Особенности вскрытия месторождений в гористой местности

Вскрытие месторождений, расположенных выше уровня долины

Применяются следующие схемы вскрытия:

1) капитальной штольней с капитальным рудоспуском и вспомогательным стволом;

2) этажными штольнями

Рассмотрим вскрытие капитальной штольней с капитальным рудоспуском и вспомогательным стволом (рис.14). Штольню проходят с уровня долины, в которой располагаются промплощадка, обогатительная фабрика и дучка к ней. Штольня служит для выдачи руды и вспомогательных целей.

Рис 14. Вскрытие штольней (1) с капитальным рудоспуском (2) и вспомогательным стволом (3); 4-квершлаги; 5- промплощадка рудника; 6-вскрывающие выработки горизонтов, расположенных ниже уровня долины

Спускают руду на штольню по капитальному рудоспуску, а людей и материалы поднимают на рабочие горизонты по вспомогательному стволу. (Этот ствол может быть слепым или проходится с поверхности, если это увеличивает его длину не более чем на 100-150 м) Для подогрева воздуха калориферную строят у устья штольни.

При очень большой разности отметок вершины рудного тела и долины (порядка 600-800 м и более) вскрывают месторождение в две очереди. В 1 очередь проходят капитальную штольню на каком-то промежуточном уровне, вскрывая месторождения на 300-600м по вертикали. Руду от штольни подают в долину автомашинами, подвесной канатной дорогой или по наклонному подъемнику. Для крупных шахт возможны и иные варианты транспорта (например, сооружение у устья штольни дробильного корпуса и проходка ступенями нескольких рудоспусков и штолен, оборудованных ленточными конвейерами, или сооружение у устья штольни цеха дробления и измельчения руды и гидравлический транспорт пульпы по трубам. Возможны и некоторые новые системы рельсового транспорта, например, система «Секама», допускающая уклон до 45˚)

При вскрытии этажными штольнями (рис.15) на каждом этаже проходят штольню, которую используют для выдачи руды и вспомогательных целей. От устьев этажных штолен руду транспортируют по поверхности в долину (где расположена обогатительная фабрика или дорога к ней) автомашинами или по наклонному подъемнику. Промплощадку рудника строят в долине, людей и материалы доставляют к устьям штолен автомашинами или наклонным подъемником.

Рис.15 Вскрытие этажными штольнями: 1-транспорт руды по поверхности; 2-долина; 3-промплощадка рудника

Воздух подают обычно без подогрева, так как построить котельные у каждой штольни и подвозить к ним уголь слишком дорого, а использование электрокалориферов нередко ограничивается по энергетическому балансу.

При вскрытии стволом промплощадку сооружают на горе около ствола, а руду транспортируют в долину, где расположена обогатительная фабрика, по поверхности автомашинами, по подвесной канатной дороге или по наклонному подъемнику.

Преимущества штольневого вскрытия, по сравнению со вскрытием стволом, состоят в следующем:

1) отсутствует подъем руды

2) не требуется строить рудоподъемный ствол, копер и машинное здание;

3) в связи с отсутствием рудоподъемного подъема не требуется подземной дробильной установки;

4) отсутствует искусственный водоотлив;

5) обеспечивается более удобная площадка для строительства и эксплуатации промышленных зданий и сооружений;

6) при вскрытии штольней с уровня долины устраняется необходимость в транспорте руды по гористой поверхности.

За счет пеиречисленных преимуществ себестоимость добычи руды снижается на 10-15%. Но если месторождение расположено далеко от долины (приблизительно в 3-5 км и более), то из-за большой длины штольни строительство затягивается и удорлжается настолько, что вскрытие штольней становится невыгодным.

Для ориентировочного выбора варианта вскрытия (стволом или штольней) можно исходить из того, что по срокам и себестоимости проходки 1 пог.м ствола эквивалентен приблизительно 5 пог.м штольни и, следовательно, варианты равноценны, если длина ствола, который потребовался бы при вскрытии стволом.

