История развития горнодобывающей отрасли. Горные предприятия и объединения

Горнодобывающая промышленность Советского Союза была представлена следующими отраслями:

1. Министерство угольной промышленности СССР, в составе которого имеется Министерство угольной промышленности УССР, кроме этого имеются также Министерства местной топливной промышленности в РСФСР и некоторых других республик, которые имеют свои угольные шахты (например, в Ростовской области и Ставропольском крае).

2. Министерство цветной металлургии СССР, в составе которого имеется Министерство цветной металлургии Каз. ССР.

3. Министерство черной металлургии СССР, в его состав входит Министерство черной металлургии УССР.

4. Предприятия Министерства химической промышленности СССР.

5. Министерство промышленности строительных материалов СССР, в составе которого имеется ряд республиканских министерств (РСФСР, УССР, Каз. ССР, Молд. ССР и др.).

6. Горные предприятия Министерства пищевой промышленности СССР.

В Министерстве цветной металлургии СССР добычей руд разных цветных и редких металлов занимаются несколько всесоюзных производственных объединений. Они производят 74 элемента.

Всего в МЦМ СССР есть 11 профилирующих металлов, которые распределены между шестью всесоюзными производственными объединениями (ВПО). Руды алюминия на предприятиях ВПО «Союзалюминий», основным из которых является СУБР.

Медные руды в основном добываются на предприятиях всесоюзного производственного объединения «Союзмедь» (которые дают еще 30 % попутных). Полиметаллические, оловянные и свинцово-цинковые руды добываются на предприятиях «Союзполиметалл» (кроме этого 25-30 % других попутных), руды титана, молибдена, вольфрама, других редких и малых металлов добываются на предприятиях ВПО «Союзредмет», руды кобальта, никеля и др. – на предприятиях ВПО «Союзникелькобальт»; руды золота – на предприятиях ВПО «Союззолото» и т.д.

В составе всесоюзных, производственных объединений МЦМ СССР имеются четыре типа предприятий:

1. Комбинаты, в составе которых есть рудники, обогатительные фабрики и металлургические заводы. Это основные предприятия цветной металлургии, и они, как правило, расположены в районах крупной сырьевой базы.

2. Комбинаты и рудоуправления, в их состав входят только рудники и обогатительные фабрики. Таких предприятий подавляющее большинство, т.к. содержание цветных металлов в рудах мало, оно в 10-50 раз меньше, чем, например, железа в железных рудах.

3. Комбинаты и рудоуправления, в составе которых имеются рудники, карьеры и металлургические заводы.

4. Горные предприятия, в состав которых входят только рудники и карьеры (без обогатительных фабрик и металлургических заводов).

Примеры предприятий первой группы. Прежде всего это крупнейшие комбинаты: Норильский, Джезказганский, Алмалыкский, Балхашский, Тырныаузский горно-металлургические, Лениногроский и Иртышский полиметаллические. Имеется также ряд комбинатов среднего масштаба: Дальневосточный ГМК, Кадамджайский сурьмяный, Киргизский горно-металлургический, Никитовский ртутный, «Печенганикель», «Южуралникель», Башкирский медно-серный комбинат и др.

Примеры предприятий второй группы могут служить все оловянные горно-обогатительные комбинаты (Хрустальненский, Солнечный, Шерловогорский и др.), многие свинцово-цинковые (Зыряновский свинцовый комбинат, комбинат «Ачполиметалл», Нерчинский ГОК, Садонский ГОК, Салаирское рудоуправление, Адрасманский и Текелийский ГОКи, Золотушинское рудоуправление и др.), меднорудные (Гайский, Урупский, Кафанский, Маднеульский и Учалинский ГОКи, Дегтярское, Краснотурьинское и Карабашское рудоуправления и др.), медно-молибденовые (Каджаранский, Агаракский и Сорский ГОКи), сурьмяные (Анзобский ГОК), большое число золоторудных предприятий страны и т.д. К этой группе могут быть отнесены рудоуправление Ингичке, Восточно-Казахстанский медно-химический комбинат и др. Эти предприятия поставляют свои концентраты на базовые металлургические заводы.

