Основные схемы простых способов вскрытия месторождений

Из простых способов вскрытия наиболее распространенным вариантом для крутых и мощных угольных месторождений яв­ляется вскрытие вертикальным шахтным стволом, расположен­ным в лежачем боку месторождения за зоной сдвижения горных пород (рисунок 65). При такой схеме вскрытия не требуется оставления охранного целика. Единственным недостатком явля­ется увеличение длины квершлагов с понижением уровня гор­ных работ.

Вскрытие вертикальным шахтным стволом, расположенным в висячем боку месторождения (рисунок 66), осуществляется лишь в тех случаях, когда по условиям рельефа или застроенности поверхности нельзя ствол расположить в лежачем боку или когда породы лежачего бока сильно обводнены или неустой­чивы.

Рисунок 65 - Схема вскрытия вертикальным шахтным стволом,

расположен­ным в лежачем боку месторождения за зоной сдвижения

горных пород ( - угол сдвижения горных пород в лежачем боку

месторождения)

Рисунок 66 - Схема вскрытия вертикальным шахтным стволом,

расположен­ным в висячем боку месторождения ( - угол сдвижения горных пород в висячем боку месторождения)

Вскрытие вертикальным шахтным стволом, пройденным по месторождению (рисунок 67), встречается крайне редко из-за необходимости оставления значительных запасов полезного ис­копаемого в целиках.

Вскрытие вертикальным шахтным стволом, пересекающим месторождение (рисунок 68), осуществляют при разработке маломощных большого простирания пологих залежей бедных руд. Необходимость оставления полезного ископаемого в охран­ном целике для предохранения ствола от разрушения не явля­ется препятствием для применения такой схемы вскрытия по двум причинам: во-первых, запасы в охранном целике незначи­тельны по сравнению с общими запасами, а во-вторых, сокращается длина квершлагов.

Рисунок 67 - Вскрытие вертикальным шахтным стволом, пройденным по месторождению

Рисунок 68 - Вскрытие вертикальным шахтным стволом, пересекающим месторождение

Вскрытие наклонным шахтным стволом, расположенным в лежачем боку месторождения за зоной сдвижения пород (рисунок 69), применяют для наклонных и пологих рудных за­лежей и мощных угольных пластов. Достоинством такой схемы вскрытия является незначительная длина квершлагов по срав­нению со вскрытием вертикальным стволом.

Следует отметить, что схема вскрытия наклонными шахтны­ми стволами, расположенными в лежачем боку, применяется и при разработке мощных крутых месторождений (рисунок 70). Основное достоинство этой схемы вскрытия заключается в воз­можности использования высокопроизводительного конвейерно­го транспорта. Основной недостаток такого варианта вскрытия - большая длина наклонных стволов.

Вскрытие месторождения штольней применяется при гористом рельефе местности (рисунок 71).

Штольни можно распола­гать как в лежачем, так и в висячем боку залежи. Большое внимание следует уделять месту заложения штольни. Так, устье штольни должно располагаться выше уровня воды в горной долине с учетом возможного разлива рек. Наземные сооруже­ния штольни не должны подвергаться оползням и лавинам. Ос­новными преимуществами вскрытия месторождений штольнями являются отсутствие расходов по подъему и водоотливу, высо­кие скорости проведения вскрывающей выработки, простота комплекса поверхностных сооружений и др.

Рисунок 69 - Вскрытие наклонным шахтным стволом, расположенным в

лежачем боку месторождения за зоной сдвижения пород

Рисунок 70 - Схема вскрытия наклонными шахтны­ми стволами,

расположенными в лежачем боку при разработке мощных крутых

месторождений

Рисунок 71 - Схема вскрытия месторождения штольней

В комбинированном способе вскрытия месторождения соче­тается несколько простых способов. Это вызвано тем, что при разработке месторождений на большой глубине или при изме­няющихся условиях залегания рудного тела в различных частях месторождения применение какого-либо одного простого спосо­ба вскрытия не может обеспечить необходимую производствен­ную мощность предприятия. Иногда комбинированный способ вскрытия применяется вы­нужденно, когда были допущены ошибки в первоначальном вы­боре способа вскрытия, например, из-за недостаточной разведанности месторождения.

