Подготовительные и нарезные выработки

23.09.2020

К подготовительным выработкам относятся этажные штреки, орты и восстающие. В связи с применением самоходного оборудования в число подготовительных выработок входят также наклонные выработки для его передвижения по подэтажам, а при выпуске руды на подошву откаточного горизонта — погрузочные выработки.

Штреки и орты. Этажные штреки располагают как в рудном теле, так и во вмещающих породах месторождения большой мощности и реже маломощных месторождений. На выбор месторасположения этажного штрека в рудном теле большой мощности влияют: а) физические свойства руды в разных частях месторождения и вмещающих пород; б) конфигурация рудного тела у контактов с вмещающими породами; в) требования детальной разведки месторождения; г) конструктивные особенности применяемой системы разработки; д) условия доставки руды на этажный штрек из очистных забоев; е) необходимость оставления в околоштрековых целиках наименьшего количества руды.

С учетом перечисленных условий штреки проходят при большой мощности рудного тела по контакту с лежачим или висячим боками, а также между ними. Расположение штрека по контакту с лежачим боком обычно вызывается необходимостью следовать за контуром рудного тела, одновременно обеспечивая удобства выпуска руды со стороны лежачего бока и уменьшение надштрекового целика. По контакту с висячим боком штреки проводят более ред. ко, чаще всего это вызывается устойчивостью пород висячего бока при слабых породах в лежачем боку или необходимостью, вызванной конструктивными особенностями применяемой системы разработки. Штреки посередине рудного тела обычно располагают при спокойном его залегании и устойчивой руде.

Орты, проводимые в рудном теле при весьма большой мощности его, располагаются через интервалы, установленные параметрами принятой системы разработки.

При подготовке тонких жил, отрабатываемых с подрывкой боковых пород, расположение этажных штреков имеет свои особенности. Расположение штрека выбирают с учетом ряда факторов из числа указанных выше, а также влияния характера жилы (постоянство элементов залегания, геологические нарушения и др.). При неспокойном залегании жилы предпочитают вести проходку штрека таким образом, чтобы жила находилась посередине сечения штрека, так как при этом удобнее следить за ней. Для снижения расходов на крепление и поддержание штрек располагают в более устойчивых породах лежачего или висячего бока. При пологом залегании жил значительное влияние оказывают условия доставки руды

на этажный штрек с погрузкой ее в вагонетки скреперами или конвейерами, когда целесообразнее располагать штрек так, чтобы жила находилась у его кровли.

Полевые этажные штреки проходятся во вмещающих породах месторождения (чаще лежачего бока) на расстоянии, обеспечивающем устойчивость штреков при выемке руды. Расположение этажного полевого штрека зависит от следующих условий: физических свойств пород лежачего и висячего бока: наименьшей длины квершлагов, соединяющих полевой штрек с рудным телом; возможно меньших расходов на проведение и поддержание полевого штрека и соединительных квершлагов.

Расположение полевых штреков в лежачем боку имеет преимущества даже при одинаковых физических свойствах пород лежачего и висячего боков месторождения, так как при этом обеспечивается меньшая длина соединительных квершлагов до рудного тела. Эти разница в длине может быть выражена через

Преимуществом является более устойчивое положение штрека в отношении давления со стороны боковых пород. Поэтому при более устойчивых и одинаковых по физическим свойствам породах висячего и лежачего боков почти всегда предпочитают располагать полевые штреки в лежачем боку.

Условия подготовки этажа изменяются в зависимости от того, проводится ли, кроме полевой выработки, штрек по руде или же подготовка ведется только полевым штреком с квершлагами и ортами.
Подготовительные и нарезные выработки

Штреки и орты закрепляют в зависимости от устойчивости руды и пород, величины горного давления и срока их службы крепью разного типа — деревянной, бетонной, металлической или штанговой. В наиболее неблагоприятных условиях большого горного давления применяют крепь металлическую (кольцевую или арочную) и бетонную. Если необходимо только упрочнить отслаивающиеся породы в стенках и кровле выработок, прибегают к штанговой крепи в сочетании с металлической сеткой или деревянными и металлическими прогонами или без них.

