Горные выработки

Лекция №2 Горные выработки. 1. Классификация горных выработок 2. Виды подземных горных выработок 3. Наземные горные выработки. Описание карьера. 1.Горные выработки – полости в толще полезных ископаемых и пустых пород, образующиеся в результате ведения горных работ. Подземные горные выработки могут быть классифицированы: По общему назначению: • разведочные – служащие для поиска и разведки полезных ископаемых; • эксплуатационные – служащие для разработки месторождений полезных ископаемых. По основному функциональному назначению эксплуатационные выработки разделяют на служащие для: транспорта полезного ископаемого (конвейерные или откаточные); транспорта вспомогательных грузов (материалы, оборудование, люди); подачи свежего и выдачи исходящего воздуха (соответственно воздухоподающие и вентиляционные); удаления воды (дренажные); отвода метановоздушной смеси (газодренажные). По положению в пространстве: вертикальные, горизонтальные, наклонные. Все подземные горные выработки классифицируют на выработки имеющие или не имеющие непосредственный выход на дневную поверхность. Один из видов классификации показан на рисунке 1. В его основу заложен еще один классификационный признак – тип выработки. Рисунок 1 – Виды подземных горных выработок 1.Виды подземных горных выработок. Протяженные выработки: Ствол — вертикальная или наклонная горная выработка, имеющая непосредственный выход на дневную поверхность и предназначенная для: выдачи полезного ископаемого из шахты – главный ствол (скиповой или конвейерный). спуска-подъёма людей, выдачи пустой породы, доставки материалов и оборудования – вспомогательный ствол (клетьевой, грузовой или людской); подачи свежего воздуха в шахту – воздухоподающий ствол; отвода исходящей струи воздуха из шахты – вентиляционный ствол. Штольня – горизонтальная или наклонная горная выработка, проводимая в условиях гористой местности, имеющая непосредственный выход на дневную поверхность, расположенная в крест или вдоль линии простирания полезного ископаемого и предназначенная для различных целей. Шурф – вертикальная или наклонная подземная горная выработка, имеющая непосредственный выход на дневную поверхность, проведённая в пределах наносов с поверхности земли и предназначенная для: спуска-подъёма людей и грузов, выдачи исходящей струи воздуха из шахты, использования в качестве аварийного (запасного) выхода из шахты. Слепой ствол – вертикальная или наклонная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на дневную поверхность. По функциональному назначению может быть: главный, вспомогательный, воздухоподающий, вентиляционный и т. д. (рисунок 2). Рисунок 2- Схема угольной шахты (разрез вкрест простирания): 1 – вспомогательный клетевой ствол; 2 – главный скиповой ствол; 3 – главная штольня; 4 – главный наклонный ствол; 5 – вентиляционный ствол; 6 – слепой ствол; 7 – скат; 8 – пластовый штрек; 9 – полевой штрек; 10 – гезенк; 11 – бремсберг; 12 – уклон; 13 – орт; 14 – околоствольный двор; 15 – вентиляционная печь; 16 – угольный разрез Гезенк – вертикальная подземная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на дневную поверхность и предназначенная для транспортировки угля сверху вниз под действием гравитации. Бремсберг – наклонная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на дневную поверхность, расположенная вдоль линии падения пласта (или под углом к ней), проводимая по пласту или вмещающим его породам, предназначенная для транспортировки угля сверху вниз с помощью механических транспортных средств (преимущественно ленточных конвейеров). Уклон - наклонная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на дневную поверхность, расположенная вдоль линии падения пласта (или под углом к ней), предназначенная для транспортировки угля снизу вверх с помощью механических транспортных средств (преимущественно ленточных конвейеров). Ходок (при бремсберге, уклоне) – наклонная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на дневную поверхность, расположенная вдоль линии падения пласта (или под углом к ней), проводимая по пласту или вмещающим его породам, предназначенная для транспортировки, передвижения и перевозки людей, грузов, проветривания забоев и выдачи исходящей струи. Штрек, квершлаг и орт - горизонтальные горные выработки, не имеющие непосредственного выхода на поверхность и предназначенные для транспортирования грузов, передвижения людей, проветривания, водоотлива и т. п. Различие между ними заключается в положении относительно рудного тела. Штрек проводят по простиранию рудного тела, квершлаг и орт — вкрест простирания, причем квершлаг проводят только по пустым породам, а орт — по руде. Восстающий – вертикальная или крутонаклонная выработка , не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность, проведенная