Однако комбинированные способы вскрытия имеют ряд не­достатков. Прежде всего, возникает необходимость в проведе­нии и обслуживании нескольких вскрывающих выработок. Сту­пенчатый подъем приводит к многократным перегрузкам полез­ного ископаемого. Спуск и подъем людей, материалов и обору­дования при комбинированных способах вскрытия значительно усложняется. На рисунке 72 показана схема вскрытия вертикальным шахт­ным стволом с поверхности с переходом в вертикальный сле­пой ствол (ступенчатое вскрытие).

1 – вертикальный шахтный ствол; 2 – вертикальный слепой ствол

Рисунок 72 - Схема вскрытия вертикальным шахт­ным стволом с

поверхности с переходом в вертикальный сле­пой ствол

(ступенчатое вскрытие).

При такой схеме вскрытия уменьшается длина квершлагов, особенно на нижних горизонтах. Ступенчатое вскрытие позво­ляет повысить производительность подъема из-за уменьшения глубины подъемных стволов. Заметим, что при большой глубине стволов собственная масса подъемных канатов очень велика, что затрудняет работу подъема, а иногда и делает ее экономически невыгодной.

Вскрытие вертикальным шахтным стволом с поверхности с переходом в наклонный слепой ствол применяется при раз­работке глубокозалегающих месторождений, меняющих с глубиной угол падения (рисунок 73). Такая схема вскрытия поз­воляет значительно сократить длину квершлагов на нижних го­ризонтах.

1 – вертикальный шахтный ствол; 2 – наклонный слепой ствол

Рисунок 73 - Вскрытие вертикальным шахтным стволом с поверхности с переходом в наклонный слепой ствол

Вскрытие штольней с переходом на слепые вертикальные или наклонные стволы применяется в том случае, когда воз­никает необходимость в отработке части залежи, расположен­ной ниже уровня штольни (рисунок 74). Выбор вертикального или наклонного слепого ствола определяется в основном усло­виями залегания месторождения.

1 – штольня; 2 – слепой вертикальный или наклонный ствол

Рисунок 74 - Вскрытие штольней с переходом на слепые

вертикальные или наклонные стволы

При выборе способа вскрытия нескольких рудных тел число технически приемлемых вариантов возрастает, так как в этом случае возможны независимое вскрытие каждого рудного тела и совместное вскрытие общей главной выработкой (рисунок 75).

На выбор способа вскрытия оказывают влияние многие фак­торы.

Рельеф местности иногда полностью определяет схему вскрытия. Для вскрытия рудных тел, залегающих под дном океана, моря или озера, применяют наклонные стволы, которые закладывают с берега материка или острова под углом от 4-8 до 300 и более в зависимости от типа подземного обору­дования в стволе.

Рисунок 75 - Совместное вскрытие нескольких рудных тел общей

главной выработкой

Неустойчивые и обводненные вмещающие породы усложняют проходку на­клонных стволов и заставляют в этих случаях от них отказываться.

В случае высокогорных месторождений большую роль играет разница вы­сотных отметок месторождения и прилегающей долины, которая может быть использована для гравитационного транспорта руды, устройства поверхностных бремсбергов и подвесных канатных дорог.

В сейсмоопасных высокогорных районах землетрясения сопровождаются оползнями и обвалами пород со склонов гор в нижележащие части ущелий. Это часто ведет к разрушению порталов, участков туннелей и штолен длиной до 80-100 м, что требует усиленного их крепления.

Морфология месторождения в определенной степени влияет на размер шахт­ного поля и место заложения вскрывающей выработки.

Как было отмечено выше, условия залегания месторождения и топография местности часто допускают возможность применения трех-четырех и более вариантов вскрытия.

