Число шахтных стволов

На ряде рудников большое число рудоподъемных стволов сложилось исторически, в связи с постепенным увеличением мощности предприятия, обнаружением новых рудных тел, удаленных от имеющихся стволов, и т. п., но эти причины ниже не рассматриваются.

На большинстве рудников выдают всю руду через один ствол. Если это не может быть обеспечено одной подъемной установкой6 то в стволе нередко размещают две рудоподъемные установки, так как концентрация рудоподъема в одном стволе обеспечивает наиболее удобную схему и подземного транспорта, и компоновки промплощадки.

По правилам безопасности рудник должен иметь не менее двух шахтных стволов6 причем по одному из них поступает в выработки свежий воздух, а по другому отводится загрязненный воздух.

На единичных зарубежных рудниках, на которых по гидрогеологическим условиям строительство стволов обходится особенно дорого, принята разработка месторождения через один ствол, с отводом загрязненного воздуха по трубе, проложенной в этом стволе. Нашими правилами безопасности такое решение запрещается.

При наличии двух стволов один из них – рудоподъемный и может иметь вспомогательный подъем, другой – вентиляционный. Расположены они обычно на противоположных флангах месторождения, что обеспечивает диагональную схему проветривания, или ( реже) в центре шахтного поля. Последнее характерно для разработки пологих залежей большой площади. При этом стволы приходится располагать в зоне сдвижения пород, что требует оставления охранных целиков. Для более полного извлечения руды из месторождения стволы располагают поблизости один от другого, в одном охранном целике.

В большинстве случаев при центральном расположении рудоподъемного ствола общее число стволов бывает не менее трех, так как для осуществления диагональной схемы проветривания проходят по одному вспомогательному или вентиляционному стволу на каждом из флангов.

Однако помимо двух или трех указанных выше стволов нередко6 особенно для крупных шахт, возникает необходимость в дополнительных стволах. Число рудоподъемных стволов приходится увеличивать по следующим причинам.

1. Большая производительность подъема ( более 6-7 млн. т в год), превышающая возможности одного скипового ствола, и сложные гидрогеологические условия, исключающие проходку наклонного ствола для конвейерного подъема7 В этом случае могут потребоваться два (или более) скиповых ствола.

2. Выдача нескольких сортов руды. Один скиповой подъе выдает, как правило, не более двух сортовруды. Клетевые подъемы, используемые при наличии многосортной руды, имеют ограниченную производительность и поэтому требуют два –три рудоподъемных клетевых ствола даже на руднике среднего масштаба ( производительностью 0,7-2 млн. т в год) при значительной глубине работ.

3. Наличие двух – трех горизонтальных пластов с большими запасами руды, имеющих большую разность отметок ( более 200-300). Это типично, в частности, для Старобинского месторождения калийных солей. Соли нельзя перепускать на большую глубину, так как они слеживаются в рудоспуске. В этом случае при большой производительности шахты проходят для каждого пласта отдельных рудоподъемный скиповой ствол. ( при вскрытии обоих пластов одним скиповым стволом потребовалось бы перепускать всю руду верного пласта на глубину нескольких сотен метром.)

Дополнительные вспомогательные и вентиляционные стволы требуются в следующих случаях.

1. На крупных шахтах для спуска – подъема крупногабаритного оборудования, в основном – самоходного безрельсового оборудования, используют круглые бетонные неармированные стволы, оборудованные на дневной поверхности мостовым или реже козловым краном, либо наклонные стволы, по которым пневмоколесные машины спускаются своим ходом. На ряде рудников ( Глубокий Ачисайского комбината, проектируемый Таймырский Норильского комбината) проходят стволы диаметром 8,5 м в свету и навешивают клеть длиной 8м, вмещающую оборудование в собранном виде. Эти вертикальные стволы используются и для проветривания.

