Спочатку родовища ділять на шахтні поля. На великих родовищах розміри шахтного поля і запаси руди в ньому такі, що для подальшої розробки його необхідно розбити на більш дрібні ділянки.
Подальша підготовка рудних родовищ включає поділ родовища по вертикалі на обрії (поверхи або панелі) і нарізку окремих очисних блоків.
Підготовка полягає в проведенні транспортних і вентиляційних виробок, які ділять шахтне поле на частини, зручні в подальшому для ведення очисних робіт.
Підготовка горизонтів полягає в поділі шахтного поля на ділянки, в межах яких потім проводять підготовчо-нарізні виробки і ведуть очисну виїмку.
Горизонтальні і пологі родовища штреками ділять на панелі (рис. 6.2). Похилі, крутопохилі і крутопадающие родовища ділять на поверхи (рис. 6.3).
Відповідно до цього всі способи підготовки ділять на два класи:
• підготовку панельну;
• підготовку поверхову.
Деяка особливість виникає при підготовці свити горизонтальних і пологих покладів. Якщо така свита по вертикалі поширюється на сотні метрів, то в цьому випадку також застосовують поверхову, а не панельну підготовку.
Панельна підготовка включає три способи в залежності від того, на які частини ділиться панель:
1. Панельна з камерами, розташованими між головними штреками.
2. Панельна з камерами, розташованими між панельними
штреками.
3. Панельно-стовпова.
Поверхова підготовка ділиться на два способи в залежності від характеру родовища:
1. Поверхова для крутих і крутопохилих покладів.
2. Поверхова для свити потужних пологих і похилих покладів.
При проведенні виробок попутний видобуток руди обходиться значно дорожче, ніж при очисних роботах. Крім того, підготовчі виробки доводиться проходити і по порожніх порід. Тому основна вимога до підготовки родовищ - вибрати такий спосіб підготовки і систему розробки, щоб кількість підготовчих і нарізних виробок було мінімальним.
Для оцінки способу підготовки користуються таким показником, як кількість підготовчих і нарізних виробок в метрах на 1000 т видобутої руди. У кращому випадку він становить 2 - 3 м / 1000 тонн, а в гіршому піднімається до 10 - 15 м / 1000 тонн видобутих запасів.
В останні роки це правило має деякі винятки. При розробці соляних і гіпсових родовищ для виїмки руди почали застосовувати комбайни того ж типу, що і для проведення виробок. Вироблення проходять по корисних копалин. Таким чином, видобуток руди при проведенні підготовчих і нарізних виробок, а також при очисних роботах коштує приблизно однаково. Економити на проведенні виробок по руді в даному випадку вже недоцільно.
Крім того, підготовка і нарізка родовища повинні бути зроблені так, щоб забезпечувалося гарне провітрювання очисних блоків, дотримувалися правила безпечного ведення гірничих робіт, витрати на підготовку були б мінімальними, забезпечувалися сприятливі умови для доставки устаткування, матеріалів і людей.
У пологих і горизонтальних рудних покладах шахтне поле поділяють по площі на панелі за допомогою головних і панельних штреків (рис. 6.4).
Головні і панельні штреки можуть бути як рудними, так і польовими. До польовій підготовці вдаються при неправильній формі грунту поклади, коли основні транспортні виробки неможливо провести по грунті поклади.
Панельно-камерна схема підготовки має два різновиди: камери можуть бути розташовані між головними або між панельними штреками. Вентиляційні штреки проходять по осі камер.
При панельно-стовпової підготовці з панельних штреків проходять виемочние штреки, що ділять панель на стовпи.
Розміри панелей визначаються, по-перше, конфігурацією і розмірами шахтного поля, по-друге, параметрами прийнятої системи розробки. Довжина камер становить від 200 - 300 м до декількох кілометрів.
На рудниках частіше використовують головні відкатні та панельні штреки, хоча іноді кожен з цих штреків роблять спареним, що складається з відокремлених відкатувального і вентиляційного штреків, з'єднаних збійками.
Ширина панелей відповідає відстані між панельними штреками і коливається від 50 до 200 і навіть 300 м. Довжина панелей дорівнює відстані між головними штреками і становить від 200 - 300 м до 1000 - 1500 м. Панелі відпрацьовують як із суцільною виїмкою, так і з поділом на виемочние камери.
Схема підготовки горизонту зумовлює тип, розташування і порядок проведення основних підготовчих виробок при відповідному виді транспорту.
Розподіл крутопадаючих родовищ на поверхи і блоки.