Окончательно схему вскрытия месторождения выбирают пу­тем технико-экономического сравнения всех возможных вариан­тов. При этом предпочтение отдают тому варианту, который обеспечивает наибольшую безопасность работ при минимальных капитальных и эксплуатационных затратах, отнесенных на 1 т добываемого полезного ископаемого. Следует отметить, что ва­рианты, отличающиеся на 5-10% по указанным показателям, считаются равноценными.

Поступают при этом следующим образом. Определив воз­можные варианты вскрытия, вычерчивают схемы и по черте­жам определяют длину капитальных выработок. Затем опреде­ляют капитальные затраты, включающие стоимость шахтных стволов (штолен), надшахтных зданий и сооружений, квершла­гов и т. д.

По каждому варианту определяют эксплуатационные расхо­ды на подземную откатку, подъем, водоотлив, поддержание вы­работок и др.

Упомянутые затраты и расходы определяют к полному сро­ку существования шахты. Полученные результаты сводят в таб­лицу, позволяющую делать сравнения. Некоторые схемы вскры­тия предусматривают оставление охранных целиков. В этих слу­чаях затраты и расходы относят на 1 т извлеченных запасов.

Сравнение вариантов по простому сложению капитальных и эксплуатационных расходов не всегда позволяет получить пра­вильное представление об экономичности того или другого ва­рианта, так как капитальные затраты обычно вкладываются до начала добычи руды, а эксплуатационные расходы распределя­ются равномерно в течение десятков лет до окончания срока существования шахты.

При окончательном выборе способа вскрытия учитываются также факторы, которые не всегда можно выразить количест­венно, например, надежность работы подъема и транспорта.

При вскрытии стволами необходимо исходить из требований ЕПБ о наличии в пределах шахтного поля не менее двух стволов, служащих выходами на поверхность, оборудованных механическими подъемами для подъема (спуска) людей с каждого горизонта и имеющих разное направление вентиляционных струй. Допускается использовать в качестве запасных выходов из выработок, пройденных между горизонтами и служащих для вспомогательных целей (вентиляции, водоотлива, прокладки закладочных трубопроводов и коммуникаций), восстающих, которые выходят на рабочий горизонт и оборудованы лифтовыми подъ­емниками при высоте более 50 м.

При вскрытии штольнями необходимо руководствоваться следующими поло­жениями, приведенными в таблице 14.

Таблица 14 - Минимальное число выходов в зависимости от расстояния между горизонтами и протяженности рудного тела

Ходовые восстающие и стволы, используемые в ка­честве запасных выходов, располагаются в районе рудного поля и обеспечивают выдачу людей с каждого рабочего горизонта на вышележащий горизонт или на поверхность.

Сбойки между штольнями от устья до рудного тела определяются проектам проходки штолен.

Вскрытие месторождения (или его части), расположенного под нижней вскрывающей штольней, следует производить двумя стволами, оборудованными механическими подъемами. Один ствол должен обеспечивать подъем людей с каждого горизонта на вскрывающую штольню, а второй - на поверхность. В случае затруднения проходки ствола непосредственно на поверхность второй ствол должен быть пройден до другой штольни. При этом с нижнего горизонта на горизонт штольни должен быть предусмотрен восстающий, оборудованный лиф­товым подъемником.

Вскрытие залежи горизонтального залегания штольнями необходимо предус­матривать проходкой не менее двух парных сближенных выработок со сбойкой их между собой через каждые 250-350 м или проходкой штольни и ствола, оборудованного механическим подъемом с выходом на поверхность.

Во всех случаях в ocновных выходах должна быть обеспечена разнонаправленность вентиляционных струй.

