Горные выработки

Шурфы — вертикальные выработки прямоугольного сечения (размеры от 0,75х1 м до 1,5х2,0 м), как правило, с закрепленными стенками. Шурфы применяются для обнажения коренных пород и разведки на глубину в породах разной устойчивости и крепости; обычная глубина 10—30 м. Глубже 50—60 м шурфы проходятся редко. Если приток воды больше 10 м3/час, а глубина шурфа превышает 5 м (практическая высота всасывания насоса, устанавливаемого на поверхности около шурфа), необходимо спускать насос непосредственно в ствол шурфа. Насосы с производительностью более 10 м3/час имеют большие размеры, и шурф приходится расширять, превращая его в шахту, или отказываться от проходки, ввиду большой стоимости работ.

Подъем породы из шурфов глубиной до 10—15 м осуществляется обычно ручным воротком, при больших глубинах устанавливается конный ворот или механическая лебедка.

Гезенки и восстающие — вертикальные и наклонные подземные выработки прямоугольного сечения, не имеющие непосредственного выхода на поверхность. Сечение обычно 1,5х2,5 м. Гезенки и восстающие применяются:

а) для прослеживания и изучения тел полезного ископаемого по падению (гезенки) и по восстанию (восстающие);

б) для отыскания сброшенных частей пластовых и жильных месторождений (рис. 15);

в) при детальной разведке тел неправильной формы (рис. 16);

г) для быстрого развертывания разведок на выше- и нижележащих горизонтах в тех случаях, когда ввиду неясности предварительных сведений о месторождении преждевременно вскрывать эти горизонты более капитальными выработками (рис. 17).

Из гезенка на новом горизонте проводится только ограниченное количество выработок, особенно если горизонт находится ниже основного. Выдача наверх породы через гезенк обходится дорого, а усиливающийся, по мере развития горных выработок, приток воды и затруднения с вентиляцией обычно очень скоро делают невозможными дальнейшие работы. Поэтому, если выработки, пройденные из гезенка, подтвердили, что ископаемое имеется на новом горизонте и сохраняет свою ценность, целесообразно вскрыть этот горизонт капитальной выработкой — штольней или шахтой.

Шахты применяются для разведки глубоких горизонтов месторождения. Существуют две главные причины, побуждающие отказываться от проведения шурфов и переходить к разведке шахтами: а) большой приток подземных вод; б) значительная длина горизонтальных разведочных выработок, проводимых из вертикальной выработки. При этих условиях пропускная способность ствола шурфа становится недостаточной. Поскольку стоимость разведочных шахт велика, они проходятся только после того, как месторождение достаточно изучено другими, более дешевыми выработками и только в случаях, когда нет оснований опасаться прекращения промышленной минерализации на глубоких горизонтах, вскрываемых шахтой. В последнем обычно предварительно убеждаются проходкой буровых скважин.

При выборе места заложения и сечения разведочной шахты учитывается возможность ее использования при последующей эксплуатации месторождения. Эти соображения, однако, не должны наносить ущерба основной, разведочной, цели проходки шахты. Глубина разведочных шахт колеблется от нескольких десятков до нескольких сот метров. Сечения разведочных шахт меньше сечения эксплуатационных шахт и составляют от 1,75х2,5 м до 2,75х3,75 м.

Наклонные шурфы, как и гезенки, применяются для разведки крутопадающих тел. Преимущество их заключается в том, что, следуя непрерывно по телу полезного ископаемого на глубину, они дают исчерпывающие сведения об ископаемом (рис. 18). Если ископаемое мягче вмещающих пород, то проходка наклонных шурфов обходится дешевле вертикальных. Однако из-за давления на крепь нависающей стенки требуются усиленные крепления, а в случае изменения угла падения тела полезного ископаемого наклонные шурфы теряют свои преимущества перед вертикальными.

Штольни — горизонтальные выработки, выходящие одним своим концом (устьем) на поверхность, применяются для разведки месторождений в условиях сильно расчлененного рельефа. Если рельеф обнажает месторождение на большую глубину, штольнями может быть разведано несколько горизонтов (рис. 19). Обычно расстояния между горизонтами по вертикали не следует делать меньше 30—40 м.

Штольни дешевы, потому что откатка породы при проходке осуществляется почти по горизонтали, а вода удаляется из выработки самотеком, для чего штольня всегда проходится с небольшим подъемом в сторону забоя. Разведка штольнями экономически целесообразнее разведки из вертикальных выработок даже в том случае, когда длина их значительно превышает длину вертикальной выработки, вскрывающей разведуемое тело на том же горизонте.

В устойчивых породах штольни, как и другие горизонтальные выработки, не крепятся. Сечение главных горизонтальных разведочных выработок, по которым идет основной поток откатки, если они не требуют крепления, обычно равно 1,7х1,8 м до 2,0х2,0 м. Сечение коротких второстепенных горизонтальных выработок (рассечек, ортов), не требующих крепления, может сокращаться до 1,3х1,7 м.

Квершлаги — горизонтальные выработки, не имеющие непосредственного выхода на поверхность и направленные поперек (вкрест) простирания рудного тела. Квершлаги применяются: а) как соединительная выработка, пройденная от шурфа (шахты) к телу полезного ископаемого, разведываемого штреком (рис. 20); б) для обнажения на определенном горизонте свиты жил или пластов, отстоящих один от другого на некотором расстоянии (рис. 21); в) для проверочного пересечения висячего или лежачего бока месторождения, когда вблизи него можно ожидать параллельные тела; г) для отыскания сброшенной части тела, разведываемого штреком (рис. 22).

Квершлаг, пересекающий вкрест простирания мощное тело полезного ископаемого и почти не выходящий за его пределы, называется ортом или рассечкой.

Штреки — горизонтальные выработки, не имеющие непосредственного выхода на поверхность и направленные по простиранию тела полезного ископаемого. Штреки служат для разведки месторождения по простиранию.

В случаях, если проходка штрека непосредственно по полезному ископаемому сопряжена с серьезными техническими трудностями (например, при разведке корундсодержащих пород или сливных скарнированных роговиков), штрек проходится параллельно телу полезного ископаемого, вне его, среди легко проходимых вмещающих пород (так называемый полевой штрек), а ископаемое в целях изучения пересекается системой коротких квершлагов — ортов (рис. 23). В условиях разведки широкое применение полевых штреков всегда нежелательно из-за скудности материалов, доставляемых ими, и прибегать к ним следует в случае крайней необходимости.