Классификация горных выработок по назначению, расположению.

Вертикальные горные выработки.

Шурфом 15 (рис. 1.3) называют вертикальную (реже наклонную) неглубокую горную выработку, которая имеет непосредственный выход па земную поверхность и служит для геологоразведочных или эксплуатационных работ. Шурфы имеют сравнительно небольшой срок службы. Глубина их, как правило, не превышает 90 м.

На действующих шахтах шурфы служат для целей вентиляции (вентиляционные), спуска лесных (лесоспускные) или закладочного (закладочные) материалов. Шурфы, как правило, оборудуют лестницами, благодаря чему их можно использовать как запасные выходы для людей из шахты на поверхность.

Шахтным стволом 1, 2 называют вертикальную горную выработку, которая имеет непосредственный выход на поверхность и предназначена для обслуживания подземных работ.

Шахтные стволы имеют поперечное сечение значительных размеров и большую глубину. В отдельных случаях их глубина превышает 1000 м.

В зависимости от вида крепи шахтный ствол имеет прямоугольную или круглую (в большинстве случаев) форму поперечного сечения. В связи с тем что срок службы шахтного ствола равен, как правило, сроку службы шахты, его крепят обычно долговечной крепью (бетон, железобетон, металл). Если на шахте находятся в действии два ствола, то один ствол называют главным(по нему выдают на поверхность добытое полезное ископаемое), а второй ствол – вспомогательным. Вспомогательный ствол служит для выдачи из шахты породы, спуска материалов и оборудования, а также спуска-подъема людей. На крупных шахтах число стволов может достигать шести – восьми и более. При этом отдельные стволы выполняют узкоспециализированные функции, в соответствии с чем их называют вентиляционными, водоотливными, закладочными стволами и т. д.

Шахтные стволы в зависимости от вида подъемных установок, которыми они оборудованы, бывают скиповыми, клетевыми, скипоклетевыми.

Нижняя часть ствола, расположенная ниже почвы выработок нижнего околоствольного двора, называется зумпфом. Зумпф используется для размещения подъемного сосуда (скита или многоэтажной клетки) в момент загрузки и разгрузки, а также для собирания стекающей по стволу воды. Зумпф вспомогательного ствола имеет глубину 6-7 м, а главного ствола – 20-40 м.

Вертикальные стволы, служащие в качестве выходов на поверхность, должны быть оборудованы подъемными установками, одна из которых должна быть клетевой, и лестничными отделениями. Лестничное отделение может отсутствовать в одном из стволов, если в нем имеются две подъемные установки с независимым подводом энергии. Оба ствола должны быть оборудованы так, чтобы по каждому из них все люди могли выехать (выйти) на поверхность.

Рис.1.4. Деление протяженных горных выработок

по положению в пространстве (по проф. Килячкову А. П.)

В стволах глубиной более 500 м лестничное отделение может отсутствовать, если в обоих стволах имеется по две подъемные установки с независимым подводом энергии или каждый ствол оборудован, кроме основного подъема, аварийно-ремонтным. При наличии лестниц в обоих вертикальных стволах глубиной до 70 м подъемная установка в одном из них может отсутствовать.

Слепой шахтный ствол в отличие от шахтного ствола не имеет выхода на поверхность и предназначен для обслуживания подземных работ, прежде всего для подъема полезного ископаемого с нижних горизонтов на верхние. Может быть также использован для вентиляции, спуска-подъема людей, материалов, оборудования, породы.

Гезенком 4 называют вертикальную горную выработку, которая не имеет непосредственного выхода на поверхность и служит для спуска угля с верхнего горизонта на нижний под действием собственного веса, передвижения людей, проветривания и пр. Глубина гезенков может достигать 100 м и более.

Горизонтальные горные выработки. Почти все горизонтальные выработки имеют незначительный уклон для обеспечения стока шахтных вод и облегчения откатки груженых составов.

Тоннель – горизонтальная (реже наклонная) горная выработка, которая имеет два выхода на поверхность. Тоннели на предприятиях горнодобывающей промышленности встречаются крайне редко.

Штольня – горизонтальная горная выработка, которая имеет выход на поверхность и служит для разведки или эксплуатации месторождения. Различают откаточные, вентиляционные и водоотливные штольни. Штольни проводят по простиранию и вкрест простирания месторождения. Чаще всего штольни имеют трапециевидную или сводчатую форму поперечного сечения.

Квершлаг – протяженная горизонтальная горная выработка, которая не имеет непосредственного выхода на поверхность и проводится под углом к простиранию месторождения, чаще всего вкрест простирания. Квершлаги разделяют на откаточные и вентиляционные. Квершлаги, как и штольни, имеют трапециевидную или сводчатую (арочную) форму поперечного сечения. При проведении квершлагов по крепким и устойчивым породам они могут не крепиться.

Штрек 3 – протяженная горизонтальная выработка, которая не имеет непосредственного выхода на поверхность и проведена по простиранию месторождения при пологом, наклонном и крутом его залегании и в любом направлении при горизонтальном залегании. Штрек, проведенный целиком или частично (т. е. с подрывкой боковых пород) по пласту полезного ископаемого, называют пластовым, а проведенный по породе – полевым.