При вскрытии месторождений, разработку которых про­ектируется с применением самоходного оборудования, необходимо предусматривать:

- горно-капитальные выработки для доставки (транспорта) само­ходного оборудования с поверхности на вскрываемые горизонты: специальный грузовой (он же вентиляционный) вертикальный ствол или отделение ствола, или наклонный ствол для спуска крупногабаритно­го оборудования и длинномерных материалов, или специальный автотранспортный уклон (наклонный съезд) для движения машин с поверхности до горизонтов и между горизонтами;

- концентрационные горизонты с рельсовыми или безрельсовыми откаточными выработками (на крупных месторождениях);

- промежуточные безрельсовые горизонты для доставки (или тран­спорта) горной массы до участковых (капитальных) рудоспусков са­моходным оборудованием по безрельсовым горизонтальным и наклонным выработкам;

- безрельсовые горизонтальные и наклонные выработки;

- доставку самоходного оборудования своим ходом до забоя от вскрывающих выработок, по которым его подают на горизонт;

- возможность транспортирования и доставки технологического оборудования и материалов из поверхностных складов до забоя без перегрузки;

- возможность перевозки людей с поверхности или от указанных вскрывающих выработок до забоя самоходными машинами;

- вскрытие нижележащих горизонтов (по отношению к основному откаточному концентрационному) или отдельных рудных тел наклонными автотранспортными съездами;

- пункты перегрузки горной массы из самоходного (безрельсово­го) транспорта в рельсовый при доработке запасов на концентрационных горизонтах.

Шаг вскрытия месторождения определяется из расчета, что капитальные вложения в строительство горного предприятия с продолжительным сроком существования рудника должны обеспечивать его работу с проектной производительностью в течение 8-12 лет, но не менее времени, необходимого для проектирования и проходки вскрывающих выработок, обеспечивающих восполнение выбывающих мощностей.

При проектировании учитывать тенденцию увеличения высоты этажа на основе результатов технико-экономического срав­нения вариантов горно-капитальных, горно-подготовительных и очист­ных работ в зависимости от угла падения рудного тела и других факторов, при этом следует учитывать возможность снижения произ­водительности труда с увеличением высоты этажа в связи с услож­нением доставки людей, материалов и оборудования в очистные забои.

При высоте этажа свыше 50 м предусматривать один лифтовой подъемник на группу блоков общей протяженностью до 300 м. На таком расстоянии друг от друга следует проходить вос­стающие, оборудованные лебедками для подъема на подэтажи материа­лов и оборудования.

Подготовка шахтного поля к очистной выемке заключается в разделении его на этажи выработками основного горизонта - откаточными штреками и ортами, а также в разделении этажа на выемочные участки - блоки с помощью восстающих выра­боток.

Подготовительные выработки служат для передвижения лю­дей, транспортирования горной массы, доставки оборудования и материалов, проветривания и других целей.

При пологом залегании месторождения шахтное поле де­лится подготовительными выработками - главными и панель­ными штреками - на панели и столбы.

Подготовительные выработкипериодически или непрерывно воспроизво­дятся по мере движения фронта очистных работ. К ним относятся откаточные штреки и орты на основных горизонтах; штреки и орты горизонта доставки (скреперования, грохочения); вентиляционные штреки, обслужива­ющие только одну очистную камеру или панель; рудоспуски между откаточным горизонтом и горизонтом доставки (скреперования, грохочения); все блоковые восстающие (за исключением разрезных, отрезных и т. д.), уклоны (материальные восстающие для доставки оборудования в пределах блока, камеры или па­нели).

В соответствии с «Нормами технологического проектирования рудников цветной металлургии с подземным способом разработки ВНТП 37-86» к горно-подготовительным выработкам на Малеевском руднике отнесены: откаточные орты, доставочные, скреперные, вентиляционные, закладочные штреки, вентиляционно-ходовые восстающие, блоковые рудоспуски и породоспуски, блоковые наклонные съезды. К нарезным выработкам отнесены: доставочные, буровые, буро-доставочные орты, погрузочные заезды, сбойки со слоевыми выработками, отрезные восстающие.

Горизонт - совокупность выработок, расположенных на одном уровне и предназначенных для осуществления в процессе выемки полезного ископае­мого определенных операций, необходимых для ведения горных работ.

Этажные горизонты разделяются по своему назначению: на основные, кон­центрационные, промежуточные, рудоподъемные и вспомогательные.

Основной горизонт - транспортный горизонт, по которому руда транспор­тируется к шахтному стволу.