Определение площади поперечного сечения этажных штреков и ортов производят исходя из назначения выработки, с учетом габаритов откаточных сосудов и величины зазоров, допустимых по условиям безопасности. Площадь поперечного сечения выработки проверяется в отношении допустимой скорости движения вентиляционной струи.

Сечения откаточных выработок изменяются в зависимости от типа транспортного оборудования, емкости, вагонеток и количества откаточных путей. При рельсовом транспорте в вагонетках емкостью 1,5—3,5 м3 сечение однопутевых выработок составляет 7—8 м2 и двухпутевых 12—13 м2, а при вагонетках емкостью 6—7 м3 (20—25 т) — соответственно 13—14 м2 и 18—22 м2.

Для самоходной транспортировки руды в самосвалах необходима следующая площадь сечения выработок: с однополосным движением не менее 20 м2 при грузоподъемности сосудов до 10—15 т и порядка 25 м2 для двадцати-, двадцатипятитонных самосвалов.

Конвейерный транспорт руды обеспечивается выработками меньшего сечения. Так, при одной конвейерной линии с шириной ленты 1220 мм необходима площадь сечения в 10—11 м2. В пунктах разгрузки на конвейер Челноковых вагонеток сечение увеличивается до 23 м2 и самосвалов — до 30 м2.

Наклонные выработки, служащие для передвижения по подэтажам самоходного оборудования, располагают во вмещающих породах и проводят в пределах высоты этажа под углом до 10—12° с прямолинейной или спиральной трассой. Наклонная выработка с прямолинейной трассой (рис. 64, а) может проводиться (в породах лежачего бока) в каждом крыле от центрально расположенного этажного квершлага или на таком расстоянии от него, чтобы соединительный квершлаг 5 наклонной выработки 4 располагался на вентиляционном горизонте на границе шахтного поля.

Возможно соединять этажные горизонты и подэтажи наклонными выработками с прямолинейными противоположно направленными трассами 6, соединяемыми квершлагами с обслуживаемыми подэтажами.

Длина наклонной выработки

где Hэ — высота этажа, м;

а — угол наклона выработки.

Суммарная длина наклонных выработок с противоположно направленными трассами

где h — высота подэтажа, м; n — число пожэтажей.

Наклонная выработка со спиральной трассой (рис. 64, б) состоит из ряда участков (витков), соединенных между собой закруглениями.

Общая протяженность выработки

где lз — длина закругления между витками трассы.

Сечение указанных выработок принимают соответственно габаритам самоходного оборудования (буровые каретки, погрузочные машины, челноковые вагонетки, и авто- электросамосвалы).

Погрузочные выработки проводят на отметке подошвы откаточного штрека для безлюкового выпуска в них руды из очистных забоев и машинной погрузки ее в транспортные сосуды. Погрузочные камеры располагают через интервалы, равные расстоянию между пунктами выпуска руды. Сечение их принимают исходя из габаритов применяемых погрузочных машин.

При выпуске руды из блока (камеры) через один пункт проводят погрузочные штреки-заезды параллельно этажному штреку, располагая их на расстоянии между стенками этих выработок, обеспечивающем сохранность последних. Длину штреков-заездов принимают исходя из условия подачи в них составов вагонеток при рельсовом транспорте или для размещения самоходной вагонетки-самосвала при безрельсовом.

В связи с большим сроком отработки этажей в весьма мощных месторождениях поддержание выработок основного горизонта вызывает значительные расходы. Условия поддержания выработок, проведенных в рудном теле, зависят от расположения по отношению к ним подошвы очистных забоев. В практике применяются в основном следующие варианты:

1. Очистные работы ведут от уровня подошвы выработок основного горизонта. При этом наиболее неблагоприятны условия

поддержания выработок, так как крепь их подвергается значительному давлению.

2. Очистные работы ведут от уровня кровли выработок основного горизонта. Выработки находятся в более благоприятных условиях, чем в первом случае, и при устойчивых, боковых породах и руде поддержание их не вызывает затруднений. Околоштрековый целик вынимается при отработке нижележащего этажа.

