Стадии подземной разработки месторождений
При подземной разработке месторождений ПИ выделяют три основные стадии: вскрытие, подготовку и очистную выемку. Разработка, как правило, включает также процессы транспортирования руды и пустой породы, вентиляции, водоотлива и еще ряд вспомогательных процессов.
Вскрытие заключается в проведении горных выработок, открывающих доступ с поверхности к рудному телу.
Подготовкой является проведение выработок, разделяющих месторождение или его часть на выемочные единицы (блоки, панели). Выемочные единицы, в свою очередь, подготавливают к очистной выемке проведением нарезных выработок.
Очистная выемка – это технологический процесс извлечения руды из выемочной единицы и управления горным давлением в очистном пространстве.
Соответственно, вскрытыми называют запасы ПИ месторождения или его части, расположенные выше вскрывающих выработок (квершлагов или штолен).
Подготовленными называют запасы выемочных участков, в которых полностью пройдены подготовительные выработки, предусмотренные принятой системой разработки.
Готовыми к выемке называют запасы выемочных участков, в которых полностью пройдены нарезные выработки, необходимые для начала очистной выемки.
В условиях равнинной местности и крутого залегания залежи (рис. 5.1) стадия вскрытия обычно начинается с сооружения главного ствола (1). От ствола проводят горизонтальные выработки (2, 3, 4), которые разбивают все месторождение по вертикали на этажи, высотой Нэ.
Этаж – участок шахтного поля, ограниченный по восстанию откаточным и вентиляционным горизонтами, а по простиранию – границами шахтного поля.
Над стволом возводится копер (5).
Копер – центральное техническое сооружение промышленной площадки рудника над шахтным стволом, предназначенное для установки направляющих шкивов.
Рисунок 5.1
Вблизи копра, в специальном здании (6) устанавливается подъемная машина, с помощью которой по стволу перемещают подъемный сосуд, в данном случае, - клеть (7).
Клетьслужит для подъема вагонеток с ПИ и пустой породой на поверхность, спуска порожних вагонеток, спуска и подъема людей, оборудования, материалов. При большой производительности и глубине подъема применяют скиповые установки.
Кроме главного подъемного ствола проходят также в обязательном порядке вспомогательный ствол (8) и, возможно, один или несколько вентиляционных стволов. Вспомогательный ствол служит в качестве запасного выхода на поверхность и обеспечивает нормальные условия для проветривания. Как правило, этот ствол оборудуется вспомогательной подъемной установкой (9) для перемещения небольшого подъемного сосуда – бадьи (10) и имеет лестничное отделение (11).
Расстояние между главным и вспомогательным стволами зависит от способа вскрытия. Оно изменяется от нескольких десятков метров до 2÷8 км.
Как правило, запасы крутопадающих и наклонных месторождений отрабатываются в направлении сверху вниз, т. е. сначала извлекаются запасы верхнего этажа, затем нижележащего и т. д. Подготовка верхнего этажа заключается в проведении откаточного (3) и вентиляционного (2) штреков, а также, в разделении запасов этажей проведением восстающих (12) на блоки Б1, Б2 и т. д. В пределах подготавливаемого блока проводится ряд горизонтальных и вертикальных нарезных выработок: подэтажные штреки (13), дучки (14), отрезной восстающий (15).
Стадия очистной выемки состоит из нескольких производственных процессов:
1) отделение руды от массива (отбойка). Отбойка осуществляется взрыванием зарядов ВВ, которые располагаются в цилиндрических полостях (16), которые бурятся бурильными машинами из подэтажных штреков;
2) доставка руды. Взорванная руда под действием собственного веса самотеком поступает к рудоприемным воронкам (17). Выпуск руды осуществляется через люки (18) в вагонетки (19);
3) поддержание очистного пространства осуществляется, в данном случае (см. рис. 5.1), оставлением части руды в поддерживающих и изолирующих элементах – целиках (20) и потолочине (21).
После заполнения вагонеток рудой их транспортируют электровозом (22) к стволу шахты. Вагонетки, по одной – две, поднимают в клети на поверхность и на эстакаде (23) разгружают в большегрузные вагоны, в которых осуществляют транспорт руды на обогатительную фабрику. Обогащение руды на фабрике заключается в повышении содержания металла в рудной массе путем удаления из нее пустых пород.
Очистную выемку и подготовительные работы на этаже ведут одновременно в нескольких блоках. Так, блок Б1 находится в стадии очистной выемки, а блоки Б2 и Б3 – в стадии подготовки.
Одновременно с очистной выемкой в пределах верхнего этажа вскрывают и подготавливают нижний этаж. Проводятся откаточный штрек (4), восстающий (24). Погрузку горной массы при проведении выработок осуществляют погрузочной машиной (25).
В процессе разработки месторождения подземные выработки необходимо непрерывно проветривать, так как при взрывах и работе различных машин образуется много вредных газов и пыли. Вентиляция шахты осуществляется следующим образом. Свежий воздух подается по главному стволу (см. направление стрелок на рис. 5.1), а отработанный отводится на вентиляционный ствол (8), вентиляционный канал (26) вентилятора главного проветривания (27).
Подземная разработка сопряжена с большими притоками подземных вод, которые отводятся в водосборник (28). Для откачки этих вод (водоотлива) в насосной камере (29) устанавливаются насосы (30).
Контрольные вопросы
1. Перечислите стадии подземной разработки месторождений.
2. Дайте определение понятий «вскрытые», «подготовленные» и «готовые к выемке» запасы.
3. Приведите краткую характеристику стадии вскрытия месторождения подземным способом.
4. В чем заключается стадия подготовки месторождения к подземной разработке?
5. Охарактеризуйте стадию очистных работ. Основные процессы очистных работ.