Основной горизонт, на который перепускают руду с 3-4 этажей, принято называть концентрационным горизонтом, чем подчеркивается возможность наи­более эффективной механизации транспорта в связи с высокой его концентрацией и длительным сроком службы горизонта - 8-10 лет и более. Но не только этим определением характеризуется концентрационный горизонт.

Вскрытие и подготовка концентрационными горизонтами, когда отработка ведется одновременно на 3-4 и более этажах с перепуском руды по специальным восстающим выработкам (рудоспускам) на концентрационные горизонты, позво­ляет сосредоточить на них все вспомогательные службы и их соответствующие устройства, оборудование и механизмы. Промежуточные горизонты имеют весьма простую схему подготовки и незначительное число, и объем камер, небольшую протяженность подготовительных выработок. Наличие концентрационного го­ризонта резко сокращает число эксплуатируемого оборудования и механизмов подземного транспорта, пунктов механического дробления и перегрузки руды и ряда вспомогательных служб (водоотлива, подземного ремонтного и складского хозяйства, диспетчерской, медицинской, противопожарной и механической служб), обслуживающего их персонала.

Промежуточный горизонт - горизонт, предназначенный для подготовки этажа, проветривания блоков, транспортировки по нему материалов, оборудо­вания, передвижения людей, по которому доставляют руду до рудоспусков, расположенных в районе рудного тела, и перепускают ее на основной или кон­центрационный горизонт.

Рудоподъемный горизонт - это горизонт стыковки ступеней подъема.

Вспомогательный горизонт - это горизонт вторичного дробления, грохо­чения, скреперования, выпуска, подсечки и т. п.

Подготовкой шахтного поля называют разделение его на этажи проведением откаточных штреков и ортов, а также разделение этажа на блоки проведением восстающих.

Блоком называется выемочный участок в пределах этажа, для отработки которого применена в полном комплекте та или иная система разработки. Блок характеризуется параметрами: длиной (по простиранию или вкрест простира­ния), м; высотой, м; запасами, тыс. т, и объемом добычи, т/сутки или тыс. т/месяц; при разработке мощных месторождений - шириной, м, и направлением длинной стороны (по простиранию или вкрест простирания).

Пологие и крутопадающие месторождения большой горизонтальной мощности делятся на панели. При разработке крутопадающих месторождений большой горизонтальной мощности (200-600 м) панелью называется часть шахтного поля шириной, рав­ной размеру блока по простиранию, и длиной, равной горизонтальной мощности залежи.

Высота этажа связана с его вскрытием и подготовкой, которая может быть выполнена простым и комбинированными способами - транспортными съездами и ярусным способом.

При простом способе подготовка блока начинается с откаточного горизонта. Такая схема подготовки более длительна по времени, так как до начала раз­работки этажа необходимо вскрыть, сдренировать и подготовить на 70-80% откаточный горизонт; пройти в трех-пяти блоках несколько этажных восстающих; разрезать из восстающих блоковые орты или штреки, пройти приемные выра­ботки и вентиляционные сбойки.

Принятый способ подготовки, расположение и размеры подготовительных вы­работок должны обеспечивать: безопасное производство очист­ных работ; нормальное проветривание очистных забоев; свое­временную подготовку этажей и блоков для сохранения посто­янного резерва подготовленных и готовых к выемке запасов руды с определенным средним содержанием полезных компо­нентов; удобные и безопасные условия передвижения людей, доставки материалов и оборудования по выработкам; мини­мальные потери руды в целиках, предохраняющих подготови­тельные выработки; производительные способы доставки руды, погрузки и откатки; минимальные расходы на поддержание вы­работок и ремонт крепи.

Схема подготовки должна охватывать всю сеть выработок в плане (по прости­ранию и вкрест простирания рудного тела) и по вертикали и учитывать эффектив­ность работы рудничного транспорта (тупиковая, кольцевая схема подготовки). Схема подготовки должна отражать схемы осушения и гравитационные потоки руды (в пределах рудного тела, в лежачем или висячем боках).