3. Очистные работы ведут от уровня верхней границы целика, оставленного над выработками основного горизонта. В этом варианте при достаточно устойчивой руде создаются наиболее благоприятные условия для поддержания выработок, поэтому он получил наибольшее распространение в практике и применяется при разработке месторождений любой мощности. Целик над выработками основного горизонта отрабатывают при их погашении. К недостаткам этого способа относятся необходимость проходить в целиках над выработками основного горизонта короткие рудоспуски для выдачи руды из очистных забоев и повышенные потери руды при отработке этих целиков.

Восстающие. Эти выработки служат для проветривания, доставки руды и закладочного и крепежного материалов, сообщения с очистными забоями и т. д. Из них засекают очистные забои, проводят подэтажные и слоевые выработки и бурят скважины для отбойки руды.

Восстающие бывают наклонными (согласно углу падения месторождения) и вертикальными. Вертикальные восстающие могут проводиться только в месторождениях большой мощности или имеющих вертикальное падение, в них улучшаются условия доставки руды и уменьшается износ крепи.

Восстающие располагают с учетом требований безопасности и удобства сообщения с очистными забоями; нормальных условий для проветривания забоев; благоприятных условий для доставки руды на основной горизонт, закладочного материала в выработанное пространство и необходимых материалов в очистные забои; минимальных расходов на проведение и ремонт, конструктивных особенностей принятой системы разработки. Важность тех или иных требований определяется конкретными условиями разработки месторождения, но во всех случаях первостепенное значение имеют требования безопасности и удобства сообщения с очистными работами, а также соответствие принятого расположения восстающих благоприятным условиям вентиляции.

Применяют следующее расположение восстающих в отношении рудного тела: по контакту (рис. 65, а) или между контактами (рис. 65, б) с вмещающими породами, во вмещающих породах — полевые восстающие (рис. 65, в). Проведение восстающих по контакту с вмещающими породами в наибольшей мере удовлетворяет условиям детальной разведки, так как при этом выясняются особенности залегания рудного тела. Большое распространение имеет расположение восстающих на контакте с породами лежачего бока, что обеспечивает большую устойчивость их.

Полевые восстающие располагают соответственно принятому расположению полевых штреков.

Восстающие проводят из выработок основного горизонта, причем сопряжение должно быть в нише длиной 1—2 м, но не в кровле или подошве штреков или ортов, так как последнее небезопасно для передвижения людей по вентиляционным выработкам. Поэтому выпускные люки для удобства погрузки руды в вагонетки располагают сбоку штреков и ортов, а при безлюковом выпуске руды соответствующим образом располагают погрузочные выработки.

Способы крепления восстающих зависят от устойчивости руды или пород, в которых они проводятся, от их назначения и срока службы, а также от положения по отношению к выработанному пространству восстающих, проведенных в рудном теле.

Восстающие, расположенные в междукамериых целиках (рис. 66, а), не соприкасаются непосредственно с выработанным пространством, что наиболее благоприятно в отношении крепления и поддержания их на весь период отработки камеры и целика. При некоторых системах разработки восстающие располагают в блоках и при отработке нижняя часть их погашается (рис. 66, б) или, если выработанное пространство закладывают, в закладке наращивают сруб по мере заполнения камеры закладочным материалом и продвижения вверх очистной выемки (рис. 66, в). Иногда восстающий крепят в нижней части блока, применяя распорную крепь в замагазинированной руде (рис. 66, г).

В зависимости от назначения восстающие имеют одно или несколько отделений. Восстающие с одним отделением проводят для выполнения какой-либо одной функции (сообщения с забоями, выпуска руды и т. д.). Они обычно являются вспомогательными, а не основными блоковыми восстающими. Такие восстающие проводят с креплением распорками и обшивкой досками или горбылем при крутом падении и пологом залегании жил. При этом, сплошная обшивка требуется при доставке руды, а обшивка в разбежку — когда восстающий используется для передвижения людей. В последнем случае распорная крепь может устанавливаться через интервалы в 4—5 м, допустимые для устройства лестничных полков. Восстающие с одним отделением закрепляют также срубовой крепью из круглого леса с обшивкой внутри досками (при доставке руды) или брусьями. Обшивка внутри может не потребоваться, если брусья плотно соприкасаются между собой. Если восстающие для перепуска абразивной руды, то их крепят металлическими трубами или бетонными кольцами. Металлические трубы диаметром 0,7—0,8 м и длиной 0,6—0,9 м легко соединяются между собой благодаря небольшой конусности их. Наличие проушин у узкого конца секций позволяет верхней трубе входить в нижнюю не более чем на 50 мм и легко демонтировать крепь. Наряду с этим срок службы деревянной крепи в абразивных рудах увеличивают путем ее облицовки внутри железобетонными и базальтовыми плитами или дубовыми брусьями.