Комбинатов третьей группы сравнительно немного. В основном это ртутные комбинаты (Хайдарканский, Акташский, Закарпатский) и некоторые другие редкометальные предприятия.

К предприятиям четвертой группы можно отнести ряд бокситовых рудников, которые добытую руду направляют на заводы без обогащения, например, СУБР- на Богословский алюминиевый завод, Тургайское и Козыревское рудоуправления – на Павлодарский алюминиевый завод, Сарылахское рудоуправление – на Кадамджайский сурьмяный завод, Николаевский карьер до недавнего времени направлял руду на заводы Урала и т.д.

В Министерстве черной металлургии СССР добычу железной руды осуществляли Всесоюзные промышленные объединения «Союзруда» (в его составе 18 железорудных объединений и предприятий), ВПО «Союзметаллургпром» (в его составе 12 железорудных предприятий, являющихся цехами металлургических комбинатов), Министерство черной металлургии УССР (в его составе 19 самостоятельных железорудных предприятий) и ПО «Союзметиз» (1 предприятие). Всего в настоящее время в стране 52 железорудных предприятия, в том числе 36 самостоятельных и 16 – цехов в составе металлургических комбинатов.

Основной тип железорудного предприятия – это горно-обогатительный комбинат (ГОК). В состав железорудных ГОКов обычно входят рудники (карьеры и шахты), дробильно-обогатительные комплексы а в некоторых случаях и фабрики окускования - агломерационные или окомковательные цехи. В 1975 г. ГОКами было добыто 340 млн. т сырой или 144 млн. т товарной руды, что составляет 74 % всей сырой руды и 60 % товарной, добываемой в стране.

В ведении ВПО «Союзруда» находились такие производственные объединения, как «Уралруда», «Центроруда», Качканарский ГОК, Соколовско-Сарбайский, Лисаковский ГОК, Михайловский, Лебединский, Ковдорский, Оленегорский, Коршуновский ГОКи, Атасуйское, Богословское, Бакальское рудоуправления и др. Недавно создано п/о «Сибруда» на базе рудников Кузнецкого металлургического комбината.

В ведении ВПО «Союзметаллургпром» находились такие металлургические комбинаты, как Магнитогорский и Нижне-Тагильский, имеющие в своем составе целый ряд шахт и карьеров.

За последние 10 лет содержание железа в сырой добытой руде по МЧМ СССР снижалось примерно на 1 % (относительный). Так за период с 1965 г. по 1976 г. оно уменьшилось с 40,8 до 36,1 % или на 11,5 % (отн.).

В Министерстве химической промышленности СССР было главное управление горной промышленности «Союзгорхимпром», в подчинении которого имеются крупные производственные объединения. Такие как «Апатит», «Фосфорит», «Уралкалий», «Союзсера», «Бор» и др. Все они в основном горно-обогатительного типа, т.е. состоят из рудников (карьеров) и обогатительных фабрик. За исключением цехов подземной выплавки серы и подземного растворения солей.

В Минуглепроме СССР были созданы производственные объединения, в состав которых включены ранее существовавшие тресты, комбинаты вместе с шахтами и карьерами.

В Минпромстройматериалов СССР была создана система производственных объединений и карьероуправлений, подчиняющихся республиканским министерствам. Например, в Ростовской области имеется производственное объединение «Ростовнеруд», в которое входят 13 карьеров с дробильно-сортировочными цехами. Объединение входит в состав МПСМ РСФСР.

Кроме производственных предприятий в составе каждой горнодобывающей отрасли имеется целая система отраслевых проектных и научно-исследовательских институтов.

 

ОСНОВНЫЕ ГОРНЫЕ ТЕРМИНЫ И ПОНЯТИЯ. СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ.

ПАРАМЕТРЫ ПРЕДПРИЯТИЙ

 

Прежде чем знакомиться с основами горного производства и, в частности, со способами разработки, с параметрами горных предприятий необходимо рассмотреть некоторые общие понятия и термины, без знания которых дальнейшее изучение будет затруднено.

