Всего на сайте:
123 тыс. 319 статей

Главная | Добыча и разработка природных ресурсов

Розкриття вертикальними стволами  Просмотрен 281

При комбінованих схемах розкриття родовище спочатку розкривають головними виробками (стволами або штольнями), пройденими з поверхні, а потім на глибині переходять на сліпі стволи. Комбіновані схеми застосовують найчастіше в таких випадках:

1.Глибина родовища настільки велика, що його неможливо розкрити однією виробкою, пройденою з денної поверхні. Максимальна глибина вертикальних шахтних стволів, пройдених з денної поверхні, не перевищує 1300-1500 м, в окремих випадках при багатоканатному підйомі може досягти 2200 м. При глибині підйому більше 1500-2000 м власна вага підйомних канатів разом з порожніми підйомними посудинами стає настільки великою, що підйом руди по ним у промислових масштабах стає економічно недоцільним.

2.Нижче рівня штольні залишається частина родовища, яку можна розкрити тільки сліпими стволами шахт.

3.Продуктивність підйому з глибиною зменшується. Щоб зберегти виробничу потужність підприємства, доводиться переходити на комбіновані схеми розкриття.

4.Інколи змінюються умови залягання рудного тіла. На певній глибині може змінитися кут падіння рудного тіла настільки, що висячий бік родовища стає лежачим боком. У таких випадках надзвичайно різко збільшується довжина квершлагів і стає доцільним перехід на розкриття родовища на нижніх горизонтах за допомогою сліпого ствола.

5.У Кривбасі комбіновані схеми застосовують з причин, не пов’язаних поки що з великою глибиною.

6.У світовій практиці найбільш розповсюдженим є розкриття з поверхні вертикальними стволами з переходом на глибині на сліпі стволи. Глибина кожного ступеня розкриття складає від 750 до 2000 м (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Комбінована схема розкриття вертикальними стволами на руднику “Консолідейтид” (ПАР)

 

Застосовують таку схему розкриття на золотоносних рудниках Індії, Бразилії, ПАР [2].

Золотоносні рудники Індії (Колар) (рис. 4.2, табл. 4.1) розробляють золотоносні кварцові жили, що мають кут падіння на поверхні біля 45 градусів, а на глибині він змінюється майже на вертикальний.

Рис. 4.2. Комбінована схема розкриття вертикальними стволами золотоносних рудників району Колар (Індія)

 

Потужність жил змінюється від 0,9 до 1,7 м. Вміст золота в руді становить 10,4 г/т. За рік одержують майже 5,8 т золота. Руда і вміщуючі породи надзвичайно тверді і крихкі. Родовище розробляється чотирма рудниками.

Розкриття всіх шахтних полів зроблено за однією схемою: вертикальними стволами з поверхні і сліпими стволами нижньої частини родовища згідно з рис. 4.3. На кожному руднику є по 4-5 вентиляційних стволів. Переріз сліпих стволів на великій глибині – еліптичний, так як вважається, що стволи еліптичного перетину краще протистоять гірському тиску.

Руду видають на поверхню в клітях, при зворотному рухові кліті використовують для спуску бетонних блоків з метою закладання виробленого простору.

Рис. 4.3. Комбінована схема розкриття вертикальним стволом з денної поверхні і сліпими похилими стволами

 

За рік спостерігається до 400-500 гірських ударів. Температура гірських порід коливається в межах 53-65 градусів. На всіх рудниках на поверхні вентиляційних стволів встановлені кондиціонери, за допомогою яких повітря, що надходить у шахти, охолоджується до температури +4,5 градуси за Цельсієм, крім того, встановлені також і підземні кондиціонери.

 

4.2. Розкриття вертикальним і похилими стволами

Золотоносні рудники ПАР. Золотоносні родовища розповсюджені на площі 34800 км2 (довжина біля 300 і ширина 112,0 км). Кут падіння покладів змінюється в межах від 5 до 30°. Потужність покладів коливається від кількох сантиметрів до трьох метрів. Промислове значення мають біля 20 жил. Вміст золота – 4-31 г/т. Крім того, в багатьох жилах є оксид урану в кількості від 0,1 до 0,6 кг/т. Руйнівне напруження на стискання руди становить 210-350 МПА.