по рудному телу или пустым породам и служащая для: перемещения грузов и людей с одного горизонта на другой, вентиляции и других целей при ведении очистных работ в блоке. Рудоспуск – вертикальная или крутонаклонная горная выработка, предназначенная для перепуска руды или рудной массы сверху вниз под действием гравитации. Тоннель – горизонтальная или наклонная горная выработка, проводимая в гористой местности и имеющая два непосредственных выхода на дневную поверхность. Служебные камеры. Служебная камера – вертикальная, наклонная или горизонтальная подземная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на дневную поверхность, у которой протяженность, ширина и высота – величины одного порядка. Камера проводится по полезному ископаемому или пустым породам. По главному функциональному назначению различают следующие камеры: насосная камера, камера для электрооборудования камера ожидания, и т. д. Несколько камер различного назначения располагают около сопряжения стволов с главными транспортными (воздухоподающими) выработками шахты. Они входят в структуру околоствольного двора. Очистные выработки. Очистной забой – выработка, в которой происходит массовая отбойка (добыча) полезного ископаемого. Очистной забой угольной шахты, оборудованный очистным механизированным комплексом называют лавой. Заходка – горизонтальная или наклонная выработка, формируемая проходческим комбайном за один заход. Ширина заходки, приблизительно, равна ширине погрузочной части комбайна. 3.Открытые горные выработки. Описание карьера. К открытым выработкам относятся закопушки, расчистки, канавы, траншеи, карьеры. Канавы представляют собой неглубокие, но протяженные выработки, которые широко применяются на стадии поисковых и оценочных работ для обнажения рудных тел и коренных пород, залегающих близко к поверхности. Глубина канав обычно не превышает трех метров, а длина от первых до первых десятков метров. Ширина канавы по полотну обычно 0,6м, а на поверхности в зависимости от наклона стенок от метра и более. Траншеи от канав отличаются большей протяженностью, глубина их может достигать пяти метров, поэтому поперечный их профиль может быть ступенчатым, с дополнительными площадками – бермами для перевала породы. Может при этом применяться и искусственная крепь. Траншеи обычно проходятся уже на стадии оценки и разведки месторождений или их вскрытия для отработки. Закопушка- самая мелкая по объему горная выработка, это небольшая ямка. Применяется обычно при картировании и для отбора проб горных пород с поверхности. Расчистка - это искусственное обнажение, не глубокое, но большое по площади, форма неправильная и определяется контуром необходимого вскрытия породы. Применяется при изучении геологических структур или отбора больших по объему проб. Совокупность горных выработок, служащих для разработки месторождения открытым способом, называют карьером. Карьером также называют горное предприятие, осуществляющее открытую разработку месторождения. При разработке месторождения открытым способом его разбивают на горизонтальные слои. Так как одновременно отрабатывают несколько слоев, карьер в процессе разработки имеет ступенчатую форму. Одна такая ступенька называется уступом. В уступе различают следующие элементы (рисунок 3): верхнюю и нижнюю площадки, откос уступа, верхнюю бровку — линию пересечения откоса с нижней площадкой. Рисунок 3- Схема карьера: 1 — отвал пустых пород; 2 — автосамосвалы; 3 — бульдозер; 4 — экскаваторы; 5 — рабочие горизонты; 6 — буровые станки; 7 — взорванная, масса; 8- скважины; 9 — рудное тело; 10 — въездная траншея на 4-й горизонт; 11 — съезд на 1-й горизонт. Угол α, образованный плоскостью откоса уступа с горизонтальной плоскостью, называется углом откоса уступа. Понятия «верхняя» и «нижняя» площадки относительны: верхняя площадка нижнего уступа является одновременно нижней площадкой для вышележащего уступа. Расстояние между верхней и нижней площадкой по вертикали часто имеет высоту 10— 18 м. Площадка уступа, на которой располагается добычное оборудование, называется горизонтом. Карьер, показанный на схеме, имеет три рабочих горизонта. Список литературы 1.ГОСТ Р 57719-2017 Горное дело. Выработки горные. Термины и определения 2.Борисов С. С. Горное дело: Учебник для техникумов/ С.С. Борисов —М.: Недра, 1988. 320 с. 3.Васючков Ю. Ф. Горное дело: Учеб, для техникумов./ Ю.Ф.Васючков.— М.: Недра, 1990. -512 с. 4.Ильяш В.В, Стрик Ю.Н Проходка горноразведочных выработок/ В.В. Ильяш, Ю.Н.Стрик– Воронеж; Изд-во ВГУ, 2007. – Стр. 82. 5.Советов Г.А. Основы бурения и горного дела / Г.А. Советов, Н.И. Жабин. – М.: Недра, 1991.– 368 с. 6. Филимонов К.А, Карасев В.А.. Технология подземных горных работ: Учебное пособие для вузов/ К. А. Филимонов, В. А. Карасев. – Кемерово : КузГТУ, 2013 -110 с.