Горнодобывающие предприятия, в частности, подземные рудники - это предприятия, которые ведут разработку рудных месторождений – естественных скоплений в земной коре полезных ископаемых (руды). Руда – это природное минеральное вещество, которое при современном уровне техники экономически выгодно добывать из недр для использования его в народном хозяйстве (извлечения из него полезных компонентов). В качестве полезных компонентов руд могут быть как различные металлы (железо, хром, марганец, титан, алюминий, золото, медь, цинк, свинец, серебро, никель, кобальт, ванадий, вольфрам, молибден, уран и др.), так и неметаллы (апатиты, фосфориты, сера, гипс, барит, графит, плавиковый шпат, слюда, асбест и т.д.). Руда и полезные компоненты понятия экономические.

В отличие от руды пустая порода не содержит полезных компонентов или содержит их в степени недостаточной для эффективной добычи и использования в настоящее время. Со временем некоторые породы могут стать рудой, поскольку с течением времени в эксплуатацию вовлекаются все новые минералы и все более бедные полезными компонентами руды.

Качество и, соответственно, ценность руд определяется содержанием в них полезных компонентов и их свойствами извлекаться при переработке руд. По качеству делятся руды на богатые, бедные и забалансовые.

В процессе добычи руда перемешивается в некоторой степени с пустыми породами (разубоживается ими) и получается рудная масса – совместно выданные на поверхность руда и порода.

Горная масса – это выданные на поверхность рудная масса и порода (от проходки выработок). Успешность (эффективность) добычи руд во многом зависит не только от ценности руд, но и от особенностей месторождения, его параметров (мощности, длины и глубины распространения), формы (пластовой, пластообразной, столбообразной, штокообразной, жильной, гнездообразной, штокверковой), условий залегания (угла падения, угла склонения, горно-геологических нарушений, характера контактов руды и породы), экономико-географического расположения и т.п. факторов.

По мощности рудные месторождения делят на очень тонкие (менее 0,7 м), тонкие (0,7-2 м), средней мощности (2-5 м), мощные (5-15-20 м), очень мощные (более 20 м). По углу падения делят на горизонтальные и пологие (0-25-30⁰), наклонные (30-45⁰), крутопадающие (45-90⁰).

Руды и породы месторождений по крепости делят на 20 разновидностей по шкале проф. М.М. Протодьяконова, первая с прочностью на сжатие до 9806,65 кПа, последняя – 20-я – до 20х9806,65 кПа и более.

По устойчивости руды и породы делятся на: 1) очень неустойчивые (плывуны, сыпучие, рыхлые), совсем не допускающие обнажения кровли и боков выработки; 2) неустойчивые, допускающие небольшое обнажение, но требующие немедленного его закрепления; 3) средней устойчивости, допускающие обнажение на сравнительно большой (4-10 м²) площади, но при длительном обнажении требуют закрепления; 4) устойчивые, которые допускают обнажение кровли и боков на большой площади (100-200 м²) и нуждаются в поддержании только в отдельных местах; 5) очень устойчивые (обнажения до 1000 м² и более), которые могут стоять в течение многих лет без крепления. В горнорудной промышленности преобладают породы 3-5-й групп, в угольной – в основном 2-й, иногда 1-1. Устойчивостью, а также формой залежей, в основном и определяются различия в характере горных работ на рудниках и шахтах.

Рудник - это горное предприятие, осуществляющее разработку месторождения в пределах отведенного для него участка (горного отвода), состоящее из одной или нескольких производственных единиц – шахт, карьеров и поверхностных цехов. Шахта или карьер выполняют добычу на отдельных участках месторождения.

Основная часть полезных ископаемых (70 %) добывается в России рудниками с прогрессивным открытым способом (карьерами), когда месторождения вскрываются и разрабатываются по мере удаления налегающих так называемых вскрышных пород. Примерно 30 % общего объема руд и угля добывается подземным способом, когда к месторождению подводятся специальные выработки (стволы шахт, квершлаги, штреки и т.д.). Небольшой объем добычи осуществляется геотехнологическими способами (выщелачиванием, возгонкой, растворением, расправлением) через скважины (сера, уран, медь, бишофит, каменные соли и др.). В последнее время развивается подводная добыча со дна морей и океанов в шельфовой зоне. Но пока ее удельный вес очень мал.

