Элементы и параметры горной выработки .
Г. 1ПРПИ-20 (заочное)
Лекция 1. Горные выработки. Классификация горных выработок
1. Классификация горных выработок.
2. Элементы и параметры горной выработки .
3. Формы и размеры поперечного сечения выработок
Классификация горных выработок
Горная технологическая система представляет собой комплекс подземных и открытых горных выработок, необходимых для освоения месторождений полезных ископаемых. Учитывая целевой характер стадий освоения месторождений, горная система объединяет две группы выработок – разведочные и эксплуатационные (рис. 1). Первые служат для целей разведки залежи полезного ископаемого, вторые – для его разработки.
Рис. 1. Классификация горных выработок
Работы, которые производятся при выемке вмещающих пород или полезного ископаемого при разведке или разработке месторождений, называются горными работами. В результате горных работ в толще полезного ископаемого или вмещающих (пустых) пород образуются полости, называемые горными выработками.
Полезное ископаемое может быть использовано лишь после его разработки, когда оно отделено от массива и доставлено на поверхность. Разработка месторождения складывается из трех этапов: вскрытие, подготовка и очистная выемка. В связи с этим эксплуатационные горные выработки подразделяются на капитальные, подготовительные и очистные.
|
|
|
К капитальнымотносятся выработки, по которым осуществляется доступ к месторождению или его части. Это вскрывающие выработки, а также выработки, сохраняемые в течение всего срока службы шахты.
Подготовительныевыработки проводят от капитальных. Они служат для подготовки части залежи к очистным работам.
После проведения подготовительных выработок приступают к извлечению полезных ископаемых, в результате чего образуются очистные выработки.
Назначение разведочных горных выработокограничено задачами геологических поисково-съемочных работ и разведки месторождений полезных ископаемых. Это обусловливает с одной стороны временный характер таких выработок, срок службы которых заканчивается получением информации, предусмотренной геологическим заданием, с другой стороны возможности выбора прогрессивных способов и технологии производства разведочных выработок сужены спецификой условий их проведения.
Поиски и разведку месторождений полезных ископаемых не редко проводят в экономически не освоенных и труднодоступных районах, где часто отсутствуют подъездные пути, линии электропередач и другие виды стационарных источников энергии. Сложность проведения горно-
|
|
|
разведочных выработок состоит также в том, что они характеризуются малыми сечениями, небольшими и, в основном, не постоянными объемами, рассредоточенностью, нестационарностью условий и сезонностью работ.
По положению оси горных выработок к горизонтальной плоскости выделяются выработки вертикальные, горизонтальные и наклонные. Они могут иметь непосредственный выход на земную поверхность или не иметь его (рис. 2).
Рис. 2. Подземные горные выработки.
К вертикальным горным выработкам относятся стволы шахт, гезенки и шурфы.
Шахтный ствол (3) – вертикальная (реже наклонная) горная выработка круглого или прямоугольного сечения, имеющая непосредственный выход на поверхность и предназначенная для обслуживания подземных горных работ, выполняемых при разведке и разработке месторождений полезных ископаемых.
Стволы делятся на главные и вспомогательные.
Главный ствол предназначен для выдачи полезного ископаемого, вспомогательный – для спуска-подъема людей, материалов, оборудования, проветривания и других вспомогательных целей. Часто стволы выполняют несколько функций одновременно и называются по главной из них.
|
|
|
Слепой ствол (9) – вертикальная горная выработка, не имеющая выхода на поверхность, проводится между горизонтами, предназначен для обслуживания подземных горных работ, проводимых при разведке или разработке полезного ископаемого (в первую очередь для подъема полезного ископаемого с нижних горизонтов на верхние). Слепой ствол может быть также использован для вентиляции, спуска и подъема людей, материалов, оборудования, породы.
Восстающий — вертикальная или наклонная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность и имеющая выход на один и более этажей (горизонтов). Восстающий проходят по восстанию рудной залежи, он предназначен для обслуживания подземных горных работ: доставки материалов и оборудования, перемещения людей, проветривания, подачи энергии и воды, а также для разведочных целей, в редких случаях – для спуска руды. Основное отличие восстающего от слепого ствола в том, что по нему не поднимают руду. Восстающие могут иметь одно, два или более отделений, причем одно - лестничное.
Гезенк (10) – вертикальная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность и предназначенная для спуска полезного ископаемого под действием силы собственного веса или в специальных сосудах механическим способом. Гезенк может быть также использован для вентиляции и спуска (подъема) людей, материалов, оборудования.
|
|
|
Шурф (1) – вертикальная горная выработка (реже наклонная) имеющая выход на поверхность, обычно малого сечения (до 4 м2) и небольшой глубины (до 40 м), предназначенная для разведочных целей, обслуживания горных работ или для производства взрывных работ (карьеры).
На шахтах шурфы используются в качестве вспомогательных выработок, соединяющих подземные горизонтальные выработки с поверхностью, например, для вентиляции. Размеры этих шурфов могут быть значительно больше указанных выше.
Рудоспуск (Скат)— вертикальная или наклонная горная выработка, или ограниченная крепью часть выработанного пространства для перепуска рудной массы под действием собственного веса.