Круті і похилі поклади поділяють горизонтальними підготовчими виробками (штреками і ортами) на поверхи, довжина яких відповідає довжині шахтного поля по простяганню, і блоки. Блок характеризується: параметрами (довжина, ширина і висота, м), запасами (тис.т.) і обсягом видобутку (т. / Сут. Або тис.т. / міс.); при розробці потужних родовищ - напрямком довгої сторони (по простяганню або навхрест простягання). Довжина блоку, як правило, визначається або умовами транспортування руди в межах блоку, або стійкістю камери-порожнини, яка створюється в блоці в процесі виїмки руди. При скреперної доставці руди оптимальна довжина блоку становить близько 50 м.
Якщо для доставки руди застосовують самохідні вантажно-доставочние машини, довжину блоків збільшують до декількох сотень метрів. Оптимальну довжину блоку, також як і оптимальні розміри шахтного поля, можна визначити шляхом техніко-економічного зіставлення.
Висота поверху - відстань по вертикалі між штреками, що обмежують поверх. Зазвичай вона коливається в межах від 30 - 40 до 80 - 100 м, але іноді досягає 200 - 250 м. На вибір висоти впливають різні чинники. Перш за все гірничогеологічні умови.
Якщо родовище має витримані елементи залягання (форма, розміри і кут падіння більш-менш постійні), то можна прийняти поверх більш значної висоти. Навпаки, якщо ці елементи різко міняються, то, для того щоб вловити всі ці зміни і досить повно відпрацювати родовище, потрібно висоту поверху зменшити.
Інтенсивність розробки родовища і час, необхідний для розкриття і підготовки нового поверху, також впливають на вибір висоти поверху, оскільки за той проміжок часу, протягом якого відпрацьовують один поверх, потрібно встигнути розкрити і підготувати новий поверх. Зазвичай гірські роботи знижуються на 20 - 25 м / рік. і при цьому термін відпрацювання поверху становить близько 3 років. Розтин і підготовка нового поверху в такий термін вимагають дуже чіткої організації робіт по поглибленні ствола шахти, проходці квершлагів і штреків. З цієї точки зору доцільно збільшення висоти поверху, так як це збільшить термін його відпрацювання і, отже, проміжок часу, протягом якого повинен бути розкритий і підготовлений новий поверх. При напруженому балансі часу переходять на розтин і одночасну підготовку відразу 2 - 3 і більше поверхів.
Істотну роль при виборі висоти поверху грає прийнята в проекті система розробки. При деяких системах розробки забій, де видобувають руду, переміщається в блоці від низу до верху. Люди потрапляють в забій по сходах, встановленим в повстають. Переміщатися по сходах на велику висоту утомливо, тому в подібних умовах висота поверху порівняно невелика (30 - 50 м). При інших системах розробки робітники, які ведуть видобуток руди, знаходяться тільки в нижній частині блоку або на декількох проміжних подетажей, тут можлива висота поверху 60 - 100 м і більше. Якщо ж застосовують самохідне обладнання та похилі в'їзди на всі подетажей, то система розробки не впливає на висоту поверху.
Для різних систем розробки висота поверху характеризується цифрами, наведеними в табл. 6.1.
Зі збільшенням висоти поверху ростуть витрати на підйом руди, водовідлив, доставку матеріалів в очисні вибої, пересування людей по повстають, на проходку і ремонт повстають. Капітальні витрати на проведення квершлагів, приствольних і відкатних виробок, навпаки, з ростом поверху знижуються.
Спостерігається тенденція до збільшення висоти поверху. Це пов'язано з вдосконаленням способів відбивання і доставки руди: сучасне обладнання дозволяє відпрацьовувати руду при великій висоті поверху.
Комплекс виробок на основному відкатувальному горизонті стає все більш складним і дорогим, тому для зменшення витрат на 1 т руди бажано збільшити висоту поверху.
Широко практикується створення концентраційних обріїв. Сутність їх полягає в наступному. При розтині родовища приймають звичайну, широко поширену висоту поверху 60 або 80 м, але розкривають відразу 2 - 3, а іноді і 4 - 5 поверхів. Всю добуту руду по рудоспускам перепускают на нижній горизонт, який і називають концентраційним.