В целом направление на преимущественное развитие открытых горных работ является в ряде случаев совершенно правильным, так как открытый способ имеет целый ряд неоспоримых преимуществ. Это прежде всего более высокий уровень производительности труда (в 4-6 раз больше, чем на подземном) и безопасности работ (травматизм тоже в 5-6 раз меньше, чем на подземном), а в ряде случаев более полное использование запасов месторождений. Открытый способ будет и дальше развиваться высокими темпами. В ближайшие 15-20 лет согласно прогнозу академика Н.В. Мельникова крупнейшие карьеры цветной металлургии достигнут годовой производительности 15-18 млн. м³ по горной массе, а железорудные – 20-40 млн. т/год по руде.

Часть месторождения, предназначенная для разработки рудником или шахтой, называют соответственно рудничным и шахтным полем. В большинстве случаев рудничное поле по размерам равно всему месторождению. Если месторождения большие, то их делят на шахтные поля, определяя их основные размеры (длину и ширину). Часто одновременно с этим оптимизируют и производительность рудника (шахты). Таким образом обосновывают основные параметры рудника.

На основе каких же принципов их оптимизируют?

Основной принцип: как размеры шахтного поля, если они могут быть изменены, так и производительность рудника, которая при одних и тех же запасах руды может быть изменена в значительной степени, должны обеспечивать безопасность и наиболее экономичные условия отработки месторождения или его части.

С производительностью рудника и экономичностью обычно непосредственно связан еще один важный параметр – срок отработки месторождения.

Под экономичностью отработки месторождения часто подразумевают разные вещи, в зависимости от выбранного критерия оптимизации.

До недавнего времени за критерий оптимизации принимали себестоимость добычи 1 т рудной массы. И обосновывали размеры шахтного поля на основе следующих рассуждений. С одной стороны, увеличение размеров шахтного поля (точно так же, как и увеличение производительности рудника) позволяет уменьшить капитальные затраты на проходку основных выработок и строительство разного рода сооружений у стволов шахт и около ствольных выработок, а следовательно, и амортизационные отчисления. Правда, если годовая производительность увеличивается при неизменных запасах, то амортизация растет.

С другой стороны, по мере увеличения размеров шахтного поля (производительности рудника) увеличиваются затраты на транспорт (растет расстояние доставки), расходы на поддержание и ремонт выработок, на проветривание (растет мощность вентиляторов и сложность схем проветривания). Сравнивания несколько вариантов размеров шахтного поля и производительности рудника), находили оптимальный вариант. За него принимали тот, при котором общая сумма тех и других затрат на 1 т добычи или 1 т запасов была минимальной. Задачу решали аналитическим методом.

Сейчас в качестве критерия эффективности принимают приведенные затраты С+Е_н^.К_уд, решают методом вариантов. Размеры рудничных полей обычно составляют 2-3 км, достигая на крупных рудниках 4-5 км, а на шахте Яковлевской – 5-6 км. На угольных шахтах размеры полей также изменяются от 1,5 до 3-4 км.

Интересен вопрос определения нижней границы отработки месторождения. У нас в стране глубина разработки рудных месторождений сейчас достигает в основном от 400 м до 700-800 м, редко 900, и еще реже более 1000 м. Пока, например, в Кривом Роге считается нижней границей глубина 1500 м, но ставится задача вскрытия горизонтов до уровня 2500 м. А в ряде зарубежных странах добычу руды ведут на глубине до 2500-3000 м. На золотом руднике «Колар» в Индии разработку ведут на глубине 3000 м, а в Южной Африке на золото-урановых рудниках «Битватерсранда» глубина достигла уже более 3500 м (до 3800 м) и ставится задача отработки этих месторождений до глубины 4500 м.

Конечно условия труда на этих рудниках на такой глубине очень тяжелые. Не случайно продолжительность жизни рабочих – негров на этих рудниках самая низкая – она не достигает и 30 лет.

В угольной промышленности Советского Союза средняя глубина шах составляет около 500 м, но имеется значительное число шахт глубиной 700 м, а некоторые шахты Донбасса достигли глубины более 1000 м. Среднее годовое понижение горных работ на угольных шахтах составляет 10, в Донбассе 15 м. Среднее годовое понижение на железорудных шахтах и подземных рудниках цветной металлургии составляет 20-30 м, иногда достигая 50 м/год и более (на некоторых редкометальных рудниках). На железорудных шахтах Кривбасса годовое понижение горных работ в основном изменяется по разным шахтам в пределах от 15 до 25 м/год, лишь на одной шахте им. Орджоникидзе достигнуто понижение в 29,3 м/год.

