибкая.

Жесткая армировка состоит их металлических проводников, закрепленных на продольных расстрелах. Главный недостаток – большая металлоемкость, значительная трудоемкость изготовления и монтажа.

При гибкой армировке подъемные сосуды перемещают по канатным проводникам.

Лестничное отделение обшивается досками или металлическими сетками.

Проведение стволов бурением. Для сооружения стволов бурением разработаны установки УЗТМ-6,2, УЗТМ-8,75 (Уральский завод тяжелого машиностроения). Установки предназначены для бурения стволов диаметром 6,2 и 8,75 м глубиной до 400 и 800 м в слабых и средней крепости породах.

Бурение ствола осуществляется в две фазы: первая – бурение направляющей скважины Æ 1,2 м; вторая – ее расширение до Æ 6,2 м. Порода из забоя удаляется глинистым раствором по принципу прямой промывки. По окончании бурения монтируется крепь.