Працює більше 30 рудників, в яких щорічно видобувають 70 млн. т гірської маси. Із неї одержують 700 т золота і 3500 т оксиду урану. Виробнича потужність рудників перебуває в межах 1-3 млн. т руди за рік. На більшості рудників розробка родовища ведеться на глибинах від 1700 до 2900 м. Лише на руднику “Вестерн Діп Левелз” гірничі роботи досягли глибини майже 4 км.

Спершу родовища розкривали похилими стволами до глибини 900-1000 м, потім проходили сліпі похилі або вертикальні стволи. Тобто застосовували комбіновані схеми розкриття похилим і сліпими похилими стволами або похилим і сліпими вертикальними стволами. В останні роки розкриття верхньої частини родовищ проводять виключно вертикальними стволами (рис. 4.3), нижня частина родовища розкрита похилими стволами.

Центрально-здвоєні стволи проходять з поверхні на глибину біля 2 км, а потім переходять на сліпі вертикальні стволи круглого поперечного перерізу діаметром біля 8 м або похилі стволи.

Температура порід на глибині 3,5 км складає 56°. Оскільки допустима температура повітря не більше 28°С, то застосовують кондиціювання повітря й охолодження технічної води. На найглибшому руднику “Вестерн Діп Левелз” капітальні витрати на створення системи охолодження повітря і води склали 30 млн.

доларів.

Вертикальна висота поверху дорівнює 67-72 м. На кожному відкотному горизонті проходять квершлаг перетином 3x3,5 м і два польових штреки перетином 2,7x2,7 м. Один із цих штреків використовується для подачі свіжого повітря, а другий – для відводу запиленого.

Вентиляційні стволи розташовують поряд з головним шахтним стволом.

Вентиляційні стволи можуть бути проведені з поверхні на більшу глибину, ніж головні. Так, на руднику “Буффельсфонтейн” пройдено вентиляційний ствол глибиною 2900 м.

Комбінована схема розкриття родовища рудника “Муфуліра” показана на рис. 4.4. Родовище розкрито головним вертикальним стволом 7 і трьома похилими сліпими стволами 3.

Рис. 4.4. Схема розкриття родовища рудника “Муфуліра”:

1 – родовище, 2 – пункт перевантаження, 3 – похилі стволи, 4 – ствол шахти № 9, 5 – ствол шахти № 8, 6 – ствол допоміжної шахти № 5,

7 – ствол шахти “Селькціон”

 

Комбіновану схему розкриття головним похилим і допоміжними вертикальними стволами було запроектовано інститутом “Кривбаспроект” для рудника ім. Кірова в Кривбасі. Похилий ствол з поверхні довжиною біля 2000 м досягає глибини 775 м. Вказаний похилий ствол був пройдений майже під прямим кутом до лінії простягання родовища.

Проектом передбачалось, що обвалена руда із очисних блоків трьох рудників: ім. Дзержинського, ім. Кірова та ім. К.Лібкнехта – буде транспортуватись до підземних капітальних рудоспусків і по них перепускатиметься до дробарно-перевантажувальних комплексів похилих конвеєрних стволів рудника ім. Кірова. Подрібнена руда завантажується на стрічкові конвеєри і видається ними в бункери рудопідготовчого комплексу (рис. 4.5).

Наведена схема розкриття похилими конвеєрними рудопідйомними стволами забезпечує концентрацію гірничих робіт за рахунок об’єднання рудопотоків кількох шахтних полів в один потужністю до 30 млн. т/рік.

Рис. 4.5. Комбінована схема розкриття рудника ім. Кірова (Кривбас):

1 – вертикальний ствол шахти ім. Артема № 2; 2 – підземні капітальні рудоспуски; 3 – підземний дробильно-перевантажувальний комплекс;

4 – похилі конвеєрні рудопідйомні стволи

 

4.3. Розкриття горизонтальних родовищ і світи крутоспадних рудних пластів

Стосовно розробки горизонтальних родовищ розглянемо два особливі випадки:

перший – родовище має відносно невеликі розміри;

другий – горизонтальне або слабопохиле родовище великих розмірів.

