Обоснование типа, числа вскрывающих выработок

И схемы их расположения

 

Вскрывающие выработки, здания, сооружения поверхности располагаются за зоной сдвижения.

Берма безопасности имеет ширину для объектов I категории охраны – 20, II – 10, III – 5 м. К первой категории охраны относятся стволы шахт, копры, здания подъемных машин, районные электростанции, магистральные железные дороги и станции МПС, высоковольтные линии и др.

Ко второй категории охраны относят вспомогательные стволы шахт, обогатительные фабрики, жилые дома в 2 – 3 этажа и др.

В третью категорию охраны включены: одноэтажные жилые дома, подъездные рудничные пути, шоссейные дороги, линии электропередач, металлические эстакады, сады, парки, трубопроводы.

При выборе типа, числа и назначения вскрывающих выработок ориентируются на следующие схемы, получившие распространение в практике горнорудных предприятий.

Основополагающим для выбора типа вскрывающих выработок является вид транспорта, как полезного ископаемого, так и пустых пород. Область применения скипового и клетевого подъёмов принимается в соответствии с рекомендациями [15](рис. 5.1.).

При использовании скипового подъёма с многоканатным подъемом предпочтение отдаётся рудникам значительной производительности (более 1.0-1,2 млн. т), глубокозалегающим (более 700 м). Одноканатный подъем рациональны для небольшой глубины и незначительной производственной мощности, но конкретное их применение решается технико-экономическим сравнением.

Области экономически эффективного применения главного стволов со скиповым подъёмом, с конвейерным и автомобильным транспортами приведена на рис. 5.2.

 

Рис. 5.1. Области применения скипового и клетевого

 

 

Рис. 5.2. Области эффективного применения рудоподъёмных стволов

 

Тип вспомогательных вскрывающих выработок породного, грузо­людского, вентиляционного комплексов, а также выработок (специальных или в комбинации с другими) для спуска материалов и крупнога­баритного оборудования обосновывается аналогично.

Размеры сечений главных вскрывающих выработок получают графическим путем или по аналитическим зависимостям (Приложение 3,4,5).

Сечения вспомогательных вскрывающих выработок определяются по эмпирическим зависимостям (табл. 5.2)

 

Таблица 5.2

Площадь поперечного сечения горно-капитальных

выработок

Наименование выработок	Площадь поперечного сечения, м^2
Скипо - клетевой ствол
Клетевой вспомогательный ствол
Наклонный конвейерный ствол
Наклонный съезд для самоходного оборудования
Центральный вентиляционный с клетевым подъемом
То же без подъема
Фланговый вентиляционный ствол
Наклонный автомобильный ствол
Откаточный квершлаг
Квершлаг флангового вентиляционного ствола
Квершлаг центрального вентиляционного ствола

 

Вскрытие месторождения может осуществляться поэтажно или кон­центрационными (погоризонтными) горизонтами.

Поэтажная отработка (подготовка производится на каждом горизонте) чаще всего применяется при клетевом подъёме и небольшой производи­тельности шахты, а также при значительных запасах этажа при скиповом подъеме. При рассмотрении поэтажной отработки необходимо про­звести корректировку запасов первой очереди. Определяют возможное количество этажей первой очереди, т. е. N=h1 /h

При дробном количестве этажей принимают ближайшее целое их число и подсчитывают окончательно запасы первого этапа вскрытия.

Рассчитывают глубину первого этапа вскрытия, определяют шаг вскры­тия и число шагов вскрытия.

Вскрытие месторождения концентрационными горизонтами является весьма распространённым и прогрессивным направлением.

Количество этажей между концентрационными горизонтами может быть принято по табл. 5.3.

Таблица 5.3- Количество этажей между концентрационными горизонтами

Запасы этажа, млн. т
Число этажей между концентрационными горизонтами	7-10	5-8	4-6	3-5	2-4

 

Для вскрытия нагорных месторождений основные (одна или две) штольни располагаются на главной промышленной площадке, а в качестве вентиляционных используются погоризонтные штольни и один или два вентиляционных ствола или шурфа на фланге(ах).

В качестве дополнительных вскрывающих выработок используются квершлаги и капитальные рудоспуски и слепые стволы.

Тип околоствольного двора принимают в зависимости от производительности рудника и способа подъема:

а) тупиковый односторонний - производительность до 300 тыс.т/год;

б) тупиковый двухсторонний - производительность до 1,0 млн.т/год;

в) кольцевой - при производительности более 1,0 млн.т/год и скипо-клетевом или конвейерном подъеме.

Объем околоствольных дворов определяется по формулам:

- основной околоствольный двор: Vо = 4 000 + 7 600А;

- вспомогательный (в т.ч. на промежуточном горизонте главного ствола: VВ = 1 000 + 200А,

где А ­– годовая производительность шахты, млн.т.

Околоствольный двор включает в себя различные по своему назначению комплексы транспортных, камерных и вспомогательных выработок, обеспечивающих подъем добытой руды и пустой породы из шахты на поверхность, спуск-подъем людей, оборудования и материалов, а также работу систем водоотлива, вентиляции и энергоснабжения.

Выбирается схема околоствольного двора, и определяется его объем с учетом камерных выработок (табл. 5.4 - 5.7).

Таблица 5.4

Объемы подземных бункеров при скиповом подъеме

 

Производительность шахты, тыс. т/год	Объем бункера, м^3	Высота бункера, м
800-1000		18 - 20
		50 – 70

 

Емкость водосборника главного водоотлива рассчитывается на 4-х часовой нормальный приток. Водосборник должен состоять из двух выработок и более. При проектировании водоприток принимать в пределах 120-250 м³/час (табл. 5.2).