В угольной промышленности действуют шахты мощностью от 0,5 до 5 млн. т/год, в среднем около 1,8-2 млн. т/год. Шахта «Распадская» должна достичь мощности 7 млн. т/год.

В железорудной промышленности средняя мощность шахт составляет 1,5-2 млн. т/год, а карьеров – более 9 млн. т/год.

Строящиеся в настоящее время подземные рудники должны достичь мощности: шахта «Северопесчанская» и шахта «Западный Каражал» 5 млн. т/год, рудник Первомайский 12 млн. т/год, Южный Сарбай 8 млн., Соколовский 7 млн., а шахта Яковлевкая 20 млн. т/год. Несколько меньше мощности рудников и карьеров цветной металлургии.

В горно-химической промышленности шахты имеют мощность в среднем около 3 млн. т/год, а карьеры – 5,2 млн. т/год.

В связи с постоянным снижением содержания металлов в руде увеличиваются масштабы месторождений, в результате освоения которых наметилась вполне четкая тенденция к увеличению мощности рудников и дальнейшей концентрации горных работ. Так, например, в железорудной промышленности, если в 1970 году было всего 6 шахт производительностью более 3 млн. т, то в 1980 году их число увеличится до 10, а к 2000 году составит более 15. Если в 1970 году только одна шахта (Гигант-глубокая) в Кривом Роге имела мощность по сырой руде 6,5 млн. т/год, то в 1980 году число таких шахт достигает 5-6, а к 2000 году оно увеличится до 10-12. Средняя мощность железорудных карьеров увеличилась с 4,7 млн. т/год в 1970 году до 9,1 млн. т/год в 1975 году, а к 1990 году она будет равна 14,4 млн. т/год, т.е. увеличится за 20 лет более чем втрое. Аналогичная тенденция имеет место и на рудниках цветной металлургии, где за 10 лет добыча на крупных и весьма крупных рудниках увеличится в 1,5 раза.

 

СТАДИИ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКИ. ВСКРЫТИЕ И ПОДГОТОВКА

Разработка рудного месторождения осуществляется в три основных стадии горных работ: вскрытие, подготовка и очистная выемка. Иногда выделяют стадию нарезки. На вновь осваиваемом месторождении в начале эти стадии выполняются последовательно, а затем совмещаются с некоторым опережением вскрытия и подготовки относительно нарезных и очистных работ.

Вскрытие - это проведение капитальных горных выработок от дневной поверхности или от разрабатываемого уже горизонта до месторождения или его части, обеспечивающих возможность подготовки запасов к эксплуатации (подъемных, вспомогательных и вентиляционных стволов шахт, капитальных квершлагов, выработок околоствольных рудоспусков, спиральных съездов и т.п.).

Стволами шахты называют вертикальные или наклонные капитальные выработки, служащие для вскрытия запасов и подъема руды, спуска-подъема людей, материалов и оборудования, вентиляции выработок и электро-тепло-водоснабжения горных работ. В зависимости от назначения стволы могут быть главными (по ним осуществляется подъем руды), вентиляционными, вспомогательными и грузовыми.

Слепыми называются стволы, не имеющие непосредственного выхода на дневную поверхность.

Квершлаги – это горизонтальные выработки, пройденные под углом к простиранию рудного тела и предназначенные для вскрытия этажей и обеспечения обслуживания горных работ на этих этажах.

Штольни – горизонтальные выработки, имеющие непосредственный выход на дневную поверхность и служащие для обеспечения разведочных или эксплуатационных горных работ. Горизонтальную выработку, имеющую два выхода на дневную поверхность называют тоннелем.

Ортами называют горизонтальные выработки, не имеющие выхода на дневную поверхность и проходимые между висячим и лежачим боками под углами к простиранию рудного тела.