У першому випадку доцільно розташувати стволи за межами зони зміщення порід.

Головний ствол розташовують, як правило, по центру родовища, а вентиляційні – на його флангах.

У другому випадку горизонтальне родовище великих розмірів поділяють на шахті поля приблизно прямокутної форми. Одночасно в розробці знаходиться тільки частина шахтних полів. Інші включаються в розробку поступово.

Щоб не залишати охоронних ціликів, головний і вентиляційні стволи шахт кожної попередньої черги розробки розташовують у шахтних полях наступної черги розробки. Наприклад, стволи шахт першої черги розробки розташовують у полях шахт другої черги розробки (рис. 4.6).

Рис. 4.6. Принципова схема розкриття горизонтального родовища великих розмірів: 1..16 – шахтні поля, які поступово включають у розробку; 1, 2, 3, 4 – поля шахт першої черги розробки; 5, 6, 7, 8 – те ж, другої черги розробки

 

При розкритті світи рудних покладів місце закладання шахти вибирають у лежачому боці рудоносної зони, щоб уникнути втрат руди в охоронних ціликах.

Прикладом може бути розкриття світи рудних покладів на колишньому руднику ім. Фрунзе в Кривбасі (рис. 4.7). Нині цей рудник входить до складу рудника “Суха Балка”.

До глибини 410 м родовище розроблялось шахтою “Центральна”, розташованою в продуктивній рудній товщі. В результаті більша частина рудних запасів покладів, розташованих у лежачому боці нижче горизонту 500 м, знаходилась в охоронному цілику шахти “Центральна”. Для того, щоб можна було розробляти запаси світи пластів лежачого боку, було збудовано ствол шахти “Нова” у глибокому лежачому боці світи рудних покладів.

 

4.4. Розкриття світи горизонтальних та слабопохилих вугільних пластів

Світу горизонтальних або слабопохилих вугільних пластів з кутами падіння 10-35° розкривають вертикальними стволами, використовуючи при цьому різноманітні схеми розкриття:

- з капітальним гезенком або з капітальним штреком;

- з погоризонтними квершлагами;

- з поверховими квершлагами.

Розкриття з капітальним гезенком або штреком (рис. 4.7 і 4.8). При спільному відпрацюванні світи пластів вертикальні стволи 1 і 2 можна пройти до нижнього пласта, а потім верхній і нижній пласт з’єднати капітальним гезенком.

Рис. 4.7. Розкриття світи крутоспадних рудних покладів на руднику ім. Фрунзе (нині “Суха Балка”): 1 – ствол шахти “Центральна”, 2 – межа охоронного цілика шахти “Центральна”, 3 – межа охоронного цілика шахти “Нова”, 4 – ствол шахти “Нова”

Рис. 4.8. Розкриття вертикальним стволом з капітальним гезенком:

1 – головний ствол, 2 – вентиляційний ствол, 3 – приствольний двір,

4 – капітальний гезенк, 5 – вентиляційні шурфи, 6 – бремсберги, 7 - похил

 

На перетині стволів з нижнім пластом проходять приствольний двір. Вище розташований вугільний пласт з’єднують з приствольним двором гезенком 4.

На верхньому пласту до гезенка підходять колії, з яких можливе розвантаження вугілля в гезенк. По гезенку вугілля перепускається на нижче розташований приствольний двір.

Така схема розкриття дозволяє зосередити все видобуте вугілля для підйому з шахти на поверхню в приствольному дворі нижнього пласта, а також забезпечує значну економію витрат на проведення й експлуатацію погоризонтних квершлагів.

Світу пластів можна також з’єднати між собою на головному відкотному горизонті за допомогою капітального квершлагу (рис. 4.9).

У випадку поверхової підготовки стволи 1, 2 проходять до відмітки одного із горизонтів.

На цьому горизонті обладнують приствольний двір з різного роду камерами і проходять капітальний відкотний квершлаг 3. Паралельно цьому квершлагу проходять вентиляційний квершлаг. Названі квершлаги розділяють шахтне поле на верхню і нижню частини, які розкриваються відповідно бремсбергами і похилами, по яких вугілля з очисних вибоїв буде надходити в приствольний двір.

