Технологічний і життєвий цикли

Видобувних підприємств

Розрізняють життєвий і технологічний цикли видобувних під­приємств.

Життєвий цикл – період від дня проектування підприємства до його закриття.

Технологічний цикл – період від початку використання визначеної технології до зміни її іншою. Так, для вугільної галузі характерні технологічні цикли, пов’язані з використанням широкозахватної виїмкової техніки, потім вузькозахватної із застосуванням індивідуального кріплення і цієї ж техніки зі застосуванням механізованого кріплення.

Термін служби підприємства – граничний час, рахуючи від початку експлуатації технічного об’єкта, протягом якого він функціонує з необхідною ефективністю, включаючи час роботи об’єкта за прямим призначенням, а також час простоїв через ремонти, організаційні причини і т. ін. Наприклад, при мінімальній виробничій потужності шахти (1-2 млн т на рік) термін її експлуатації має бути не менше 25-30 років.

Відомі такі етапи виробничого циклу:

1) пошук і розвідка корисних копалин (їхні визначення наведені в попередніх розділах);

2) проектування і будівництво гірничих підприємств.

Проектування – це розробка комплексної технічної документації (проекту), що містить техніко-економічні обгрунтування, розрахун­ки, креслення, макети, кошториси, пояснювальні записки й інші матеріали, необхідні для будівництва (реконструкції) гірничого підприємства.

Процес будівництва гірничого підприємства підрозділяють на декілька періодів: підготовчий (внутрішньомайданчикові й позамайданчикові роботи); перший основний (оснащення і проходка стволів); перехідний (від проходки стволів до проведення протяжних виробок); другий основний період (проведення горизонтальних і похилих виробок, будівництво шахтної поверхні, підготування до здачі підприєм­ства в експлуатацію);

3) експлуатація родовища корисних копалин або його частини.

Гірничогеологічні умови розробки

Корисних копалин

На ефективність ведення гірничих робіт впливають такі основні гірничогеологічні чинники:

1. Глибина розробки. Із збільшенням глибини розробки зростає шкідливий вплив гірського тиску; інтенсивніше виявляються пластич­ні властивості гірничих порід, збільшується їх температура на глибині 1000 м до 36-40°С; підвищується інтенсивність гірничих ударів, раптових викидів вугілля, порід, газу й ін. При поглибленні гірничих робіт на кожні 30 м для вугленосних і 45-50 м для рудоносних відкладень температура підвищується на 1°С.

2. Форма родовища. Від форм родовища залежить вико­ристовувана схема його розкриття, технологічні схеми ведення гірничих робіт, обводненість і т. ін.

3. Фізичні й механічні властивості корисної копалини. Фізичні влас­тивості породи – це специфічне її поводження під впливом певних зовнішніх фізичних полів або тіл. Фізична властивість породи оцінюється декількома показниками, що називаються параметрами і є кількісною мірою властивості. Відповідно до класифікації, що використовується у фізиці гірничих порід, основними групами фізичних властивостей, залежно від виду зовнішнього фізичного поля, вважаються: щільнісні, механічні, теплові, електричні, магнітні, хвильові, радіаційні та гідрогазодинамічні.

Механічні властивості гірничих порід характеризують зміни їх форми, розмірів і суцільності під впливом механічних наван­тажень, що виникають у результаті дії природних або штучних чинників.

4. Склад і будова порід. Гірничі породи за складом і структурою дуже різноманітні. Нараховується понад 4000 різноманітних порід, властивості яких залежать від їхнього мінералогічного складу і струк­тури. Властивості порід враховуються при виборі устаткування, типу вибухових речовин, схем розташування свердловин і шпурів. На методи висадження впливають тріщинуватість і шпаристість, грузькість, пластичність, пружні показники, межі тривкості (міцності) гірських порід.

5. Обводненість родовищ – це насиченість масиву гірських порід підземними водами, що визначає розмір очікуваного притоку води у виробки й ускладнює виконання гірничих робіт. Підземна розробка обводнених родовищ може супроводжуватися раптовими проривами води і пливунів, здійманням грунту, заваленням покрівлі; відкрита розробка – оповзами й ін. Критерієм оцінки ступеня обводненості родовища є тип родовища за обводненістю. Для кожного з виділених типів родовищ за цим чинником розроблені методи розрахунку водопритоків у виробки, інженерні заходи щодо захисту їх від води і зниженню негативного впливу підземних і поверхневих вод на умови виконання гірничих робіт.

Вміст в породах і надходження води в гірничі виробки визначається розміром коефіцієнта водоприпливу шахти – кількість води (кубічні метри), що видається із шахти водовідливними установками на 1 т видобутку корисної копалини протягом року. Для різних шахт коефіцієнт водоприпливу змінюється від десятих часток до 35 і більш.

6. Екологічні умови. При будівництві й експлуатації гірничих підприємств порушується рельєф місцевості, змінюються склад і режим поверхневих і підземних вод, забруднюється водяний і повітряний басейни і змінюється продуктивність грунтів. У результаті цього початкова (природна) екологічна система навколишнього регіо­ну зазнає значних змін. Порушуються її енергетика, природний кругообіг речовин, біохімічні й інші процеси. Ці умови враховують при комплексному вирішенні питань взаємодії гірничих підприємств із навколишнім природним середовищем і створенні раціонального функціонування природно-промислових систем різного рівня. Необхідно розробляти і практично здійснювати технічно можливі, економічно важливі й доцільні заходи, що забезпечують раціональне використання й охорону природних ресурсів із врахуванням інтересів нинішніх і майбутніх поколінь.

7. Газовиділення при розробці родовищ. При виконанні гірничих робіт відбувається виділення газів в атмосферу шахти або кар’єру. У вугільних шахтах джерелами газовиділення є: розроблювальні, суміжні підроблювальні або надроблювальні пласти вугілля і прошарки, що вміщують породи. Виділяються гази (в основному метан і вуглекислий газ) через вільну поверхню пласта і з відбитого вугілля.

В умовах шахтної розробки рудних, соляних і нафтових родовищ відбувається виділення газів, що містять вибухонебезпечні вуглеводневі компоненти (метан і його гомологи, водень, пари бензину), а також шкідливих отруйних газів (вуглекислого, сірководневого, окису вуглецю, окислів азоту). Джерела виділення вуглеводневих газів (до 2000-3000 м³/добу) – осадові породи, шкідливих і отруйних – гірниче устаткування з двигунами внутрішнього згорання, вибухові роботи.

Основні джерела газовиділення в кар’єрах: вміщуючі породи і корисні копалини, гірниче устаткування і вибухові роботи. Газовиділення з корисних копалин і вміщуючих порід пов’язано в основному з окисними процесами, особливо при розробці родовищ сульфідних руд і вугілля.

Для очищення гірничих виробок від газоподібних продуктів і пилюки, що утворюються при роботі гірничих машин, виконанні вибухових робіт та здійсненні інших виробничих процесів, від вуглекислого газу, а також для зниження температури повітря і забезпечення його нормального складу служить провітрювання.

У кар’єрах для зниження надходження шкідливих газів розкриті ділянки ізолюють від доступу окислювачів. Для цього застосовують хімічне інгібірування, інтенсифікацію виїмки ділянок, що окислюються.

Видобуток вугілля