В зависимости от назначения штреки бывают откаточные 7 и вентиляционные 9. Откаточные штреки служат для транспортирования угля, подачи свежего воздуха, передвижения людей, доставки материалов и пр. Вентиляцион­ные штреки предназначены для отвода отработанной струи воздуха и вспомогательных целей (транспортирование грузов, передвижение людей).

Штреки имеют трапециевидную или сводчатую (арочную) форму поперечного сечения. Длина штреков может достигать нескольких километров.

Орт – горизонтальная выработка, которая не имеет непосредственного выхода на поверхность и проведена вкрест простирания пласта или залежи между ее висячим и лежачим боками. Форма и размеры поперечного сечения орта аналогичны штреку.

Просек 14 – вспомогательная выработка, которая не имеет непосредственного выхода на поверхность и проводится по пласту полезного ископаемого в направлении его простирания. Обычно он располагается параллельно штреку и служит для вентиляции, транспортирования полезного ископаемого, оконтуривания целиков и других целей.

Сбойка 12 – наклонная или горизонтальная выработка, которая не имеет непосредственного выхода на поверхность и проводится по полезному ископаемому или по породам. Сбойка обычно соединяет две какие-нибудь близко расположенные выработки, например штрек и просек.

Наклонные выработки.Наклонный ствол– наклонная выработка, которая имеет непосредственный выход на поверхность и служит для тех же целей, что и вертикальный ствол. Наклонные стволы проводят в большинстве случаев по полезному ископаемому. Наклон ствола к горизонту определяется углом падения пласта или залежи. Реже наклонные стволы проводят по породам (полевые).

Бремсбергом 11 называют наклонную выработку, не имеющую непосредственного выхода на земную поверхность и служащую для спуска полезного ископаемого с помощью механических транспортных средств. Бремсберги применяют только при наклонном и пологом залегании залежей. В зависимости от назначения различают бремсберги капитальные, панельные и участковые. Бремсберг может быть пластовым или полевым.

Уклон 5 – наклонная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность и служащая для подъема полезного ископаемого с помощью механических транспортных средств. В зависимости от назначения различают уклоны капитальные, панельные и участковые. Уклон может быть пластовым или полевым. Форма поперечного сечения бремсбергов и уклонов – трапециевидная или сводчатая (арочная). Как правило, параллельно бремсбергу и уклону в плоскости пласта проводят также ходки 6 и 10, которые служат для передвижения людей, проветривания и других целей.

Скатом (рис. 1.5) называют наклонную выработку, проводимую обычно по полезному ископаемому и не имеющую непосредственного выхода на поверхность. Она служит для спуска полезного ископаемого и других грузов под действием

собственного веса. Скаты проводят при разработке крутых пластов. В скатах устраивают ходовые и углеспускные отделения. К наклонным горным выработкам, не имеющим непосредственного выхода на поверхность, относятся также печи.

Печь– выработка, проводимая по полезному ископаемому без подрывки боковых пород и служащая для вентиляции, транспортирования угля, передвижения людей и т.п. Печь, проводимую для подготовки очистной выработки, называют разрезной 13. Печи, предназначенные для спуска угля, называют углеспускными, а для пропуска воздуха – вентиляционными. Печи обычно крепят деревянной или разборной металлической крепью. В отдельных случаях при выбуривании печей по крепкому углю они имеют круглую форму поперечного сечения и оставляются без крепи.

Рис.1.5. Скат:

1 –ходовое отделение; 2 –отделение для спуска угля или породы

Очистные выработки. Очистными называют выработки, проводимые по пласту или залежи и предназначенные для выемки полезного ископаемого. Очистные выработки непрерывно или периодически передвигаются в пространстве. Форма их поперечного сечения и длина зависят от мощности и угла падения разрабатываемых пластов и технологии добычи полезного ископаемого. В угольных шахтах к очистным выработкам относят лавы и камеры.

Лава 8 – очистная выработка значительной протяженности (от нескольких десятков до нескольких сот метров), один бок которой образован массивом полезного ископаемого (забоем лавы), а другой – закладочным материалом или обрушенной породой. Лава имеет выходы на транспортный и вентиляционный штреки (ходки при продвигании лавы по падению или восстанию) либо на просеки.

Забоем очистным (рис. 1.6) называют передвигающуюся в пространстве поверхность полезного ископаемого, с которой непосредственно осуществляется выемка угля (отделение угля от массива, разрушение его и погрузка на забойный конвейер).

Призабойным пространством длинной очистной выработки (лавы) (рис. 1.6) называют пространство внутри очистной выработки между забоем очистным и специальной крепью, ограждающей очистную выработку от выработанного пространства. Призабойное пространство лавы служит для размещения выемочных машин, средств доставки, забойной крепи и работающих в лаве людей, а также для движения потока шахтного воздуха. В зависимости от горно-геологических условий, принятой технологии выемки угля ширина призабойного пространства может находится в пределах от 1,5 до 4-5 м.

Рис.1.6. Элементы очистной выработки (лавы):