К подземным горизонтальным выработкамотносят: штольни, штреки, квершлаги, рассечки и др. Название горизонтальные выработки – несколько условно, поскольку большинство из них проводится с небольшим уклоном, облегчающим перевозку грузов и сток воды.
Штольня (4) – горная выработка, имеющая выход на поверхность, проведенная к месторождению горизонтально или с незначительным подъемом; предназначена для обслуживания горных работ, разведки месторождений полезных ископаемых, и может выполнять функции откаточных, вентиляционных и водоотливных выработок. Штольня проходится только в гористой местности, и ее устье располагается на склоне горы.
Штрек (5) - горизонтальная горная выработка, не имеющая выхода на поверхность, проведенная по простиранию наклоннозалегающего месторождения или в любом направлении при горизонтальном его залегании.
Предназначена для обслуживания горных работ при разведке или разработке месторождения. В большинстве случаев штреки проводят по полезному ископаемому, однако, при разработке, а иногда и при разведке месторождения их могут проводить и по вмещающим породам.
Штреки, пройденные по пустым породам вдоль полезного ископаемого, называются полевыми. Штрек, по которому идет основной поток полезного ископаемого и груза называется главным. Штрек, пройденный между главными штреками, называется промежуточным.
Квершлаг (7) – горизонтальная горная выработка, не имеющая выхода на поверхность и предназначенная для разведки месторождения и обслуживания горных работ. Квершлаг проходится по вмещающим породам вкрест простирания или под некоторым углом к простиранию полезного ископаемого, соединяя ствол шахты с рудным телом, и служит для транспортировки грузов, передвижения людей, вентиляции, водоотлива, прокладки
электрических кабелей и линий связи. Устье квершлага может располагаться в боковой стенке камерной выработки, ствола или штольни.
Орт (11) - горизонтальная горная выработка, не имеющая выхода на поверхность, проводимая вкрест простирания мощной залежи полезного ископаемого (при крутом и наклонном падении) между висячим и лежачим боками в пределах их горизонтальной мощности. В ряде случаев орт может выходить за пределы залежи до полевых штреков. Устье орта располагают в
боку штрека.
Рассечка (2) – горизонтальная горная выработка, не имеющая выхода на поверхность, проводимая из шурфов, штолен или штреков вкрест простирания горных пород, для поисков и разведки полезного ископаемого. Длина рассечки до 30 м, реже до 100 м.
Просек — горизонтальная подземная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность и проведенная по простиранию месторождения в толще полезного ископаемого без подрывки боковых пород. 
Лава — длинный очистной забой: подземная очистная выработка значительной протяженности (300 м и более), расположенная по падению (или простиранию) пласта между двумя штреками – откаточным и вентиляционным. Ширина лавы 2-3 м, высота равна мощности пласта. Лава перемещается по мере выемки полезного ископаемого в забое, а образовавшееся выработанное пространство заполняют породой или обрушают. Лава имеет прямоугольную форму поперечного сечения.
Камера — капитальная горная выработка, имеющая при сравнительно больших поперечных размерах небольшую длину и предназначенная либо для размещения оборудования (насосная камера, вентиляторная камера, подземная подстанция), либо для хозяйственных и санитарных целей (камера ожидания, диспетчерская, медицинский пункт). Различают также камеры дробления, смесительную и т.д. Камерой (очистной или коротким очистным забоем) называют также очистную горную выработку с забоем небольшой протяженности ограниченную со всех сторон массивом полезного ископаемого и вмещающими породами.
Наклонные горные выработки.
Бремсберг (6) — наклонная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность, пройденная, как правило, по направлению падения пласта или залежи полезного ископаемого и предназначенная для спуска полезного ископаемого на откаточный горизонт шахты. Бремсберг чаще всего оснащается конвейерной установкой (реже канатной откаткой в вагонетках или скипах). На разведочных шахтах бремсберги проходят крайне редко.
Уклон (8) — наклонная подземная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность и предназначенная для подъема полезного ископаемого и вспомогательных нужд.
Ходок — наклонная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность, пройденная по пласту полезного ископаемого параллельно бремсбергу или уклону и служит для передвижения людей и для других целей.
Спиральный съезд (заезд) — наклонная горная выработка (может иметь или не иметь непосредственный выход на поверхность), предназначенная для заезда бурового, доставочного и другого горного оборудования на горизонты, доставки крупногабаритных грузов, подъема горной массы на поверхность при помощи самоходного оборудования.
Сбойка — проводится по полезному ископаемому или по породе после вскрытия месторождения и служит для вентиляции и сообщения между соседними стволами или горизонтами.
Печь — наклонная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность, проводимая по пласту полезного ископаемого в пределах его мощности, служит для передвижения людей, транспортировка полезного ископаемого, грузов, материалов и др. Печь, в которой начинается развитие работ по выемке полезного ископаемого, называется разрезной. Она же - в период монтажа очистного оборудования называется монтажной камерой.