Рис. 4.9. Розкриття світи пластів вертикальними стволами і капітальним квершлагом: 1, 2 – головний і допоміжний шахтні стволи;

3 – капітальний квершлаг; 4 – вентиляційні шурфи; 5 – бремсберг;

 

Похил

Бремсбергом називають похилу гірничу виробку, яка не має безпосереднього виходу на денну поверхню і використовується для спуску по ній видобутих корисних копалин за допомогою транспортних засобів.

Похилом називають похилу гірничу виробку, яка не має виходу на денну поверхню і використовується для піднімання по ній видобутих корисних копалин.

Для того, щоб виробки верхніх пластів не потрапляли в зону обвалення при відпрацюванні нижніх пластів і не руйнувалися внаслідок цього, необхідно відпрацювання верхніх шарів проводити з деяким випередженням відносно виймання нижніх пластів.

Схема розкриття включає в даному випадку проведення головного 1 і допоміжного 2 шахтних стволів до головного відкотного горизонту, капітального квершлагу 3, вентиляційних шурфів 4, бремсберга 5 і похилу 6.

З метою економії витрат на проведення і підтримання виробок у процесі експлуатації капітальні бремсберги й похили можна проводити тільки по нижньому пласту, а для транспортування і перепуску вугілля з верхніх пластів проходять гезенки на кожному із поверхів.

Питання проведення гезенків або капітальних квершлагів вирішується на основі техніко-економічних розрахунків. При значних відстанях між пластами вигідніше проходити капітальні гезенки, а при невеликих – капітальні квершлаги в поєднанні з поверховими гезенками.

Розкриття з погоризонтними квершлагами (рис. 4.10). При значних розмірах шахтного поля за падінням розкриття вертикальним стволом з одним капітальним квершлагом приводить до проведення надзвичайно довгих капітальних бремсбергів і похилів. Транспортування вугілля по довгих капітальних бремсбергах і похилах, а також їх ремонт у процесі експлуатації вимагають великих витрат. У зв’язку з цим більш доцільним є поглиблення шахтних стволів і проведення квершлагів на кожному горизонті, тобто використання схеми розкриття з погоризонтними квершлагами.

Рис. 4.10. Розкриття світи пластів вертикальними стволами з погоризонтними квершлагами: 1, 2 – головний і допоміжний стволи,

3 – погоризонтні квершлаги, 4 – вентиляційні шурфи, 5 – вугільні пласти

 

При використанні такої схеми розкриття (рис. 4.10) розробка починається з верхнього 1-го горизонту. Вище квершлагу першого горизонту проходять капітальні бремсберги.

Одночасно з виїмкою запасів 1-го горизонту поглиблюють шахтні стволи. До кінця відпрацювання першого горизонту ствол повинен бути заглиблений до 2-го горизонту і так далі. Частина запасів нижче останнього горизонту може бути відпрацьована за допомогою капітальних похилів.

У зв’язку з тим, що проведення шахтних стволів з поверхні коштує дешевше, ніж їхнє поглиблення з проміжних горизонтів, то може виявитися доцільним проходження стволів з поверхні зразу на два або три горизонти.

Розкриття з поверховими квершлагами (рис. 4.11). У цьому випадку шахтні стволи 1, 2 проходять лише до одного з горизонтів, розташованого ближче до середньої глибини шару корисного покладу. На цьому горизонті проходять капітальний квершлаг 3. З нього у вугільних пластах проходять капітальні бремсберги 6 і похили 7, які з’єднують між собою поверховими квершлагами 4. Для видачі із шахти засміченого повітря використовують вентиляційні шурфи 5. З метою економії витрат приствольні двори розташовують на одному із кількох горизонтів.

Рис. 4.11. Розкриття світи пластів вертикальними стволами і поверховими квершлагами: 1, 2 – головний і допоміжний стволи,

3 – капітальний квершлаг, 4 – поверхові квершлаги, 5 – вентиляційні шурфи, 6 – бремсберг, 7 - похил

Предыдущая статья:в спеціальній виробці; 3 – в тупиковій виробці. Следующая статья:Підготовка рудних родовищ, Класифікація схем підготовки
page speed (0.0108 sec, direct)