Восстающие с несколькими отделениями выполняют ряд функций. Одно из отделений является ходовым и вентиляционным, а остальные служат для выпуска руды на основной горизонт и для доставки закладки в выработанное пространство и материалов в очистные забои. В зависимости от количества выдаваемых сортов руды бывает одно или два рудоспускных отделения. В некоторых случаях два рудоспускных отделения устраивают и при добыче одного сорта руды, если ведется двухкрылая отработка блоков. Для доставки крепежных материалов устраивается специальное материальное отделение (лесодоставочное) или для этой цели устраивают в ходовом отделении из досок трубы сечением примерно 0,6х0,6 м.

Восстающие с большим числом отделений применяют обычно при интенсивной выдаче из забоев двух сортов руды или при значительном расходе в очистных работах крепежных материалов. Восстающие с несколькими отделениями закрепляют деревом и реже металлической крепью — трубчатой и тюбинговой. Трубчатая крепь изготавливается из труб диаметром 45—50 мм. Отдельные ее элементы соединяют с помощью скоб и муфт. Эту крепь используют многократно. Тюбинговую крепь применяют в наиболее неблагоприятных условиях — большого горного давления и сильной изнашиваемости деревянной крепи от ударов падающих кусков руды вследствие невозможности аккумулировать руду из-за ее слеживаемости.

В зависимости от своего назначения восстающие имеют специальное оборудование. Над устьем ходового отделения устанавливается ляда. Лестничные полки в ходовом отделении устанавливают через 3—5 м. Над устьем рудоспускного отделения укладывают решетку, чаще всего устраиваемую из старых рудничных рельсов. В некоторых случаях (при абразивной руде) выпуск руды ведут по металлическим трубам диаметром 450—500 мм, установленным в рудоспускных отделениях восстающих с деревянной крепью. Для погрузки руды в рудничные вагонетки в нижней части рудоспускного отделения устраивается погрузочный люк с затвором.

Материальное отделение восстающего, предназначенное для подъема крепежных материалов, должно быть оборудовано небольшой электрической или пневматической лебедкой.

Нарезные выработки связаны с конструкцией системы разработки. В зависимости от применяемых способов доставки руды выбирается сечение нарезных выработок. В связи с широкой механизацией доставки проводят в блоках (камерах) выработки для скреперования руды или установки конвейеров. При отбойке руды глубокими скважинами появляется необходимость проходки в блоках камер для установки буровых станков.

В большом количестве проводятся нарезные выработки для подготовки днищ камер и блоков. Массив руды между основанием камер (блоков) и почвой основного откаточного горизонта называется днищем. Наиболее значителен объем нарезных работ в днищах с выпуском руды через воронки с дучками на горизонт вторичного дробления. Наименьшим объемом подготовки отличаются днища, в которых совмещены горизонты вторичного дробления и выпуска с откаточным горизонтом. В этом случае запас руды в днище наименьший.

В крутопадающих месторождениях любой мощности, а также в весьма мощных горизонтально залегающих, днища камер и блоков и горизонтальные выработки располагаются по руде. В весьма мощных месторождениях с недостаточно крутым углом падения лежачего бока днища наклонные, выработки проводятся в рудной залежи и подстилающих породах.

Различают днища со скреперным и грохотным горизонтами выпуска, а также с горизонтом выпуска, совмещенным с горизонтом откатки и комбинированным.

Отработка руды в днищах связана обычно с повышенными потерями, а поддержание проведенных в них выработок — с большими затратами из-за повышенного давления со стороны нарушенного рудного массива. По этой причине, в особенности при разработке месторождений руд высокой ценности, применяются на ряде рудников искусственные днища из замагазированной руды (рис. 67), из бетона и закладки (рис. 68), из закладки (рис. 69).


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна