Горные выработки разделяются: по назначению (разведочные и эксплуатационные); по положению относительно земной поверхности (открытые, подземные); по положению в пространстве (вертикальные, наклонные, горизонтальные).
К разведочным горным выработкам относятся траншеи, шурфы, штольни, буровые скважины, разведочные квершлаги, штреки, уклоны, орты, гезенки и др. Целью проведения разведочных выработок является определение контуров месторождения полезного ископаемого или определенной его части, числа пластов, установление элементов и условий залегания полезного ископаемого, его качества и запасов и т. п., а также получение сведений о возможности и целесообразности промышленной разработки месторождения.
Большинство разведочных выработок по условиям их проведения, крепления и некоторым другим параметрам в принципе не отличается от соответствующих эксплуатационных выработок.
Эксплуатационные горные выработки — выработки, необходимые для разработки месторождения. Необходимо сказать, что эксплуатационные выработки кроме своего основного назначения выполняют функции детальной разведки, уточняя и дополняя горно-геологическую характеристику разрабатываемого месторождения.
Строительство горных предприятий Практическая работа №1
К открытым горным выработкам относятся траншеи (разведочные, въездные, пионерные, водоспускные и др.), экскаваторные заходки на угольных разрезах, нагорные канавы, дорожные выемки, канавы-лотки для пропуска весенних и паводковых вод, котлованы и обвалования для создания отстойников и емкостей для воды.
Подземные эксплуатационные выработки делятся на вскрывающие, подготовительные и очистные. К вскрывающим горным выработкам относятся основные выработки, вскрывающие запасы в шахтном поле (стволы, штольни, главные квершлаги).
Подготовительные выработки — выработки, проводимые при подготовке отдельных частей шахтного поля к очистной выемке. По назначению они подразделяются на выработки главных или основных направлений (этажные квершлаги, основные и полевые штреки, участковые бремсберги и уклоны) и прочие подготовительные выработки.
Очистными называют выработки, служащие для непосредственной выемки полезного ископаемого.
Рис 1. Классификация горных выработок
Элементы горных выработок.
Подземная обслуживающая горная выработка (рис 2) имеет следующие элементы: кровлю 1, забои 2,4,5, бока 3,7, почву 6, устье 8.2
Рис. 2 — Подземная горная выработка
Устье выработки — место примыкания её к земной поверхности или другой выработке гораздо большего поперечного сечения.
Забой — поверхность горных пород или полезного ископаемого, на которую воздействуют орудиями труда с целью направленной выемки (отбойки), в результате чего он перемещается, а выработка удлиняется. Это основной процесс при подземной добыче угля.
Форма забоя зависит от размеров выработки, горно-геологических условий, физико-механических свойств пересекаемых пород, применяемых орудий труда и конкретных задач. Чаще он плоский, но может быть ступенчатым, уступным и т.д. Если осуществляется раздельная (селективная) выемка угля и породы, то забои приобретают уступную конфигурацию: на рис.
Видеолекция «Горные выработки»
1 — плоский опережающий угольный забой 4 и два отстающих уступных породных 2, 5 (по кровле и почве пласта). Если же вести совместную выемку угля и породы, то забои будут иметь плоскую форму по всему сечению выработки. Встречаются и более сложные их конструкции.
Когда выработка достигнет своей проектной длины, её забой закрепляют (консервируют), и он прекращает своё существование, преобразуясь в торец (стенку).
Забой и устье, следовательно, не могут быть постоянными элементами обслуживающих горных выработок.
Сопряжения — характерный элемент всех выработок, за исключением тех, которые имеют малый размер поперечного сечения (шпуры, скважины и др.).
Постоянными элементами обслуживающих горизонтальных и наклонных горных выработок являются бока (стенки — у вертикальных), почва и кровля, а действующих очистных — забой, рабочее и выработанное пространство, почва кровля и сопряжения. Бока имеют короткие очистные выработки и полосы (реже).
Наименование, назначение и характеристика горных выработок.
Штольня — горизонтальная или наклонная горная выработка, имеющая выход на земную поверхность и обычно предназначенная для добычи полезных ископаемых или обслуживания горных работ. Является основной вскрывающей выработкой при разработке месторождений в районах с гористым рельефом.
Штрек — подземная горная выработка, пройденная в горизонтальной плоскости или с небольшим уклоном параллельно линии простирания пласта не имеющая непосредственного выхода на поверхность, служащая для проветривания и транспорта. Различают полевой (пройденный по вмещающим породам), вентиляционный, конвейерный, основной, промежуточный, откаточный, параллельный, групповой штрека.
Квершлаг — капитальная горизонтальная, реже наклонная, подземная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность и пройденная по вмещающей породе под углом (чаще всего в крест простирания, т.е. перпендикулярно) к рудному телу. Квершлаг предназначается для вскрытия полезного ископаемого, транспортирования грузов (для чего укладываются рельсовые пути, монтируются конвейеры), а также для передвижения людей, вентиляции, стока воды и т. д.
Орт — горизонтальная подземная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность и проведённая в сторону кровли или подошвы пласта полезного ископаемого или от кровли до почвы.
Орт предназначен для сбора и перемещения добытых в забоях шахты полезных ископаемых к главной транспортной магистрали.
Орты разрабатываются с применением комплексов из буровых кареток, погрузочных машин, вагонов и электровозов.
Рассечка — проходится из другой выработки под любым углом к телу полезных ископаемых, может выходить за его пределы. Длина обычно небольшая и не превышает 20-30м.
Просек — горизонтальная горная выработка в толще полезного ископаемого для проветривания шахты или соединения выработок.
Просек может использоваться для обслуживания выемочных участков при отработке пластовых месторождений (например, угольных). Обычно проводится параллельно штреку, который охраняется целиками угля (полезного ископаемого).
В случае охраны штрека бутовой полосой, используется название косовичник.
Просек, используемый для монтажа очистного оборудования, называется разрезным.
Тоннель — горизонтальное или наклонное подземное искусственное сооружение, предназначенное для транспорта, пропуска воды, размещения коммуникаций и других целей. Длина тоннеля обычно значительно превышает его поперечные размеры.
По назначению тоннели бывают нескольких видов.
Гидротехнические тоннели предназначены для перемещения больших объемов воды. К ним относят тоннели гидроэлектростанций, подводящие воду к турбинам и отводящие ее после использования; тоннели водоснабжения, подающие воду для населенных пунктов (иногда на расстояние в десятки километров); тоннели, используемые для улучшения земель (ирригационные и мелиоративные).
Транспортные тоннели предназначены для пропуска автомобильного и железнодорожного транспорта, поездов метрополитена и скоростного трамвая, специальных видов транспорта. Существуют также совмещенные тоннели для нескольких видов транспортных средств и пешеходов, судоходные тоннели и др.
Коммунальные тоннели предназначены для прокладки различных инженерных коммуникаций: электрических кабелей, кабелей связи, теплосетей, водостока, водо- и газопроводов, канализации.
Горнопромышленные тоннели обслуживают предприятия, добывающие полезные ископаемые.
К тоннелям специального назначения относят подземные автостоянки и гаражи тоннельного типа, тоннели для научных исследований (например, ускорители заряженных частиц, тоннели для аэродинамических испытаний), тоннели оборонного характера.
Ствол — вертикальная капитальная горная выработка, имеющая непосредственный выход на земную поверхность и предназначенная для обслуживания подземных горных работ. Через шахтные стволы осуществляется спуск и подъем полезные ископаемые, породы, материалов, оборудования, людей и осуществляют проветривание шахты.
В зависимости от основного назначения, шахтные стволы разделяют на главные и вспомогательные. Главный ствол служит для подъёма на поверхность полезных ископаемых. Вспомогательные стволы в соответствии с их функциями подразделяются на грузо-людские — для спуска и подъёма людей (клетевые стволы), материалов, оборудования и вентиляционные — для проветривания (часто вентиляционным называют ствол, через который выдается исходящая струя воздуха; ствол для подачи свежей струи называют воздухоподающим). Часто клетевой ствол одновременно является вентиляционным.
Верхняя часть ствола, выходящая на земную поверхность, называется устьем; нижняя (ниже горизонта околоствольного двора) — зумпфом. Поперечное сечение шахтных стволов бывает круглым, иногда — прямоугольным, реже — эллиптическим. Диаметр вертикальных стволов достигает 9 м, глубина 3-3,5 км.
Стенки стволов закрепляют бетоном, железобетоном и металлическими или железобетонными тюбингами; в крепких устойчивых породах — набрызг-бетоном. Армировка ствола включает обычно металлические горизонтальные элементы (расстрелы) и вертикальные элементы (проводники), обеспечивающие плавное движение скипов и клетей. Сооружают стволы с помощью буровзрывных работ, бурильных установок и стволопроходческих агрегатов.
Шурф — вертикальная (редко наклонная) горная выработка небольшой глубины (до 40 м), проходимая с земной поверхности для разведки полезных ископаемых, вентиляции, водоотлива, транспортирования материалов, спуска и подъёма людей и для других целей. Площадь поперечного сечения шурфа от 0,8—4 кв. м. Форма поперечного сечения подразделяется на круглое либо прямоугольное, редко квадратное (шурфы круглого сечения носят название дудок). Из шурфов нередко проходят горизонтальные выработки: рассечки, квершлаги, штреки.
Имеет типовые размеры в свету и чаще всего прямоугольную форму поперечного сечения. Площадь сечения шурфа в общем случае зависит от его глубины. Шурфы сечением 0,8 и 0,9 м 2 проходятся на глубину до 20 м, шурфы сечением 1,3 м 2 проходятся на глубину до 30 м, 3,2 м 2 предусмотрено проходить на глубину до 40 м. Площадь сечения и размеры шурфа вчерне определяется в зависимости от толщины крепи. Действительная площадь сечения в проходке несколько больше. Допускается увеличение площади в 1,04-1,12 раза.
Слепой шахтный ствол — вертикальная горная выработка, не имеющая выхода на поверхность, и предназначена для транспортировки полезных ископаемых, людей, грузов с нижележащих горизонтов на более высокие, и ним осуществляют проветривание шахты.
Гезенк — подземная вертикальная или крутая наклонная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность. На некоторых шахтах гезенк называют восстающим.
Гезенк соединяет различные уровни в шахте. Гезенк используется в разных функциях:
· Рудный скат. Гезенк используется для спуска полезного ископаемого на нижележащий горизонт под действием силы тяжести или при помощи механических устройств (в специальных сосудах).
· Ход для спуска или подъёма к забоям. В этом случае в гезенке устанавливается лестница.
· Воздуховод в вентиляционной системе шахты.
Уклон — наклонная подземная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность проходиться по падению пласта полезного ископаемого. При добыче полезного ископаемого используется обычно для подъема грузов с нижнего горизонта на верхний.
Бремсберг — подземная наклонная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность, как правило пройденная по пласту полезного ископаемого (по линии падения) и служащая для спуска полезного ископаемого в вагонетках или конвейерами с вышележащего на нижележащий горизонт. В том случае, когда бремсберг пройден по пустой породе его называют «полевым» (полевой бремсберг).
Восстающий — это выработка, которая не имеет выхода на дневную поверхность и проходиться снизу вверх под любым углом.
Наклонный ствол — наклонная подземная горная выработка, имеющая непосредственный выход на земную поверхность и служащая для тех же целей, что и вертикальный ствол. Наклонный ствол в большинстве случаев проводят по пласту, реже — по породам.
Ствол оборудуется канатным подъёмом для выдачи полезного ископаемого в вагонетках или скипах либо конвейерами. Применение рельсового транспорта практикуется при углах наклона до 35°. При больших углах наклона применяют скиповой подъём. На крупных шахтах стволы с углом наклона до 18° оборудуют конвейерами.
Достоинства наклонных стволов для вскрытия шахтного поля: возможность полной конвейеризации для выдачи полезного ископаемого от очистного забоя до поверхности, большая производительность ствола, сокращение сроков строительства шахты и меньшие по сравнению с вертикальными стволами капитальные затраты. Недостатки: большая длина ствола по сравнению с вертикальными при вскрытии одного и того же пласта, большая стоимость поддержания и обслуживания.
Скат — наклонная подземная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность, пройденная по пласту или по породе и предназначенная для спуска полезного ископаемого под действием собственного веса. Скаты проводят обычно при разработке крутых пластов.
Ходок — горная выработка, проводимая параллельно бремсбергу и уклону и служащая для передвижения людей и доставки грузов, проветривания и других целей. В зависимости от назначения их делят на людские и грузовые.
Печь — наклонная подземная горная выработка, пройденная по пласту и предназначенная для транспортирования угля, грузов, проветривания, передвижения людей и т. д. Печь, проводимую по полезному ископаемому между откаточным и вентиляционным штреками для подготовки очистной выработки, называют разрезной.
Лава — подземная очистная горная выработка значительной протяжённости (от нескольких десятков до нескольких сот метров), один бок которой образован массивом угля (забоем лавы), а другой — закладочным материалом или обрушенной породой выработанного пространства. Имеет выходы на транспортный и вентиляционный выемочные штреки или на просеки.
Элементы лавы:
· выработанное пространство (вынутая часть массива)
· площадь между плоскостью забоя и выработанным пространством
· призабойное пространство (прилегает непосредственно к забою)
Скважина — горная выработка круглого сечения, пробуренная с поверхности земли или с подземной выработки без доступа человека к забою под любым углом к горизонту, диаметром не более 2 метров. Бурение скважин проводят с помощью специального бурового оборудования По назначению скважины подразделяются на: разведочные, эксплуатационные, вспомогательные, специальные, взрывные, опорные, параметрические, поисковые. Средняя глубина добывающих скважин на данный момент в различных нефтегазовых провинциях Российской Федерации составляет 1500 — 3000 м, в перспективе из-за выработанности существующей ресурсной базы углеводородов России она может достигнуть значения 4000 — 6000 м, что повлечёт удорожание себестоимости добычи 1 условной тонны нефти (1000 условных кубометров газа) в 2 раза.
Сбойка — подземная горная выработка (горизонтальная или наклонная), соединяющая две близко расположенные выработки, например, штрек и просек.
Камера — горная выработка, имеющая при сравнительно больших поперечных размерах небольшую длину и предназначенная для размещения оборудования, материалов и инвентаря или для санитарных и других целей. В зависимости от назначения камеры бывают насосные, подземной электроподстанции, подземного бункера и т.д
Околоствольный двор — совокупность выработок, служащих для соединения шахтного ствола (стволов) со всеми остальными выработками шахты и для размещения некоторых общешахтных производственных служб (водоотлива, электроподстанции, электровозного гаража, склада противопожарного инвентаря и т.д.).
Подземное сооружение — объект промышленного, культурного, оборонного и коммунального назначения, создаваемый в массиве горных пород под дневной поверхностью.
Камерная выработка — горная выработка, имеющая при сравнительно больших поперечных размерах небольшую длину.
По назначению камерные выработки бывают: хозяйственные (аграрные предприятия, хранилища, склады, гаражи, автостоянки); объектов гидроэнергетики (машинные залы, насосные станции); социального назначения (библиотеки, спортзалы, кинозалы, бассейны, больницы, музеи, научные центры); экологического назначения (хранилища-могильники для радиоактивных отходов и вредных веществ, опасные производства); оборонного назначения.
Угольная шахта в разрезе: 1 — штреки; 2 — угольный пласт;3 — бремсберг; 4 — ходки; 5 — надшахтные здания стволов;6 — административно-бытовой комбинат; 7 — склад; 8 — ;9 — террикон.
Рис. 3 — Виды подземных горных выработок: 1, 2, 16 — стволы (вертикальный, наклонный и слепой), 3 — штольня, 4, 7, 9, 14 — штреки (вентиляционный, откаточный, промежуточный и полевой), 5 — орт, 6 — скат, 8, 12, 15 — квершлаги (восточный, околоствольный и западный), 10 — уклон, 11 — камера, 13 — зумпф, 17, 23 — ходки (камерный и бремсберговый), 18 — гезенк, 19 — сбойка, 20 — шурф, 21 — бремсберг, 22 — просек
Дата добавления: 2020-11-27 ; просмотров: 1055 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Источник: studopedia.net
Что такое строительство горной выработки
Работы, производимые при добыче полезного ископаемого или породы, называют горными работами. В результате ведения горных работ в толще земной коры образуются пустоты (искусственные полости), которые называют горными выработками.
Горные выработки весьма разнообразны по своей форме, размерам, назначению и положению в пространстве. Различают выработки открытые, расположенные у земной поверхности и имеющие незамкнутый контур поперечного сечения, и подземные — с замкнутым контуром поперечного сечения, расположенные на некоторой глубине от поверхности. Среди подземных выделяют протяженные, очистные выработки и камеры. Протяженные выработки имеют обычно большую длину и незначительные размеры поперечного сечения. По положению в пространстве они разделяются на вертикальные, горизонтальные и наклонные.
Вертикальные горные выработки (рис. 1.3). Шахтные стволы — выработки, имеющие непосредственный выход на земную поверхность и предназначенные для обслуживания подземных работ. В зависимости от назначения стволы могут быть главными, вспомогательными и вентиляционными. Главный ствол служит для подъема угля и породы на поверхность; вспомогательный — используют для спуска и подъема людей, машин, материалов, выдачи породы; вентиляционный — предназначен для подачи в шахту свежего или выдачи из шахты загрязненного воздуха.
Гезенк — выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность и предназначенная для спуска угля с верхнего горизонта на нижний под действием собственного веса, для передвижения людей, для канализации, проветривания и др.
Слепой ствол — выработка, которая также не имеет выхода на земную поверхность и предназначена для обслуживания подземных работ: подъема полезного ископаемого, проветривания, спуска и подъема людей. Слепые стволы проходят при вскрытии части месторождения полезного ископаемого, которая расположена ниже горизонта, ранее вскрытого пройденными с поверхности выработками.
Шурф — выработка небольшого сечения и длиной до 50— 60 м, имеющая непосредственный выход на земную поверхность и предназначенная для разведки полезного ископаемого или для обслуживания подземных работ: спуска крепежного леса, вентиляции, подачи закладочного материала и др. Шурф, в отличие от ствола, обычно не оборудован механическим подъемом, но имеет специальное отделение с полками и лестницами, используется в качестве запасного выхода.
Скважина — выработка, пройденная выбуриванием горных пород, имеет круглое сечение диаметром до 2 м и более.
Источник: industry-portal24.ru
Кафедра «Шахтное и подземное строительство»
Строительная геотехнология. Строительство подземных горных выработок. Раздаточный материал к лекционным занятиям. / Сост. Требуш Ю.П. — Красноярск. ИГДГиГ ФГАОУ ВО СФУ. 2015. – 95 с.
| Элементы залегания рудных тел . |
| Подземные горные выработки ………………………………………….. |
| Горные породы и горное давление …………. ………………………… |
| Формы поперечного сечения выработок ……………………………… |
| Размещение коммуникаций в выработке..……………………………. |
| Крепление горных выработок …………………………………………. |
| Деревянная крепь …………………………………………………. |
| Металлическая крепь ……………………………………………… |
| Анкерная крепь ………. |
| Бетонная крепь …………………………….……………………….. |
| Каменная крепь …………………………………………………….. |
| Железобетонная крепь ……………………………………………. |
| Затяжка ..……………………………………………………………. |
| Временные крепи …………………………. |
| Крепь наклонных выработок ……………………………………… |
| Проведение горизонтальных горных выработок с БВР …………….. |
| Проведение горизонтальных горных выработок комбайнами…….. |
| Прочие способы проходки горизонтальных выработок ………………. |
| Проведение наклонных горных выработок…………………………. |
| Проведение восстающих выработок ..…………………………………. |
| Проведение выработок в неоднородных породах …………………..… |
| Предохранительная среда при взрывных работах ……………….. |
| Вспомогательное оборудование при проходке выработок………….. |
| Строительство стволов …………………………………………………. |
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Справочник инженера шахтостроителя. Том 1 — М.: Недра, 1983.- 423 с.
2. Справочник инженера шахтостроителя. Том 2 — М.: Недра, 1983.- 440 с.
3. Справочник по горнорудному делу / Под ред. В.А.Гребенщика, Я.С.Пыжьянова, И.Е.Ерофеева.- М.: Недра, 1983.- 423 с.
4. Правила технической эксплуатации рудников, приисков и шахт, разрабатывающих месторождения цветных, редких и драгоценных металлов.- М.: Недра, 1980.- 110 с.
5. Строительство горных выработок в сложных горнотехнических условиях: Справочник / Под ред. Б.А. Картозия. — М.: Недра, 1992.
6. Федунец Б. И. Технология проведения горных выработок в крепких породах комбайнами. — М.: МГИ, 1988.
7. Шахтное и подземное строительство: Учеб. для вузов / Б.А. Картозия, Ю.Н. Малышев, Б.И. Федунец и др. — М.: Изд-во АГН, 2003. — Т. I, II.
Проходка восстающих с КПВ
 |
 |
| Кабина КПВ | |
 |
 |
 Каменная крепь |
 Железобетонная монолитная крепь |
 Железобетонная рамная крепь |
 Ж/бетонная тюбинговая крепь |
 Смешанная крепь |
 Смешанная крепь |
 Предохранительная крепь |
 Проходка комбайном |
 |
 |
Элементы залегания рудных тел
Лежачий бок – протяженная в двух направлениях поверхность залежи полезного ископаемого, ограничивающая ее со стороны подстилающих вмещающих пород бока (поверхность A’B’C’D’).
Висячий бок – протяженная в двух направлениях поверхность залежи, ограничивающая ее со стороны налегающих вмещающих пород (поверхность ABCD).
К элементам залегания, характеризующим направления распространения залежи в земной коре, относятся:
– угол падения (a) – острый угол между лежачим боком залежи и горизонтальной плоскостью;
– вкрест простирания – горизонтальное направление перпендикулярное линии простирания;
– падение – направление сверху вниз, перпендикулярное линии простирания и параллельное поверхностям лежачего и висячего боков залежи;
– восстание – направление снизу вверх, перпендикулярное линии простирания и параллельное поверхностям лежачего и висячего боков залежи.
– мощность залежи (m) – среднее расстояние между лежачим и висячим боками залежи по нормали (нормальная мощность)
– длина залежи по простиранию (Lп);
– протяженность залежи по падению (восстанию).
– глубина верхней границы залежи (HВ);
– глубина распространения залежи (H).
Подземные горные выработки
Рис. 1. Горные выработки:
1 — вертикальный ствол; 2 — восстающий; 3 — шурф; 4 — штольня; 5 — квершлаг,
6 — полевой штрек; 7 — рудный штрек; 8 — орт; 9 — околоствольный двор;
Горные выработки
Крепление выработок деревянной крепью
 |
 |
Выработки, закрепленные металлической рамной крепью
 |
 |
Крепление горизонтальных выработок металлическими тюбингами
 |
 |
Выработки с бетонной крепью
 Набрызг-бетонная крепь |
 Монолитная бетонная крепь |
Цементация горных пород
Рис. 8. Расположение и оборудование цементационных скважин при тампонировании из забоя:
а — расположение тампонажных скважин;
б — оборудование головки направляющих трубок
Битумизация горных пород
Рис. 9. Схемы предварительной битумизации при проведении стволов: а — с поверхности земли; б — из забоя ствола;
1 — породы, подлежащие битумизации; 2 – подстилающие плотные породы; 3 — битумная завеса; 4 — битумизационные скважины;
5 — нагнетатели; 6 — насос; 7 — битумоварочный котел;
8 — трансформтор
 |
Рис. 1. Схема определения горного давления в наклонной выработке В наклонных выработках давление на крепь раскладывается на две составляющие (рис.1): (при α=0-45 град.): где: P, N, T – соответственно вертикальная, перпендикулярная и продольная составляющие горного давления, mc/м; α — угол наклона выработки, град. |
АРМИРОВАНИЕ СТВОЛОВ
Рис. 1. Виды жесткой армировки стволов:
а – жесткая с продольными расстрелами;
б –- с распорно-консольными расстрелами;
1 – скип; 2 – одинарные боковые проводники; 3 – лестничное отделение; 4 – клеть; 5 — боковые двусторонние проводники; 6 — главные расстрелы; 7 — вспомогательные расстрелы; 8 – консольно-распорные расстрелы
Рис. 2. Схема крепления коробчатых расстрелов анкерами:
а — узел крепления расстрела к бетонной крепи;
б — анкер УШС; в — анкер типа Ц
Проходка стволов бурением
Рис. 1. Схемы проходки стволов бурением
а – проходка стволов со штангой и оборудованием для транспортировки материала с помощью воздуха (проходка стволов на полное сечение без предварительного бурения);
б – проходка стволов с бурением опережающей скважины с последующим её расширением (технология Рейсборен);
в – проходка стволов способом бурения с буровой машиной без штанги с технологией предварительного бурения (Рейсборен) по технологии V-Mole.
Проходка стволов с БВР
Рис. 2. Последовательная схема сооружения стволов:
а — выемка породы; б — возведение постоянной крепи; 1 — подвесной полок; 2 — временная крепь; 3 — опорные венцы 4 — постоянная крепь
Бадейный водоотлив
 |
Водоотлив с помощью насосов
Рис. 1. Схемы водоотлива при строительстве стволов:
а, б – двухступенчатая; в — одноступенчатая а — без перекачных станций; б — с перекачной станцией ;
1 — забойный насос; 2 — подвесной проходческий насос; 3 — водоотливной став подвесного насоса; 4 -горизонтальный насос; 5 — водосборник;
6 — водоотливной став горизонтального насоса
| Рис. 1. Схема расположения подъемных машин и проходческих лебедок вокруг ствола: 1 — подъемная машина, 2 — лебедка для подвесного полка, 3 — лебедки для труб сжатого воздуха, 4— лебедка для подвесного насоса, 5 — лебедка для вентиляционных труб, 6 — лебедки для направляющих канатов, 7 — состав вагонеток, 8 — вентилятор, 9, 10, 11, 12 и 13 — кабельные лебедки для кабелей взрывания, освещения и насосов, 14 — лебедка для натяжной рамы, 15 — бетонно-растворный узел, 16 — электровоз |
| Погрузка породы в стволе | Разработка породы в устье ствола |
 |
|
| Крепление устья ствола металлическими тюбингами | Временная подвесная крепь устья ствола |
Буровзрывным способом
Рисунок 1 – Последовательность работ при проходке выработки
 Рис. 2. Конструкция шпуровых зарядов |
 |
ПОДВЕСНЫЕ ПОЛКИ
Рис. 1. Схема размещения проходческого оборудования в стволе диаметром 6,5 м:
2 — вентиляционный став трубы;
3 — бетонопроводы;
4 — став труб сжатого воздуха;
5 — трубы водоотлива;
6 — спасательная лестница;
7 — канаты подвесного полка:
8 — направляющие канаты
 |
 Рис. 3. Схема подвесного проходческого двухэтажного полка 1 — этажные площадки; 2 — направляющие лыжи; 3 — подвесное устройство; 4 — раструб, 5 — распорные домкраты; 6 — лестница |
| Рис. 2. Схема подвесного проходческого трехэтажного полка-каретки |
Проходческие копры
 |
 |
| Рис. 1. Проходческие копры конструкции ВНИИОМШСа: а — шатровый; б — укосный; 1 — надстройка; 2 — тельфер; 3 — подшкивная площадка; 4 -шкив; 5 — ноги копра; 6 — лестница; 7 — разгрузочный станок; 8 — желоб; 9 — нижняя приемная площадка; 10 — укосина |
 |
 |
| Рис. 2. Бадья БПС: а — конструкция бадьи; б — схема разгрузки бадьи | Рис. 3. Бадья БПН: a — направляющая рамка; б — схема разгрузки бадьи |
Забойка шпуров и скважин
Песчано-глиняная забойка
 |
Рис. 1. Пневмозабойник: 1 – трубка для подачи песка в шпур; 2 – крышка; 3 – завес; 4 – бункер; 5 – днище с завихривающими лопастями внутри; 6 – трубка для сжатого воздуха; 7 – воздушный кран; 8 — замок |
Гидрозабойка
 |
 |
| Рис. 2. Конструкция комбинированной забойки: 1 – заряд; 2 – запирающая забойка; 3 – водяная забойка | Рис. 3. Ампула с обратным клапаном |
 |
 |
| Рис. 4. Ампула с омпенсирующей складкой конструкции КНИУИ: 1 – полиэтиленовая ампула; 2 – припаянная полоска из полиэтилена | Рис. 5. Самоудлиняющая ампула конструкции ИГД им. А.А.Скочинского: 1 – корпус ампулы; 2 – обратный клапан; 3 – подворачиваемая часть ампулы; 4 — отросток |
ПРОХОДЧЕСКИЙ ПОДЪЕМ
 |
 |
 |
| Рис. 2. Передвижная проходческая подъемная машина ППМ-2/1,5: а — общий вид; б — план |
Рис. 3. Проходческий комплекс КС-14:
1 — породопогрузочная машина; 2 — монорельс погрузочной машины;
3 — проводник; 4 — самоопрокидной скип; 5 — разгрузочное устройство; 6 — подъемная установка и копер; 7 — оборудование для задавливания крепи;
8 — кран для монтажа крепи; 9 — подвесной проходческий полок
СТРОИТЕЛЬСТВО стволОВ
ПРОХОДКА УСТЬЯ СТВОЛА
И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОТХОДА
Рис. 1. Конструкция устья ствола
Рис. 2. Комплекс оборудования КПШ-2:
1 — пневмопогрузчик КС-3; 2 — универсальная рама-шаблон; 3 — автокран
К-51; 4 — кран-экскаватор Э-505-А; 5 — бадья; 6 — подвесная опалубка;
Источник: lektsia.com
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГОРНЫХ РАБОТАХ И СВОЙСТВАХ ГОРНЫХ ПОРОД
Горные выработки — сооружения в недрах Земли или на ее поверхности, созданные в результате ведения горных работ и представляющие собой полость в массиве пород. В зависимости от назначения их подразделяют на разведочные и эксплуатационные.
Установленные в ГОСТ Р 57719—2017 «Горное дело. Выработки горные. Термины и определения» термины расположены в систематизированном порядке, отражающем систему понятий в области горного дела в части горных выработок горнодобывающих предприятий.
Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин.
Разведочные горные выработки проводят с целью поисков месторождения, определения запасов и характера залегания полезного ископаемого.
Эксплуатационные горные выработки проводят для добычи полезного ископаемого открытым или подземным способом. Они делятся на капитальные, подготовительные и очистные.
Забой — поверхность полезного ископаемого или вмещающих его пород, перемещающаяся в пространстве в процессе проходки выработки. Поверхности горных пород, ограничивающие выработку с боков, называют боковыми стенками (сверху — кровлей выработки, а снизу — ее подошвой или почвой).
Забой выработки в зависимости от направления проходки (вниз, по горизонтали или вверх) может располагаться в ее почве, боку и кровле.
Открытые и подземные горные выработки
Горные выработки подразделяются на открытые (рис. 1.1) и подземные (рис. 1.2—1.4).
К открытым горным выработкам относят копуши, канавы, траншеи, расчистки (рис. 1.1, а, б), карьеры (рис. 1.1, в), разрезы. Их проводят на разных стадиях поисково-разведочных работ и при разработке месторождений полезных ископаемых.
При геологических съемках и поисках месторождений с целью создания искусственных обнажений и для взятия образцов пород в наносах проводят небольшие ямообразные выработки сечением 0,6 х 0,6 м и глубиной 0,4—0,6 м, называемые копушами. Поскольку глубина такой выработки меньше ее длины (или диаметра), осевая линия располагается горизонтально, а контур поперечного сечения незамкнутый, копуши следует относить к открытым горно-разведочным выработкам.
Рис. 1.1. Открытые горные выработки:
а — канава; б — траншея; в — карьер
Рис. 1.2. Схема расположения подземных горных выработок:
- 1 — ствол шахты; 2 — квершлаги; 3 — слепой ствол; 4 — штреки; 5 — орты;
- 6 — штольни; 7 — шурфы; 8 — рассечка; 9 — восстающий
Канава — открытая горная выработка с сравнительно малыми размерами трапецеидального или прямоугольного поперечного сечения значительной длины и небольшой глубины, проводимая при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых. Глубина канав обычно не превышает 4 м; длина их значительно больше глубины и измеряется десятками, а в некоторых случаях и сотнями метров. Канавы проводят для защиты горных выработок от затопления ливневыми или паводковыми водами, понижения уровня подземных, отвода карьерных и шахтных вод и других целей.
Рис. 1.3. Схема расположения подземных горных выработок:
- 1,2, 16 — стволы (вертикальный, наклонный и слепой); 3 — штольня;
- 4, 7, 9, 14 — штреки (вентиляционный, откаточный, промежуточный и полевой); 5 — орт; 6 — скат; 3, 12, 15 — квершлаги (восточный,
околоствольный и западный); 10 — уклон; 11 — камера; 13 — зумпф;
- 17,23 — ходки (камерный и бремсберговый); 18 — гезенк; 19 — сбойка;
- 20 — шурф; 21 — бремсберг; 22 — просек
Траншея — открытая горная выработка с трапециевидной формой поперечного сечения, ограниченная снизу подошвой (дном), а с боков наклонными плоскостями (по длине — бортами, по ширине — торцами).
Разведочные траншеи отличаются от разведочных канав в основном значительно большими размерами и формой поперечных сечений, обеспечивающих устойчивость боков выработки без применения крепления.
При разработке месторождений широко применяют разрезные траншеи, которые являются транспортными выработками, а также дренажные траншеи для отвода воды. Площади поперечных сечений разведочных траншей могут измеряться десятками, а эксплуатационных — сотнями квадратных метров.
Рис. 1.4. Схема расположения подземных горных выработок:
- 1 — вертикальный ствол; 2 — восстающий: 3 — шурф; 4 — штольня;
- 5 — квершлаг; 6 — полевой штрек; 7 — штрек; 8 — орт;
- 9 — околоствольный двор
Карьер — горное предприятие, представляющее собой совокупность разнообразных горных выработок (траншей, котлованов, рудоспусков и др.) и осуществляющее разработку месторождений полезных ископаемых открытым способом. Карьеры применяют не только для добычи, но и для разведки и попутной добычи (например, при разведке кварцевого сырья).
Разрез — горное предприятие по добыче угля открытым способом, представляющее собой обычно комплекс, состоящий из карьера, погрузочно-транспортного и отвального хозяйства, ремонтномеханических мастерских, иногда обогатительной фабрики.
Месторождение, разрабатываемое открытым способом, разделяется на отдельные горизонтальные слои, обычно с учетом изменения качества полезного ископаемого или наличия пустых пород. Разработка каждого верхнего слоя опережает разработку нижнего, поэтому карьер приобретает уступчатую форму.
Подземные горные выработки по сравнению с открытыми характеризуются большим разнообразием (см. рис. 1.2—1.4): вертикальные, горизонтальные и наклонные.
Подземные выработки, имеющие сопоставимые размеры по длине, высоте и ширине (сравнительно короткие выработки с большой площадью поперечного сечения), называют камерами. Они предназначены для установки машин, хранения оборудования, материалов ит. п. В них устраивают подземные склады для взрывчатых материалов, устанавливают буровые снаряды и станки для бурения скважин, лебедки и другое оборудование.
Существуют очистные выработки, образуемые вследствие выемки полезного ископаемого. Они служат для подготовки блока к выемке. Эти выработки сохраняют только в момент выемки полезного ископаемого из блока. К очистным выработкам относят рудоспуски, выработки горизонтов вторичного дробления и скреперования.
К вертикальным горным выработкам относят шурфы и стволы шахт. Шурфом называют вертикальную подземную горную выработку обычно малого сечения и небольшой глубины, имеющую непосредственный выход на поверхность и предназначенную для разведочных целей, обслуживания подземных горных или взрывных работ. Глубина разведочных шурфов составляет от 20 до 40 м, а площадь поперечного сечения — от 1 до 4 м 2 . На шахтах шурфы используют в качестве вспомогательных выработок для соединения подземных горизонтальных выработок с поверхностью. На карьерах шурфы применяют для размещения в них зарядов при взрывных работах.
Шахтным стволом называют вертикальную или наклонную горную выработку круглого или прямоугольного сечения, имеющую непосредственный выход на поверхность и предназначенную для обслуживания подземных работ в пределах всего шахтного поля, его крыла или блока. Стволы разведочных шахт проходят на глубину до 150 м, а в некоторых случаях до 400 м и более; площадь поперечного сечения их составляет от 4 до 20 м 2 .
Вертикальная подземная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность, предназначенная для обслуживания подземных работ, называется слепым стволом.
Стволы служат для подъема полезного ископаемого и пустой породы, спуска и подъема людей, оборудования и грузов различного назначения. Через шахтный ствол осуществляют энергоснабжение и вентиляцию добычных забоев, водоотлив. Оборудуют стволы подъемными установками, а по ним прокладывают электрические кабели, трубы для воды и сжатого воздуха.
К горизонтальным подземным выработкам относят штольни, квершлаги, штреки, рассечки и орты.
Штольня — горизонтальная выработка, имеющая непосредственный выход на земную поверхность и предназначенная для обслуживания подземных работ. Штольни бывают разведочные и эксплуатационные, а также откаточные, вентиляционные и водоотливные.
Квершлаг — горизонтальная подземная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность, проведенная по вмещающим породам вкрест простирания месторождения и используемая для транспорта, вентиляции, передвижения людей, водоотлива, прокладки электрических кабелей и линий связи. Устье квершлага, как правило, располагается в боковой стенке камерной выработки, ствола или штольни.
Штрек — горизонтальная подземная горная выработка, проведенная по простиранию наклонно залегающего месторождения или в любом направлении при горизонтальном его залегании. Штреки, проводимые по пустым породам, называют полевыми.
Рассечка — горизонтальная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность и проводимая с целью поиска и разведки полезных ископаемых из шурфов, штолен, штреков или восстающих вкрест простирания горных пород. Длина рассечек небольшая — 20—30 м, реже 50—100 м.
Горизонтальную горную выработку для добычи полезного ископаемого, пройденную вкрест простиранию пласта, не имеющую непосредственного выхода на поверхность, называют ортом, устье которого располагают в боковой части штрека.
К наклонным горным выработкам относят шурфы и стволы шахт (когда их ось не вертикальна), а также уклоны, восстающие бремсберги, гезенки, печи, просеки.
Уклон — подземная наклонная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность и предназначенная для подъема полезного ископаемого. Нередко используется для подачи свежего воздуха с верхних горизонтов на нижние.
Восстающим называют подземную вертикальную или наклонную горную выработку, проводимую по восстанию залежи (пласта) и служащую для проветривания, передвижения людей, спуска полезного ископаемого или породы, доставки материалов и оборудования, подачи энергии и воды, а также для разведочных целей.
Бремсберг — подземная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность, создаваемая по направлению падения пласта или залежи полезного ископаемого и предназначенная для спуска полезного ископаемого на откаточный горизонт этажа или шахты. Оснащен конвейерной установкой.
Гезенк — вертикальная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность и предназначенная для спуска полезного ископаемого на откаточный горизонт. Может быть использован также для вентиляции и спуска (подъема) людей, оборудования.
Печь — подземная горная выработка, проводимая по восстанию продуктивного пласта или залежи и предназначенная для проветривания, передвижения людей и транспортирования грузов.
Просек — подземная горная выработка, создаваемая обычно в толще полезного ископаемого по простиранию и предназначенная для проветривания, передвижения людей и транспортирования грузов. Соединяется со штреком обычно с помощью печей.
Около ствольный двор — совокупность выработок, служащих для соединения шахтного ствола с остальными выработками шахты и размещения некоторых общешахтных производственных служб (водоотлива, электроподстанции, электровозного гаража, склада противопожарного инвентаря).
Источник: studme.org