Вскрывающие вертикальные и горизонтальные выработки. Конфигурация поперечного сечения выработок, расчет площади их поперечного сечения.

Горизонтальные выработки.

Штольня - горизонтальная или наклонная горная выработка, имеющая выход на земную поверхность и обычно предназначенная для добычи полезных ископаемых или обслуживания горных работ. Является основной вскрывающей выработкой при разработке месторождений в районах с гористым рельефом.

Штрек - подземная горная выработка пройденная в горизонтальной плоскости или с небольшим уклоном параллельно линии простирания пласта не имеющая непосредственного выхода на поверхность, служащая для проветривания и транспорта. Различают полевой (пройденный по вмещающим породам), вентиляционный, конвейерный, основной, промежуточный, откаточный, параллельный, групповой штрека.

Квершлаг - капитальная горизонтальная, реже наклонная, подземная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность и пройденная по вмещающей породе под углом (чаще всего в крест простирания, т.е. перпендикулярно) к рудному телу. Квершлаг предназначается для вскрытия полезного ископаемого, транспортирования грузов (для чего укладываются рельсовые пути, монтируются конвейеры), а также для передвижения людей, вентиляции, стока воды и т. д.

Орт - горизонтальная подземная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность и проведённая в сторону кровли или подошвы пласта полезного ископаемого или от кровли до почвы.
Орт предназначен для сбора и перемещения добытых в забоях шахты полезных ископаемых к главной транспортной магистрали.
Орты разрабатываются с применением комплексов из буровых кареток, погрузочных машин, вагонов и электровозов.

Рассечка - проходится из другой выработки под любым углом к телу полезных ископаемых, может выходить за его пределы. Длина обычно небольшая и не превышает 20-30м.

Просек - горизонтальная горная выработка в толще полезного ископаемого для проветривания шахты или соединения выработок.
Просек может использоваться для обслуживания выемочных участков при отработке пластовых месторождений (например, угольных). Обычно проводится параллельно штреку, который охраняется целиками угля (полезного ископаемого).
В случае охраны штрека бутовой полосой, используется название косовичник.
Просек, используемый для монтажа очистного оборудования, называется разрезным.

Тоннель - горизонтальное или наклонное подземное искусственное сооружение, предназначенное для транспорта, пропуска воды, размещения коммуникаций и других целей. Длина тоннеля обычно значительно превышает его поперечные размеры.
По назначению тоннели бывают нескольких видов.
Гидротехнические тоннели предназначены для перемещения больших объемов воды. К ним относят тоннели гидроэлектростанций, подводящие воду к турбинам и отводящие ее после использования; тоннели водоснабжения, подающие воду для населенных пунктов (иногда на расстояние в десятки километров); тоннели, используемые для улучшения земель (ирригационные и мелиоративные).
Транспортные тоннели предназначены для пропуска автомобильного и железнодорожного транспорта, поездов метрополитена и скоростного трамвая, специальных видов транспорта. Существуют также совмещенные тоннели для нескольких видов транспортных средств и пешеходов, судоходные тоннели и др.
Коммунальные тоннели предназначены для прокладки различных инженерных коммуникаций: электрических кабелей, кабелей связи, теплосетей, водостока, водо- и газопроводов, канализации.
Горнопромышленные тоннели обслуживают предприятия, добывающие полезные ископаемые.
К тоннелям специального назначения относят подземные автостоянки и гаражи тоннельного типа, тоннели для научных исследований (например, ускорители заряженных частиц, тоннели для аэродинамических испытаний), тоннели оборонного характера.

Вертикальные выработки.

Ствол - вертикальная капитальная горная выработка, имеющая непосредственный выход на земную поверхность и предназначенная для обслуживания подземных горных работ. Через шахтные стволы осуществляется спуск и подъем полезные ископаемые, породы, материалов, оборудования, людей и осуществляют проветривание шахты.
В зависимости от основного назначения, шахтные стволы разделяют на главные и вспомогательные. Главный ствол служит для подъёма на поверхность полезных ископаемых. Вспомогательные стволы в соответствии с их функциями подразделяются на грузо-людские — для спуска и подъёма людей (клетевые стволы), материалов, оборудования и вентиляционные — для проветривания (часто вентиляционным называют ствол, через который выдается исходящая струя воздуха; ствол для подачи свежей струи называют воздухоподающим). Часто клетевой ствол одновременно является вентиляционным.
Верхняя часть ствола, выходящая на земную поверхность, называется устьем; нижняя (ниже горизонта околоствольного двора) — зумпфом. Поперечное сечение шахтных стволов бывает круглым, иногда — прямоугольным, реже — эллиптическим. Диаметр вертикальных стволов достигает 9 м, глубина 3-3,5 км. Стенки стволов закрепляют бетоном, железобетоном и металлическими или железобетонными тюбингами; в крепких устойчивых породах — набрызг-бетоном. Армировка ствола включает обычно металлические горизонтальные элементы (расстрелы) и вертикальные элементы (проводники), обеспечивающие плавное движение скипов и клетей. Сооружают стволы с помощью буровзрывных работ, бурильных установок и стволопроходческих агрегатов.