Штреки это горизонтальные выработки, пройденные по простиранию рудного тела, служащие для подготовки этажа к эксплуатации. В зависимости от назначения штрека могут быть этажными, откаточными и вентиляционными, а также подэтажными и промежуточными.

Восстающие – это вертикальные или наклонные выработки, пройденные снизу вверх с уровня основного горизонта и служащие для сообщения между этажами и подэтажами, доставки материалов и оборудования, вентиляции. Восстающими обычно оконтуриваются вертикальные границы выемочных участков или блоков – частей этажа, ограниченных по падению этажными штреками, а по простиранию соседними восстающими.

В зависимости от назначения различают восстающие блоковые, вентиляционные, разведочные и отрезные. Последние два служат для эксплуатационной разведки запасов блока и создания отрезных щелей или камер, являющихся началом очистных работ. Если восстающий пройден сверху вниз, то его называют гезенком.

Капитальным восстающим рудоспуском или гезенком называются выработки, служащие для перепуска руды с одного или нескольких этажей на нижележащий этаж, и, если они служат для нескольких блоков или для этажа в целом, то они называются капитальными рудоспусками и обычно соответствующим образом оборудуются.

Рудоспуск, служащий для перепуска руды в отдельном блоке, называют рудоскатом, а для перепусказакладки – закладочным рудоскатом.

Подготовка – это следующая за вскрытием стадия проведения выработок, обеспечивающих возможность транспорта руды и вентиляции вскрытых горизонтов, а также выполнения нарезных и очистных работ в эксплуатационных блоках (откаточных и вентиляционных штреков, блоковых восстающих и рудоспусков и т.п.).

Нарезка – это следующая стадия проведения выработок в пределах подготовленных участков, этажей, блоков, панелей, обеспечивающих возможность начала очистных работ (блоковых выработок днища, отрезных восстающих, подэтажных и этажных буровых выработок и т.п.).

Для подготовки и нарезки днищ блоков проходят обычно транспортные или скреперные штреки и орты, а также ниши, дучки и воронки (траншеи). После этого начинают очистные работы.

Комплекс процессов, выполняемых непосредственно при массовой добыче руды в подготовленных и нарезных участках, называется очистными работами.

По степени пригодности и подготовленности к добыче запасы полезных ископаемых делятся на вскрытые, подготовленные и готовые к выемке. Иногда выделяются полуподготовленные и нарезные запасы.

Вскрытие – запасы, в которых пройдены все вскрывающие капитальные выработки и имеется возможность вести подготовку вскрытых горизонтов и участков.

Подготовленные – это запасы, в которых пройдены и оборудованы все подготовительные выработки и имеется возможность начинать нарезные и очистные работы. Нарезанные – в которых соответственно завершены нарезные работы.

Готовые к выемке – это запасы, полностью подготовленные и нарезанные к очистной выемке за вычетом части временно неактивных (охранные целики, запасы, выемка которых предусмотрена в периоды будущих лет по условиям шихтовки, и т.п.).

Существуют простые способы вскрытия и комбинированные.

Простые способы вскрытия – штольнями, а также вертикальными и наклонными шахтными стволами с квершлагами.

Комбинированные – это простые способы вскрытия в комбинации со следующими ступенями вертикальных и наклонных слепых шахтных стволов с квершлагами, а также в комбинации со спиральными съездами и наклонными конвейерными стволами.

Рельеф поверхности в нагорных условиях в большинстве случаев диктует необходимость вскрытия штольнями. При ровном же рельефе применяют вертикальные и наклонные стволы. При выборе способа вскрытия и его параметров необходимо учитывать влияние свойств налегающих и подстилающих пород, определяющих зону сдвижения горных пород, которая при системах с обрушением (особенно в обводненных породах) иногда распространяется довольно далеко от места обрушения пород (под углом от 30 до 80⁰ по коренным породам, по наносам 7-45⁰).

Если по технологии горных работ предусматривается применение мощного самоходного бурового и погрузочно-доставочного оборудования, то дополнительно к вертикальным стволам проходятся спиральные съезды для спуска-подъема людей и оборудования. Спиральные или наклонные стволы проходятся под углом 6-10⁰, сечением от 16-20 до 100 м², обычно до глубины 500-600 м.