При значительно меньшем соотношении выбор очевиден в пользу штольневого вскрытия, при значительно большем – в пользу ствола. В промежуточных случаях производится экономическое сравнение по сумме приведенных затрат по позициям, указанным выше в связи с достоинствами и недостатками сравниваемых способов.

Сравнивая между собой вариант вскрытия капитальной штольней с капитальным рудоспуском и вспомогательным стволом и вариант вскрытия этажными штольнями, отметим следующие преимущества первого варианта:

1) более удобное сообщение с промплощадкой рудника – и в частности перемещения людей, и в частности доставки материалов и оборудования;

2) не требуется транспортировать руду по гористой поверхности;

3) возможен подогрев (в зимнее время) воздуха, подаваемого в рудники по штольне;

4) меньшее число штолен

Недостатки вскрытия капитальной штольней: необходимость проходки вспомогательного ствола и капитального рудоспуска; увеличение объёма горных работ по строительству рудника, так как и штольню, и ствол, и рудоспуск проходят к началу эксплуатации.

Экономическое сравнение этих вариантов возможно по приведенным затратам, включающим статьи, связанные с указанными достоинствами и недостатками.

В большинстве случаев при штольневом вскрытии наиболее эффективен вариант капитальной штольни с капитальным рудоспуском и вспомогательным стволом. И лишь на отдельных небольших рудниках в условиях теплого климата целесообразно применять этажные штольни.

Вскрытие месторождений, расположенных ниже уровня долины

В этом случае возможные следующие основные варианты вскрытия:

1) стволом, расположенным в долине (если месторождение залегает недалеко от долины);

2) стволом, пройденным с гористой поверхности в непосредственной близости к месторождению (рис.16);

3) штольней с рудоподъемным стволом, слепым (см.рис 14) или пройденным с поверхности. Последнее – если при этом длина ствола увеличивается не более чем на 100-150м

Рис.16. Вскрытие стволом в гористой местности: 1-транспорт руды по поверхности, 2-долина, 3-промплоощадка рудника

Если сравнивать указанные варианты вскрытия стволом, то первый из них (расположение ствола в долине) обеспечивает более удобное расположение промплощадки, устраняет транспорт руды по гористой поверхности, сокращает глубину проходки ствола, но увеличивает длину квершлагов и расстояние откатки руды к стволу.

Достоинства вскрытия штольней: сокращается длина квершлагов – пр сравнению с расположением рудоподъемного ствола в долине; исключается транспорт руды по гористой поверхности – по сравнению с проходкой рудоподъемного ствола с гористой поверхности.

Недостатки: возникает дополнительная подземная откатка руды по штольне; если применяется слепой ствол, то необходимы подземные камеры для подъемных машин, копровой части ствола и разгрузочных бункеров скипового подъема.

Выбор одного из указанных вариантов производится по условию (1) минимизации суммы приведенных сравнительных затрат, где учитываются капитальные затраты на строительство стволов, проходку штольни, проходку и оборудование камер слепого ствола для подъемной машины, копровой части ствола и разгрузочных бункеров, на сооружение промплощадки и годовые эксплуатационные расходы на подземный транспорт руды и транспорт руды на поверхности.

При расположении месторождения близко к долине следует выделить случаи, когда обогатительная фабрика расположена на склоне горы и руду из шахты можно подавать непосредственно на бункера фабрики. В этих случаях применяется вскрытие стволом со склона горы, руда подается непосредственно из ствола на бункера фабрики. А с уровня долины к стволу проходят вспомогательную штольню. Около нее в долине располагают бытовой комбинат, механические мастерские и другие промышленные здания рудника.

Такая схема вскрытия применена, например, на рудниках Зыряновского свинцового комбината, Лениногорском руднике Лениногорского полиметаллического комбината, Березовском руднике Иртышского полиметаллического комбината. При этом обеспечивается минимальная длина квершлагов, удобное расположение промплощадки и исключается поверхностный транспорт руды, расходы же на проходку вспомогательной штольни сравнительно невелики.