Концентраційні горизонти використовують з метою забезпечення незалежної одночасної роботи доставки і транспортування руди. На концентраційні обрії перепускается руда з вищерозташованих проміжних горизонтів (рис. 6.5)
Транспорт руди до стовбура проводиться тільки по концентраційним горизонтів, а розташовані між ними проміжні поверхові обрії служать для підготовки очисних блоків, допоміжного транспорту (для перевезення людей, матеріалів і обладнання), провітрювання і прокладки кабелів і трубопроводів. Транспортний концентраційний горизонт зазвичай обслуговує 2 - 4, а іноді і більше поверхів. Термін служби його значний, що дає можливість обладнати горизонт капітально. Сумарна довжина і перетин виробок на проміжних горизонтах зазвичай менше, ніж на транспортних.
Рудоспуски, провідні на концентраційний горизонт, проходять по рудному тілу або в безпосередній близькості від нього. Один рудоспуск може обслуговувати частину блоку (наприклад, одну або дві доставочние вироблення), весь блок або групу блоків. Зазвичай вони не кріпляться і можуть мати відгалуження, щоб скоротити довжину механізованої доставки. Рудоспуски служать бункерній ємністю між процесами доставки і транспортування, в них відбувається додаткове подрібнення рудної маси і усереднення її якості.
Поверх по довжині за допомогою повстають розбивають на виймальних очисні блоки. Повстають забезпечують доступ до розташованих на різних рівнях по висоті підготовчо-нарізною і очисним виробках блоку.
Межі між виїмковими блоками суміжних поверхів бувають горизонтальними або похилими (рис. 6.6). Розташовані вони трохи вище відповідних поверхових горизонтів, так як днище блоку (тимчасовий цілик) зазвичай відпрацьовують разом з запасами нижчого блоку.
Послідовність відпрацювання поверхів і блоків.
Поверхи, як правило, розробляють зверху вниз, т. Е. Першим відпрацьовують поверх, розташований ближче до поверхні, потім наступний за ним і т. Д. Це визначається, перш за все тим, що розвідка родовищ просувається зверху вниз. Крім того, верхні поверхи вводяться в експлуатацію раніше і з меншими витратами, ніж нижні.
Зазвичай у відпрацюванні знаходиться три поверхи. В одному з них ведуться основні роботи з видобутку руди. У вищележачому допрацьовують решту запасів, а нижній поверх розкривають і підготовляють. Такий порядок є нормальним, але іноді він порушується з огляду на те, що на верхніх поверхах тимчасово залишають невироблені ділянки з більш бідними рудами або блоки з важкими умовами розробки і переходять до відпрацювання багатих блоків на нижчих поверхах. При перегляді для даного родовища величини проммінімума доводилося повертатися на верхні, раніше відпрацьовані горизонти. Тоді роботи з видобутку руди можуть розтягнутися по падінню на 5 - 6 поверхів і більше. Це призводить до деконцентрації робіт, ускладнює керівництво роботами, ставить підприємство в важкі умови. Потрібно мати на увазі, що руда, залишена на верхніх горизонтах, під впливом гірського тиску поступово руйнується, і видобуток її все більше ускладнюється. Розкиданість робіт призводить до необхідності постійно підтримувати велику кількість виробок. У подібних умовах трапляється, що на кожен блок, що знаходиться у відпрацюванні, доводиться підтримувати 2 - 3 км виробок, а загальна довжина діючих на руднику виробок досягає 20 - 30 км.
Відпрацювання блоків потрібно вести так, щоб уникнути втрат. Досягти цього можна, якщо, почавши відпрацювання в центрі шахтного поля, посувати її до флангів або, почавши відпрацювання від флангів шахтного поля, просувати її до центру. При цьому на кожному поверсі в стані опрацювання буде тільки по 2 блоки, але роботи можна вести на 2 - 3 поверхах. Однак для забезпечення необхідної продуктивності рудника це може виявитися недостатнім. Тоді поверх розбивають на кілька ділянок довжиною по 300 - 1000 м і в кожному з таких ділянок відпрацьовують по два блоки. Коли роботи на ділянці закінчуються, залишаються блоки у вигляді конусів. Відпрацювання таких блоків проходить в більш важких умовах, але, по-перше, їх буде небагато, по-друге, в уже виробленої зоні завалені породи встигають ущільнитися і зможуть сприйняти навантаження від маси вищерозміщених товщі порід (рис. 6.7).
Відпрацювання блоків в поверсі в довільному порядку - порушення правильного ведення гірських робіт, її не слід допускати навіть на верхніх поверхах, коли за умовами гірського тиску це є технічно можливим.
Ексклюзивним ПРАВО НА ПУБЛІКАЦІЮ МАЄ "гірничопромислового ПОРТАЛ РОСІЇ"