Подготовка должна обеспечивать на весь срок отработки нормальную экс­плуатацию выемочных участков.

Классификация способов и схем подготовки:

I. Традиционная технология разработки

А. Крутопадающие и наклонные месторождения

1. Подготовка этажными штреками и ортами:

а) по тупиковой схеме;

б) по кольцевой схеме.

2. подготовка этажными ортами и штреками:

а) по тупиковой схеме;

б) по кольцевой схеме.

3. Безортовая подготовка.

4. Подготовка с заглубленным расположением откаточного горизонта (ниже этажа).

Б. Пологие и горизонтальные месторождения

1. Панельная подготовка - главными и панельными штреками.

2. Беспанельная подготовка - главными откаточными и выемочными штреками.

II. Разработка месторождений в сложных гидро­геологических условиях

1. Подготовка одним горизонтом;

2. Подготовка двумя горизонтами:

- верхний дренажный горизонт с дренажными выработками и сквозными фильтрами;

- рабочий горизонт с веером водопонижающих скважин в верхнюю часть месторождения.

3. Подготовка тремя горизонтами:

- верхний дренажный горизонт с дренажными выработками и сквозными фильтрами;

- рабочий горизонт с веером водопонижающих скважин в верхнюю часть место­рождения;

- нижний дренажный (2-й рабочий) горизонт с дренажными выработками (подготовительными).

III. Разработка месторождений методом выще­лачивания

1. Подготовка вертикальными и наклонными нагнетательными и разгрузоч­ными скважинами, заложенными с поверхности:

а) по линейной схеме;

б) по кольцевой (ячеистой) схеме.

2. Подготовка горными выработками с предварительным рыхлением рудных блоков взрывами и орошение отбитой руды из подземных выработок.

3. Подготовка горными выработками без предварительного рыхления руд­ных блоков с нагнетанием выщелачиваемых растворов в трещиноватый массив под давлением.

4. Комбинированная подготовка дренажными горными выработками и нагне­тательными скважинами, заложенными с поверхности.

Схема подготовки месторождений при применении са­моходного оборудования должна предусматривать:

- безрельсовые транспортные и доставочные штреки и другие, горизонтальные и наклонные выработки на промежуточных этажах (или подэтажах) с транспортированием (доставкой) горной массы и материалов самоходным оборудованием;

- конструкцию систем разработки, обеспечивающую свободное перемещение самоходных машин из одних рабочих мест в другие, на­ходящиеся на одном и разных уровнях в одном или нескольких смеж­ных блоках; оптимальное расстояние доставки горной массы и др.;

- доставку в очистные и подготовительные забои и на другие рабочие места трудящихся и материалов самоходными машинами;

- возможность подготовки запасов к разработке отдельными участками шахтного поля, вскрытыми автотранспортными уклонами.

Для характеристики объема подготовительных работ поль­зуются показателем - удельный объем подготовительных работ, который выражает процентное отношение объема подготовительных выработок к объему руды в этаже или блоке. В зависимости от системы разработки и характера месторождения удельный объем подготовительных работ изме­няется от 2 до 15%, иногда достигает 25%. Нередко удельный объем подготовки определяют как отношение объема добычи руды из подготовительных выработок к извлекаемым запасам блока. Однако этот показатель не отражает объема полевой подготовки. Объем подготовительных работ характеризуется также чис­лом погонных метров подготовительных выработок, приходя­щихся на 1000 т готовых к выемке запасов руды.

Коэффициент подготовки и нарезки камеры, показывающий общую длину подготовительно-нарезных выработок приходящуюся на 1000 т подготовленных к очистной выемке запасов руды:

, п.м./1000 т подготовленных запасов к очистной выемке,

где - суммарная длина подготовительно-нарезных выработок, п.м.;

- подготовленные к очистной выемке запасы руды, т.

Удельный объем подготовительно-нарезных работ, приходящийся на 1000 т запасов руды:

, м3 /1000 т подготовленных запасов к очистной выемке,

где - суммарный объем подготовительно-нарезных выработок, м3.

