Основные понятия о подземной разработке месторождений

27.12.2016

Область распространения подземного способа разработки месторождений полезных ископаемых довольно широка. Выбор этого способа зависит в первую очередь от условий залегания полезного ископаемого в земных недрах. Подземный способ применяют для разработки месторождений различных полезных ископаемых, разных по своим балансовым запасам, форме и условиям залегания, перекрытых, как правило, большей или меньшей толщей пород. Последнее во многих случаях является решающим при выборе способа разработки, тaк как необходимость выемки значительной толщи перекрывающих пород при открытой разработке снижает целесообразность или вообще исключает возможность применения этого способа.
Сложный рельеф земной поверхности и суровые климатические условия также являются факторами, определяющими иногда выбор способа подземной разработки месторождения.
Подземным способом месторождения разрабатывают на весьма различных глубинах, например россыпные месторождения — иногда на глубине всего 15—20 м. Наиболее глубокие разработки золоторудных месторождений производят на глубине 3—4 км.
В процессе разработки месторждения выделяют три стадии работ: вскрытие, подготовку и очистную выемку. Под вскрытием понимают проходку комплекса горных выработок, открывающих доступ от поверхности земли к месторождению и создающих возможность выполнения следующей стадии работ — его подготовки. Горные выработки, проходимые при вскрытии, называют вскрывающими или капитальными. В период эксплуатации по этим выработкам производят транспортировку полезного ископаемого, пустых пород, людей, оборудования, материалов, а также проветривание горных выработок и т. д. Запасы полезного ископаемого, для разработки которых пройдены все необходимые выработки вскрытия, называют вскрытыми запасами.
Стадия подготовки заключается в проведении выработок, разделяющих вскрытые запасы на участки, удобные для выемки. Соответственно подготовленными запаса-м и называют такие, для разработки которых пройдены все необходимые подготовительные выработки. В подготовленных к выемке участках месторождения, в свою очередь, проходят некоторое количество выработок, называемых нарезными, предназначенных для более эффективной выемки полезного ископаемого. Проходка этих выработок является элементом очистной добычи. Участки, в которых пройдены нарезные выработки, называют готовыми к выемке.
В пределах шахтного поля работы по вскрытию, подготовке и очистной выемке протекают не только последовательно, но и параллельно.
Для обеспечения условий нормального развития очистных работ на шахте должен иметься определенный резерв подготовленных к выемке запасов. Поэтому работы по вскрытию и подготовке в начальный период разработки месторождения производят с такой интенсивностью, чтобы количество подготовленных к выемке запасов постепенно увеличивалось. При достижении необходимого резерва он сохраняется за счет установления соответствующих темпов работ по вскрытию и подготовке.
Совокупность подготовительных и очистных выработок, определенный порядок их проведения и способ осуществления очистной выемки полезного ископаемого называют системой разработки. Таким образом, подготовка и очистная выемка полезного ископаемого взаимоувязываются понятием «система разработки».
На выбор способа вскрытия и системы разработки существенное влияние оказывают элементы залегания месторождения, среди которых отметим угол падения и мощность.
По углу падения угольные, рудные и нерудные месторождения разделяют на горизонтальные и пологие — от 0 до 25°, наклонные— от 25 до 45° и крутые — более 45°.
По мощности угольные пласты делят на четыре группы: весьма тонкие — до 0,5 м, тонкие — от 0,5 до 1,3 м, средней мощности — от 1,3 до 3,5 м и мощные — более 3,5 м. Рудные месторождения по мощности делят на весьма тонкие — до 0,8 м, тонкие — от 0,8 до 2 м, средней мощности — от 2 до 5 м, мощные — от 5 до 20 м и весьма мощные — более 20 м.
При подземной разработке месторождений, в связи со значительными размерами очистных выработок, обрушение их кровли и боков вызывает нарушение устойчивости и деформацию вышележащих породных толщ, иногда распространяющиеся вплоть до земной поверхности. В результате этого рельеф земной поверхности над разрабатываемыми месторождениями меняется, на поверхности образуются так называемые мульды сдвижения или зоны (конусы) обрушения.
При небольших глубинах разработки и слабых перекрывающих месторождение породах образование мульд сдвижения происходит в течение нескольких недель, с увеличением глубины разработки и крепости пород этот процесс затягивается на месяцы и годы. Горные выработки, пройденные в толще горных пород, подвергающихся деформациям, а также сооружения на земной поверхности, находящиеся в зонах сдвижения, разрушаются. Во избежание разрушений выработок и поверхностных сооружений отдельные участки месторождения, называемые охранными или предохранительными целиками, оставляются невыработанными. При нежелании оставлять полезное ископаемое в охранных целиках (так как извлечение его впоследствии сложно и связано с повышенными потерями) поверхностные сооружения и горные выработки располагают за пределами мульд сдвижения. Параметры мульд сдвижения и охранных целиков определяют графическим путем по углам сдвижения пород, зависящим от их свойств (рис. 170).
Основные понятия о подземной разработке месторождений