2. Проходят дополнительные вентиляционные стволы, чтобы не использовать для проветривания скиповой ствол7 Объясняется это тем, что в скиповом стволе воздух запыляется при погрузке и разгрузке скипов, а отчасти и при движении их с рудой, поэтому на силикозоопасных рудниках желательно не подавать в шахту свежий воздух через скиповой ствол. Выдавать же по этому стволу загрязненный воздух, как правило нецелесообразно, так как ствол контактирует с действующими горными выработками, от которых трудно его изолировать. Нецелесообразно подавать в шахту свежий воздух ( во избежание его загрязнения) через рудоподъемные стволы и в том случае, если подъем осуществляется конвейером или в автосамосвалах; На новых рудниках скиповой ствол обычно является нейтральным в схеме вентиляции ( точнее, выдает небольшое количество воздуха – 5-10 , - чтобы не было обмерзания в зимнее время. Это количество воздуха поступает к стволу только через неплотности в вентиляционных дверях).

3. В пользу увеличения числа стволов говорит и то обстоятельство, что нагнетание или отсос воздуха через стволы, оборудованные подъемами6 связано с большими утечками воздуха через неплотности надшахтных зданий ( 25-45%, а иногда до 60%); наибольшие значения относятся к скиповым стволам, где воздух может просасываться через бункер с отбитой рудой. Тогда как при специальных вентиляционных стволах утечка воздуха составляет лишь 4-12%. Поэтому при установке вентилятора у рудоподъемного или вспомогательного ствола требуется значительно ( на 20-40% и более) увеличить мощность вентилятора и калориферной по сравнению с использованием специального вентиляционного ствола. В связи с этим на крупных шахтах оправдывается применение вентиляционных стволов для подачи или отвода воздуха либо для того и другого. Последнее особенно характерно для шахт, работающих на приточно-вытяжной вентиляции ( которая при системах с обрушением препятствует прососу воздуха через зону обрушения), так как в этом случае вентиляторы должны быть установлены и на воздухоподающем, и на воздухоотводящем стволе. Применение специальных вентиляционных стволов обосновывается экономически по методу вариантов: учитываются6 с одной стороны, связанные с этим дополнительные затраты на горно-капитальные работы и, с другой стороны, экономия на проветривании с уменьшением производительности вентиляторов и калориферов вследствие сокращения утечки воздуха.

4. Иногда на крупных рудниках выделяют отдельных ствол для шахтостроительной организации, производящей вскрытие и подготовку новых горизонтов.

5. Спуск – подъем людей по отдельному шахтному стволу. Спуск – подъем людей по стволу в клетях во время работы скипов правилами не запрещен и практикуется на многих шахтах, опасность просыпи руды при погрузке скипов может быть полностью устранена, но обрыв скипа в указанном случае представляет серьезную опасность для людей, находящихся в это время в клети. Поэтому на ряде рудников, применяющих скиповой подъем руды, предпочитают спускать людей по отдельному стволу; одна из возможных при этом схем вскрыти показан на рис. 4. При конвейерном подъеме руды спуск – подъем людей всегда осуществляют по отдельному стволу. При большой длине шахтного поля ( более 4-6 км) проходят дополнительные вспомогательные стволы для сокращения расстояний отвозки людей.

Рис. 4. Вариант вскрытия со спаренным центральным расположением основного скипового (1) и вспомогательного клетевого (2) стволов:

3- вспомогательный ствол с подъемом для пустой породы; 4 – вентиляционный ствол

Таким образом, крупная шахта может иметь, например, 5 стволов

1) рудоподъемный скиповой или конвейерный ствол ( в центре);

2) вспомогательный клетевой ствол ( в центре);

3) ствол для спуска – подъема самоходного оборудования ( в центре);

4) вентиляционный ствол для подачи воздуха ( на одном фланге);

5) вентиляционный ствол для отвода воздуха ( на другом фланге).

Возможны и другие варианты, выбор которых определяется отчасти технико-экономическими расчетами и отчасти инженерным опытом в вопросах, не поддающихся количественной оценке (например, в части обоснования отдельного ствола для спуска – подъема людей или крупного оборудования).

Глава III