Наибольшее влияние на способ подготовки оказывают мощность, угол па­дения залежи и механические свойства пород и руд. При маломощном крутопадающем рудном теле горизонт может быть подго­товлен одним откаточным штреком, а при большей мощности по условиям транспорта и вентиляции необходимо проходить два, а то и три откаточных штрека.

На подготовку месторождений, залегающих в сложных гидрогеологических условиях, большое влияние оказывают принятые схемы осушения шахтных полей.

Физико-механические свойства руды предопределяют выбор рудной или полевой подготовки. При крепких и устойчивых рудах, как правило, приме­няется рудная подготовка. Неустойчивая руда требует полевую или штрековую комбинированную (рудная и полевая) подготовку, при которой создаются луч­шие условия для работы транспорта и вентиляции рудника.

При полевой подготовке крутопадающих месторождений выработки заклады­ваются в породах лежачего и висячего боков, при пологопадающих - в почве рудных пластов.

Подготовка всегда должна учитывать технологию разработки, применяемое оборудование и его постоянное обновление. Например, применение погрузочно-доставочных самоходных машин позволяет грузить руду с подошвы выпускных выработок или непосредственно из очистных камер и доставлять ее к рудоспу­скам, а когда руда погрузчиком или экскаватором погружается в самосвалы, то и непосредственно на поверхность. Все это требует взаимоувязки вскрытия, подготовки, нарезки, очистной выемки и осушения.

При геотехнических способах разработки (выщелачивание, выжигание и др.) на схему подготовки основное влияние оказывают глубина залегания полезного ископаемого, форма рудного тела и физико-механические свойства руды (трещиноватость, пористость, крепость, минеральный состав и раствори­мость минералов в кислотах), а также физико-механические свойства вмещающих горных пород.

Системы разработок определяют способ и схему подготовки всего шахтного поля, число и тип потребных выработок подготовки.

В тонких и весьма тонких жильных телах на основном го­ризонте проводят один рудный штрек, располагая его таким образом, чтобы была удобной загрузка руды в вагонетки. Если руда поступает через люки, то последние должны на­ходиться в одном из верхних углов откаточной выработки (рисунок 73 а). При невыдержанном залегании и непостоянной мощности жилы, наличии сбросов предпочтение отдают схеме, показанной на рисунке 73 б, позволяющей лучше следовать за жи­лой. Смещение штрека в сторону висячего или лежачего боков определяется устойчивостью вмещающих пород. При длитель­ном сроке существования штрека его располагают в более креп­ких породах.

На мощных и весьма мощных месторождениях применяют штрековую или ортовую схему подготовки.

В первом случае выработки от­каточного горизонта состоят из од­ного или нескольких рудных или полевых штреков. Во втором слу­чае погрузка руды осуществляется в ортах, соединенных рудными или полевыми штреками.

а б

Рисунок 73 - Расположение откаточных штреков в тонких жилах

Подго­товка одним рудным или полевым штреком применяется при мощности рудного тела до 10-20 м. В более мощных залежах проводят несколько руд­ных штреков или один полевой со специальными доставочными выработками - ортами скреперования. Одного откаточного штрека бывает достаточно и для весьма мощного рудного тела, если руда к нему поступает с подэтажей по рудо­спускам. В последнем случае на подэтажах должна быть орга­низована механизированная доставка руды к рудоспускам.

Ортовая подготовка бывает тупиковой (рисунок 74) или кольцевой (рисунок 75).

1 – двухпутный штрек; 2 – орт

Рисунок 74 - Тупиковая ортовая подготовка откаточного

горизонта

1 – двухпутный штрек; 2 – орт; 3 – однопутный штрек

Рисунок 75 - Кольцевая ортовая подготовка откаточного

горизонта

В первом случае из двухпутного (руд­ного или полевого) откаточного штрека проводят орты-за­езды.При кольцевой схеме орты проводят между однопутным рудным или полевым штреком и двухпутным полевым штреком. Наличие двух штреков обеспечивает хорошие усло­вия для транспорта и проветривания основного горизонта.