Таблица 5.5

Параметры и объемы насосных камер

 

Водо-приток. м^3/ч	Тип насоса	Напор, м	Число насосов	Размеры насосной камеры (в свету), (B x H x L), м	Объем камеры, м^3
	ЦНС 180-85	85-425		4,1х3,5х18.0
	ЦНС 180-500	500-900		4,1х3,5х20.0
	ЦНС ЗОО-300	300-600		5,5х4,8х22
	ЦНС ЗОО-480	480-600		5,5х4,8х24

 

Таблица 5.6

Параметры и объемы подземных электроподстанций околоствольных дворов

 

Годовая произво- дительность рудника, тыс. т/год	Размеры камеры в свету, (B x H x L), м	Объем, м^3
в свету	в проходке
30 - 70	4,8 х (3,2 + 0,7) х 17
100 - 300	4,8х(3,2+0,7) х 29
300 - 600	4,8 х (3,2 + 0,7) x 30.5
600 - 1000	4,8 x (3,2 + 0,7) x 30.5
1000 – и более	4,8 x (3,2 + 0,7) x 34

 

При скиповом подъеме и применении систем разработки с массовой отбойкой руды решается вопрос о применении подземного дробильного комплекса. Тип дробилки принимается в зависимости от годовой производительности предприятия по рудной массе (табл. 5.4).

Определяются сечения квершлагов и штреков основного и промежуточного горизонтов в зависимости от типа откаточных средств и проверяются по условию вентиляции.

Разрабатывается схема подготовки горизонта с учетом принятой системы разработки, схемы транспортирования и типа откаточных средств.

При годовой производительности менее 800-1000 тыс. т/год и глубине менее 1000-1200 м предусматривается выдача руды в вагонетках.

 

Таблица 5.7 -Область применения типов и объем дробильных комплексов

Годовая производительность рудника, млн.т	Тип дробилки и параметры приемного отверстия, мм	Расчетный объем дробильного комплекса, тыс. м^3
1,0 – 1,4	Щековая 900 х 1200	2,46
1,5 – 2,0	Щековая 1200 х 1500	6,30
1,6 – 2,0	Конусная 900 (ККД 900/160)	4,14
2,2 – 2,7	Конусная 1200(ККД 1200/150)	5,51
	Конусная 1200 (две дробилки ККД 1200/180)	11,02

 

Сечения выработок, по которым подается воздух, проверяются по допустимой скорости движения воздуха.

При применении дизельного самоходного оборудования на очистных и подготовительных работах, транспортировании руды количество воздуха рассчитывается исходя из нормативов подачи воздуха на единицу мощности:

Q_д = К_о q_н SN_о/60, м³/с, (5.1)

где К_о – коэффициент одновременности работы установок, К_о = 1,0 – при работе одной машины;

К_о = 0,9 – при работе двух машин;

К_о = 0,85 – при работе трех и более машин;

q_н – норматив подачи количества воздуха на 1 л.с., q_н = 5 м³/мин.;

SN_о – суммарная мощность двигателей, работающих в шахте, л.с. (определяется исходя из численности машин Приложение 4).

При применении оборудования с пневмо- и электроприводом количество воздуха для шахты (рудника) можно определить:

- по суточной добыче:

Q = q_в×T×z, м³/мин, (5.2)

где q_в – необходимое количество воздуха на 1 т суточной добычи, м³/мин; принимать для шахт негазовых и I категории q_в = 1,0 м³/мин; Т – суточная добыча шахты (рудника), т; z = 1,2 ¸ 1,5 – коэффициент запаса воздуха;

- по максимальному количеству горнорабочих:

Q = N×n×z, м³/мин, (5.3)

где n – максимальное число одновременно работающих в смену, чел.; N = 6 м³/мин – норма воздуха на человека.

Скорость (м/с) вентиляционной струи воздуха определяется по формуле:

< , (5.4)

где - площадь поперечного сечения выработки (ствол, квершлаг), м ;

= 0,8 - коэффициент уменьшения сечения за счет армировки (в стволе);

- допустимая по ЕПБ скорость вентиляционной струи воздуха (для стволов, по которым производится спуск и подъем людей и грузов, квершлагов, вентиляционных и откаточных штреков, наклонных съездов – 8 м/с; для стволов, служащих только для подъема и спуска грузов – 12 м/с).

Протяженность выработок находят графическим способом, используя разрезы и планы горизонтов, на которые наносят варианты вскрытия.

 

Результаты расчетов по определению объемов горно-капитальных выработок заносятся в табл. 5.8.

 

Таблица 5.8

Объем горно-капитальных выработок

 

№ пп	Тип выработки	Площадь сечения, м^2	Длина выработки, м	Число выработок	Объем выработок по вариантам, м^3
1. Стволы
1.1 Вертикальные
1.1.1	Главные
1.1.2	Вспомогательные
1.1.3	Вентиляционные
	и.т.д.
1.2. Наклонные
2. Квершлаги
2.1 Откаточные
2.1.1	Гор….
2.1.2	Гор…..
2.1.3	Гор…..
	и.т.д.
2.2 Вентиляционные
2.2.1	Гор….
2.2.2	Гор….
2.2.3	Гор….
	и.т.д.
3. Штреки
3.1 Откаточные
3.2 Вентиляционные
4. Околоствольные дворы
4.1	Гор….
4.2	Гор….
	и.т.д.
5. Капитальный рудоспуск
5.1	Капитальный рудоспуск № 1