Подземные горные выработки

По сравнению с открытыми горными выработками подземные выработки характеризуются большим разнообразием.
Среди подземных выработок, длина которых значительно больше размеров поперечного сечения, выделяют в зависимости от положения оси выработки вертикальные, горизонтальные и наклонные. Некоторые подземные выработки имеют сопоставимые размеры длины, высоты и ширины (сравнительно короткие выработки с большой площадью поперечного сечения) и называются камерами.
Помимо этого различают так называемые очистные выработки, образуемые вследствие выемки полезного ископаемого.
Вертикальные горные выработки. К вертикальным горным выработкам относятся шурфы и стволы шахт. Шурфом налипают вертикальную или (реже) наклонную подземную горную выработку, обычно малого сечения и небольшой глубины, имеющую непосредственный выход на поверхность, предназначенную для разведочных целей, обслуживания подземных горных работ или для производства взрывных работ (рис. 2).

Разведочные шурфы проходят обычно до глубины 20—40 м. Шурфы могут иметь прямоугольную, квадратную или круглую форму поперечного сечения площадью от 1 до 4 м2. C помощью шурфов вскрывают и изучают толщу коренных горных пород. При значительной глубине шурфов из них иногда проводят небольшие подземные горизонтальные горные разведочные выработки (рассечки), длина которых не превышает, как правило, 10—30 м.
На шахтах шурфы используют в качестве вспомогательных выработок, соединяющих подземные горизонтальные выработки с поверхностью, например для вентиляции, Размеры этих шурфов могут быть значительно больше указанных выше.
На карьерах шурфы при производстве взрывных работ используют для размещения в них зарядов взрывчатых веществ.
Шахтным стволом называют вертикальную или наклонную подземную горную выработку, имеющую непосредственный выход на поверхность и предназначенную для обслуживания подземных горных работ, проводимых при разведке или разработке месторождений полезных ископаемых (см. рис. 2).
Стволы разведочных шахт проходят на глубину до 100—150 м, достигающую в некоторых случаях 300—400 м и более. Форма поперечного сечения стволов шахт обычно прямоугольная, площадь от 6 до 20 м2. Эксплуатационные стволы отличаются от разведочных большими размерами и более совершенным и долговечным оборудованием, форма поперечного сечения круглая или прямоугольная.
Вертикальная подземная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность, предназначенная для обслуживания подземных работ, называется слепым стволом (см. рис. 2). Устье слепого ствола располагают не на земной поверхности, а в почве или кровле подземной выработки. При разведке месторождений полезных ископаемых слепые стволы шахт применяют сравнительно редко.
Горизонтальные горные выработки. К подземным горизонтальным выработкам относят: штольни, квершлаги, штреки, рассечки и орты. Название горизонтальные выработки — несколько условно, поскольку большинство из них проводится с небольшим наклоном, облегчающим перевозку грузов и сток воды. Горизонтальные подземные выработки имеют прямоугольную, трапециевидную или сводчатую форму поперечного сечения площадью от 1,8 до 9 м2 и более. Длина этих выработок может быть весьма различна, длина штолен и штреков измеряется иногда километрами.
Штольнями называют горизонтальные подземные выработки, имеющие непосредственный выход на поверхность (см. рис. 2) и предназначенные для обслуживания подземных разведочных или эксплуатационных работ. Штольни проводят только при гористом рельефе местности, устье выработки располагают на склоне горы.
Квершлагом называют горизонтальную подземную горную выработку, не имеющую непосредственного выхода на поверхность, проводимую по вмещающим породам вкрест простирания или под некоторым углом к простиранию пород и предназначенную для обслуживания подземных разведочных или эксплуатационных работ. Устье квершлага может располагаться в боковой стенке камерной выработки, ствола или штольни.
Штрек ом называют горизонтальную подземную горную выработку, не имеющую непосредственного выхода на поверхность, проводимую в разведочных или эксплуатационных целях по простиранию наклонно залегающему месторождению или в любом направлении при горизонтальном его залегании (см. рис. 2). В большинстве случаев штреки проводят по полезному ископаемому, однако при разработке, а иногда и разведке месторождений их могут проводить и по вмещающим породам. В последнем случае их называют полевыми.
Рассечкой называют подземную горизонтальную горную выработку, не имеющую непосредственного выхода на поверхность и проводимую в целях разведки из шурфов, штолен, штреков или восстающих вкрест простирания горных пород.
Ортом называют подземную горизонтальную горную выработку, не имеющую непосредственного выхода на поверхность и проводимую при подземной разработке месторождений вкрест простирания мощной залежи полезного ископаемого между висячим и лежачим боками или выходящую за пределы залежи до полевых штреков. Устье орта располагают в боку штрека.
Наклонные горные выработки. Промежуточное положение между вертикальными и горизонтальными выработками занимают наклонные выработки. Выделение их в самостоятельную группу обусловлено тем, что проведение этих выработок и транспортировка по ним грузов характеризуются специфическими особенностями. К наклонным выработкам в первую очередь следует отнести шурфы и стволы шахт в тех случаях, когда ось этих выработок не вертикальна.
Из наклонных подземных выработок, не имеющих непосредственного выхода на земную поверхность и используемых как при разведке, так и при разработке месторождений полезных ископаемых, рассмотрим уклоны, бремсберги и восстающие.
Уклоном называют наклонную подземную горную выработку, не имеющую непосредственного выхода на поверхность и предназначенную для подъема различных грузов при помощи механических устройств. Аналогичная выработка, предназначенная для спуска различных грузов при помощи механических устройств, называется бремсбергом.
Восстающим называют подземную вертикальную или наклонную горную выработку, проводимую по восстанию залежи (пласта) при разведке или разработке месторождений полезных ископаемых и предназначенную для изучения полезного ископаемого (разведочный восстающий) или для проветривания, передвижения людей и транспортировки грузов при разработке месторождений (см. рис. 2). Восстающие, пройденные по вмещающим породам, называют полевыми.
Камерные горные выработки являются в основном вспомогательными и предназначаются при разведке и разработке месторождений для установки машин, хранения оборудования и материалов; устройства подземных ремонтных мастерских и т. п.
Различные камерные выработки, в частности, располагают в околоствольных дворах; под околоствольным двором понимают совокупность транспортных и камерных выработок, расположенных около ствола шахты и предназначенных для обслуживания подземного хозяйства (рис. 3). Сопряжение околоствольного двора со стволом шахты оформляется в виде камеры, в которой осуществляются погрузочно-разгрузочные операции.

В систему выработок околоствольного двора входят насосная камера, в которой располагаются водоотливные установки, камера для ожидания, где горняки ожидают подъема на земную поверхность или доставки к рабочим участкам. Камеры подземной электроподстанции, электровозного депо, диспетчерской, медпункта и другие также располагаются в районе околоствольного двора. В камерных выработках устраиваются подземные склады взрывчатых материалов, устанавливаются буровые станки для бурения разведочных и взрывных скважин, лебедки и другое оборудование.
Очистные горные выработки. Выработка, предназначенная непосредственно для добывания полезного ископаемого, называется очистной. Формы и размеры этих выработок весьма различны; некоторые из них в процессе выемки полезного ископаемого приобретают конфигурацию разрабатываемой части месторождения, формы других зависят от принятого способа разработки.