В неустойчивых породах длительное сохранение двухпутных откаточных штреков, имеющих площадь поперечного сечения до 20 м² и находящихся в зоне влияния горных работ, стано­вится затруднительным. Поэтому двухпутные штреки проводят на значительном расстоянии от рудного тела, а с целью сокра­щения длины ортов-заездов вблизи рудного тела проводят одно­путный вспомогательный штрек (рисунок 76).В породах ви­сячего бока проводят однопутный откаточный штрек. Штреки лежачего бока сбиваются между собой квершлагами.

1 – квершлаг; 2 – однопутный вспомогательный; 3 – двухпутный откаточный штрек; 4 – орты

Рисунок 76 - Тупиковая ортовая подготовка откаточного горизонта в неустойчивых породах

При большом горном давлении производят заглубление от­каточного горизонта по вертикали на 60-120 м ниже отраба­тываемого этажа. При этом руда из очистных блоков на отка­точный горизонт доставляется по системе рудоспусков. Такое расположение выработок основного горизонта позволяет со­кратить затраты на их крепление, уменьшить их протяженность, увеличить площадь поперечного сечения при использовании мощных электровозов. Аккумулирование руды в рудоспусках обеспечивает ритмичную работу шахтного транспорта и подъема.

Выбор между полевой и рудной подготовкой зависит от следующих факторов: мощности рудного тела, направления очистной выемки, способа проветривания (центральное или фланговое) и др. В мощных и весьма мощных рудных телах чаще применяют полевую подготовку.

Полевая подготовка имеет ряд достоинств: незначительные расходы на ремонт крепи; сокращаются потери руды в между­этажных целиках. Отработку целиков можно начинать после окончания выемки блока без нарушения схемы вентиляции; удобнее и проще общая схема вентиляции. В отдельных слу­чаях, например при фланговом проветривании и отступающей выемке, штрек вышележащего этажа может быть сохранен для вентиляции, если он проведен на значительном расстоянии от рудного тела. В рудных телах небольшой мощности, имеющих извилистые контуры, рудный штрек неприемлем для электро­возной откатки.

Основной недостаток полевой подготовки - большие перво­начальные затраты на подготовительные работы вследствие не­обходимости проводить квершлаги до рудного тела. В отличие от рудного штрека проведение полевого частично не окупается попутно добытой рудой. В отдельных случаях ухудшается дре­наж и усложняется попутная разведка месторождения.

Выбор между полевой и рудной подготовкой часто связан с выбором схемы проветривания и направления выемки.

В особую группу выделяют нарезные выработки, проводи­мые в пределах блоков, панелей и столбов непосредственно для очистной выемки.

К нарезным выработкам относятся:

- подэтажные и слоевые горизонтальные выработки, разделяющие блок на отдельные выемочные подэтажи или слои;

- выработки горизонта скреперования - штреки или орты, служащие для скреперной доставки отбитой руды до выработок основного горизонта, а также для вторичного дроб­ления руды;

- выработки горизонта грохочения - камеры, штреки, орты, служащие для вторичного дробления отбитой руды и перепуска ее на основной горизонт;

- выработки горизонта подсечки, служащие для отделения добываемого массива руды от днища блока;

- отрезные восстающие и щели, горизонтальные и вертикальные ходки, вентиляционные сбойки и ряд других выработок, рассмотрение которых вследствие их тесной связи с очистной выемкой возможно только при изучении от­дельных систем разработки.

Технико-экономическое сравнение вариантов подготовки.

Метод вариантов применяется в случаях, когда можно применить несколько способов подготовки. По каждому варианту определяется сумма затрат на 1 т добычи, зависящих от рассматриваемого способа.

В суммарные затраты входят стоимости проведения выработок, поддержания выработок, подземной откатки, вентиляции подземных работ, осушения месторож­дения, возврата затрат на проведение штреков или ортов в рудном теле от реали­зации добытой руды.