Шурф - вертикальная (редко наклонная) горная выработка небольшой глубины (до 40 м), проходимая с земной поверхности для разведки полезных ископаемых, вентиляции, водоотлива, транспортирования материалов, спуска и подъёма людей и для других целей. Площадь поперечного сечения шурфа от 0,8—4 кв. м. Форма поперечного сечения подразделяется на круглое либо прямоугольное, редко квадратное (шурфы круглого сечения носят название дудок). Из шурфов нередко проходят горизонтальные выработки: рассечки, квершлаги, штреки.
Имеет типовые размеры в свету и чаще всего прямоугольную форму поперечного сечения. Площадь сечения шурфа в общем случае зависит от его глубины. Шурфы сечением 0,8 и 0,9 м2 проходятся на глубину до 20 м, шурфы сечением 1,3 м2 проходятся на глубину до 30 м, 3,2 м2 предусмотрено проходить на глубину до 40 м. Площадь сечения и размеры шурфа вчерне определяется в зависимости от толщины крепи. Действительная площадь сечения в проходке несколько больше. Допускается увеличение площади в 1,04-1,12 раза.

Слепой шахтный ствол - вертикальная горная выработка, не имеющая выхода на поверхность, и предназначена для транспортировки полезных ископаемых, людей, грузов с нижележащих горизонтов на более высокие, и ним осуществляют проветривание шахты.

Гезенк - подземная вертикальная или крутая наклонная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность. На некоторых шахтах гезенк называют восстающим.
Гезенк соединяет различные уровни в шахте. Гезенк используется в разных функциях:

Рудный скат. Гезенк используется для спуска полезного ископаемого на нижележащий горизонт под действием силы тяжести или при помощи механических устройств (в специальных сосудах).

Ход для спуска или подъёма к забоям. В этом случае в гезенке устанавливается лестница.

Воздуховод в вентиляционной системе шахты..

#

Определение годовой производительности рудника по горным возможностям, срок существования рудника.

Производственная мощность рудника определяется по горно-техническим условиям и техническим соображениям:

- для крутопадающих и наклонных мес-ий:

где V – среднегодовое понижение очистной выемки, м; К₁ – поправочный коэф. на угол падения; К₂ – поправочный коэф. на мощность рудного тела; S – горизонтальная площадь рудного тела; γ – плотность руды в массиве, т/м³; К_п – коэф. учитывающий потери; К_Р – коэф. разубоживания.

К_П = 1 – П; К_Р = 1 – Р

- Для простых месторождений

где h – высота этажа; Факторы влияющие на производственную мощность рудника; - величина запасов; - степень разведанности; - условия залегания; - ценность и дефицитность полезных ископаемых; - наличие вблизи рудника незагруженных мощностей по переработке руды. Главный фактор – геологическое строение. - для горизонтальных и пологих;

А= Si (n₁ d₁/S₁ + n₂ d₂/S₂ +…+ n_n d_n/S_n)

где Si – горизонтальная редкая площадь, м²;

n_n – удельный вес данной системы разработки, доли ед;

d_n – производительность очистного блока при донной системе разработки, т/год;

S_n – площадь блока, м²;

i = S₀/S – коэф. использования рудной площади;

А=Qη/t (1-p)

Q – промышленные запасы руды в месторождении, тыс.тн.

η – коэф. извлечения руды при добычи; t – срок существования рудника; р – разубоживание. t =Qη/ А (1-p)

 

#

Околоствольные дворы (выработки и камеры околоствольных дворов). Основные типы околоствольных дворов, их назначение.

Вместе пересечения ствола шахты с основным квершлагом проходит комплекс выработок, называемых околоствольным двором, для приёма и перегрузки в подъемные сосуды горной массы, перемещение материалов, сообщения, сообщения горнорабочих с поверхностью, проветривания, водоотлива и других операций, связанных с разработкой месторождений. Околоствольный двор состоит из выработок, по которым к стволу подаются груженые вагонетки и их загрузка в клеть или разгрузка в подземный бункер; выработки для сбора порожних вагонеток и откатки их в главный квершлаг. Также относится ряд камер: подземные бункера, камеры дробления, насосная станция, электрическая подстанция, депо для локомотивов, мастерские для ремонта оборудования, кладовые камеры, камеры ожидания рабочих, медпункт и др. Типы и размеры околоствольных выработок определяются следующими факторами: типом шахты (вертикальная или наклонная); формой или размером поперечного сечения ствола; способом подъёма (клети одноэтажные или двухэтажные скипы); производственной мощности шахты; типом и размером откаточных сосудов; физическими свойствами руды; количеством сортов руды. Различают: Односторонние и двусторонние околоствольные дворы в зависимости от того, имеется ли из ствола шахты выход в одну или две стороны околоствольного двора; тупиковые и кольцевые околоствольные дворы по характеру выработки, служащих для возврата порожняка. Наибольшую высоту околоствольный двор имеет в месте примыкания к стволу шахты для выгрузки из клети и погрузки длинных предметов. Тупиковые односторонние околоствольные дворы применяют на шахтах небольшой производственной мощности. При увеличении производственной мощности шахты и связанного с этим применения скипового подъёма конструкция околоствольного двора усложняется.

При большой производительной мощности шахты вскрытие месторождения производится двумя квершлагами, в связи с чем околоствольный двор изменяет свою форму и размеры. Главный откаточный квершлаг может являться продолжением околоствольному двору ил даже огибать ствол шахты таким образом, что подача груза происходит (при кольцевом околоствольном дворе) с противоположной относительно месторождения стороны. Применение на практике того или иного типа околоствольного двора, определяется производственной мощностью шахты, схемой вскрытия и местными условиями. Из выработок, примыкающих к околоствольному двору наиболее важное значение имеет подземный бункер, устройство которого обязательно при скиповом подъёме. Поступающие в околоствольный двор груженые вагонетки разгружаются в приемную воронку. Крупные глыбы руды дробятся специальным бутобоем на решетке в дозатор и из дозатора погружается в скип. После чего цикл операций повторяется.

#