Увеличение глубины разработки обусловливает необходимость применения многоступенчатых комбинированных способов вскрытия и более широкого использования слепых наклонных стволов.

Золотоурановые месторождения в районе Битватерсракда (ЮАР) вскрыты до глубины более 3000 м.

Крутопадающие жильные месторождения в Индии на руднике «Чемпион Риф» до глубины 3500 м вскрыты вертикальными стволами в комбинации с квершлагами слепыми вертикальными и наклонными стволами. На такой глубине температура горных пород достигает 53-65⁰, а температура воздуха в шахте 43⁰.

Для вентиляции и кондиционирования воздуха на больших глубинах, где температура достигает 30-38⁰, приходится проходить целые системы выработок для пропуска огромного количества воздуха (до 5 стволов вентиляционных на I подъемный), устраивать холодные установки.

В СССР глубина горных работ пока достигает 700-800 м (рудники Урала, Кривого Рога и др.) Однако для вновь проектируемых горизонтов некоторых месторождений особенно ценных уже сейчас встает проблема отработки на больших глубинах (комбинаты: Норильский ГМК, Печенганикельи др.). До 1200-1500 м и вскрываются запасы руды на рудниках Кривбасса.

В большинстве случаев размеры рудных месторождений таковы, что вопрос об определении размеров рудничного (шахтного поля) решается очень просто – они принимаются в соответствии с параметрами месторождения. Обычно они применяются в пределах от 300-500 м до 1,5-2 км. При больших размерах месторождения размещаются несколько шахтных полей (Джезказган, Никопольмарганец и т.п.). Сейчас размеры шахтных полей в Кривбассе увеличивают до 3-3,5 км. Длина рудничного поля в проекте будущей шахты «Яковлевской» в КМА принята 5,6 км.

Согласно правилам техники безопасности каждая шахта должна иметь не менее двух выходов на дневную поверхность. При диагональной схеме вскрытия, которая для рудников является основной, количество стволов должно быть не менее трех.

При производительности шахты до 250-300 тыс. т в год и глубине до 500-600 м применяется обычно клетьевой подъем, а также самоходное оборудование при наклонных и спиральных стволах. При большой производительности – скиповой. Если производительность рудника не менее одного млн. т в год, то число стволов увеличивают до 5-6, имея в виду необходимый резерв.

Для рудников с очень большой производительностью (10-20 млн. т/год) проектируют до 10 и более стволов. Например, на шахте № 65 в Джезказгане пройдены два ствола для выдачи руды (медной и свинцово-цинковой), третий для спуска-подъема оборудования и материалов диаметром 7-8 м и четыре-пять вентиляционных стволов.

Обычно стволы в первую очередь проходятся на 3-4 этажа и более. Последующая углубка стволов ведется не менее чем на 2 этажа, иногда с устройством концентрационных горизонтов через 2-3 этажа. В мировой практике имеются случаи, когда стволы проходятся сразу на 500-1000 м и более, а шаг углубки их составляет 200-300 м и более, что соответствует 3-5 и более этажам.

На жильных и маломощных месторождениях высота этажа обычно принимается в пределах от 30 до 60 м в зависимости от выдержанности и угла падения залежей, на мощных – от 40 до 80 м и более. В устойчивых рудах и породах большая высота этажа принимается даже при камерных системах разработки. При малых углах падения (пологом падении) залежей высота этажа составляет 30-40 м, при крутом падении достигает 80 м и более. На КМА, например, проектируется высота этажа 135 м. На Северо-западном скарне рудника «Молибден» высота этажа равна 150 м.

В условиях крутопадающих и наклонных тел малой и средней мощности штреки проходят только по жиле или у лежачего бока, а если полевые, то для разведки дополнительно проходят короткие квершлаги и орты. При большой мощности применяют как штрековую (полевую или рудную), так и ортовую (тупиковую или кольцевую). Полевая подготовка особенно при ценных возгорающихся рудах. Кольцевая схема позволяет интенсивно вести откатку, особенно при большой длине поля.

Часто при полевой подготовке обеспечиваются значительно большие скорости подготовки этажей и блоков к эксплуатации, уменьшаются затраты на транспорт, вентиляцию и т.п.