Наклонный ствол — наклонная горная выработка, имеющая непосредственный выход на поверхность, относится к вскрывающим выработкам. Его могут проводить и по полезному ископаемому (аналогично уклону).
Околоствольным двором - называют совокупность капитальных горных выработок, примыкающих к шахтным стволам и соединяющих их с главными откаточными и вентиляционными выработками. В околоствольном дворе размещаются различные камеры, предназначенные для обслуживания подземного хозяйства, транспортные ветви и вспомогательные выработки. В околоствольном дворе сооружают: насосную камеру, водосборник, склад. Транспортная ветвь главного ствола называется скиповой, вспомогательного — клетевой. Часть ветви, по которой производят откатку порожних вагонеток, называется порожняковой. Ветвь, по которой осуществляется транспортирование угля, называется главной ветвью.
В зависимости от характера движения груженых и порожних вагонеток, от направления примыкания ветвей к главной транспортной выработке и направлений поступления грузов различают несколько типов околоствольных дворов. 
Если к скиповому стволу груз поступает с двух сторон, то такой околоствольный двор является двусторонним, с одной стороны - односторонним. Односторонние околоствольные дворы применяют при их расположении за пределами свиты угольных пластов, двусторонние — при расположении между пластами.
По характеру движения груженых и порожних вагонеток различают круговые и челноковые околоствольные дворы. В круговом околоствольном дворе вагонетки поступают во двор и выходят из него одним и тем же торцом. Круговой околоствольный двор с односторонним поступлением грузов называется петлевым. В челноковых околоствольных дворах груженые вагонетки поступают во двор и выходят порожними из него противоположными торцами.
Наиболее распространены круговые околоствольные дворы. Их достоинствами являются: компактное расположение выработок; простые маневры с составами; простая привязка к конкретным горно-геологическим условиям.
Недостатки: большое количество криволинейных выработок и закруглений пути; сложность проведения и эксплуатации криволинейных выработок; недостаточное использование главной откаточной выработки.
Камерой– называют (помимо очистной выработки) капитальную горную выработку, имеющую при сравнительно больших поперечных размерах небольшую длину, предназначенную для размещения оборудования (насосная камера, вентиляторная камера, подземная подстанция и т.п.), либо хозяйственных и санитарных целей (камера ожидания, диспетчерская, медицинский пункт, мойка). Различают также камеры дробления, смесительную и т.д.
Насосную камеру обычно располагают вблизи ствола. Водосборник устраивают у насосной камеры на 3-4 метра ниже уровня околоствольного двора. Назначение водосборника – собирать стекающую из горных выработок шахты воду.
Склад противопожарных материалов служит для хранения аварийного запаса материалов и инструмента, необходимы для борьбы с подземными пожарами. Материалы для тушения пожаров хранятся в специальном поезде (автотранспорте), состоящим из нескольких вагонеток.
Диспетчерскую располагают вблизи главной откаточной выработки. В диспетчерской обычно устанавливают подземный телефонный коммутатор и осуществляют все управление подземной сигнализацией и движением составов в околоствольном дворе и в других выработках.
Электровозное депо (гараж) служит для ремонта, осмотра и стоянки электровозов (автотранспорта). В случае применения аккумуляторных электровозов в депо производят также зарядку аккумуляторных батарей.
В подземном медпункте оказывают первую медицинскую помощь заболевшим рабочим или получившим травму во время работы.
Электрическая подстанция предназначена для установки трансформаторов, служащих для понижения напряжения электрического тока.
Элементы и параметры горной выработки .
Рис. 3. Элементы горной выработки
Поверхности породы, ограничивающие горную выработку, являются ее элементами (рис. 3).
Забой (1) – поверхность горной выработки, передвигающаяся в пространстве в результате выемки вмещающей горной породы или полезного ископаемого. Различают забои очистные и подготовительные. Последние, в свою очередь делятся на действующие, запасные и резервные забои.
Действующие забои– забои, в которых систематически производятся очистные или подготовительные работы.
Запасные забои- забои, полностью подготовленные, но не оснащенные выемочными машинами. При необходимости они могут быть оснащены выемочным оборудованием и превращены в действующие или резервные забои.
Резервные забои – забои, полностью подготовленные и оснащенные необходимым оборудованием, и могут быть в любое время введены в действие.
Подвигание забоя (7) – расстояние ( L ), накоторое переместится забой за определенный промежуток времени.
Устье (2) – место примыкания горной выработки к земной поверхности или к другой горной выработке, из которой она берет начало.
Кровля (3), подошва (4), бока (5) – поверхности горной породы, ограничивающие выработку, соответственно,сверху, снизу и с боков.
Призабойное пространство (6) – часть горной выработки, непосредственно примыкающая к забою, и предназначена для размещения рабочих и проходческого (добывающего) оборудования.
К параметрамгорных выработок относятся протяженность (длина, глубина) и площади сечения выработки.
Различия в длинах (глубинах) горных эксплуатационных и разведочных выработок в ряде случаев несущественны. Например, длина разведочных штолен иногда измеряется километрами, а глубина стволов разведочных шахт достигает 400 м и более.
Дата добавления: 2020-11-27; просмотров: 407; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!