Подземная выработка это в строительстве

Разработка угольных месторождений производится двумя спо­собами: подземным и открытым. Производственное горное пред­приятие, осуществляющее разработку угольного месторождения подземным способом, называется угольной шахтой. В понятие шахта включают комплекс подземных горных выработок и все относящиеся к ней наземные сооружения.

Производственное горное предприятие, осуществляющее раз­работку угольного месторождения открытым способом, называет­ся угольным карьером (разрезом). В понятие «карьер» включают комплекс открытых горных выработок и все относящиеся к нему наземные сооружения.

Чтобы использовать полезное ископаемое, залегающее в нед­рах земли, необходимо открыть доступ к нему, отделить его от общей массы пород и выдать на поверхность. Работы, которые производят при выемке полезного ископаемого или при подготовке его к выемке, называются горными. В результате этих работ в тол­ще полезного ископаемого или пустых пород образуются свобод­ные пространства, которые называются горными выработками.

Видеолекция «Горные выработки»

По отношению к земной поверхности различают открытые и подземные горные выработки. Открытыми называют горные выработки, проводимые на поверхности земли. Они имеют незамк­нутый контур поперечного сечения. Подземными называют горные выработки, проводимые на некоторой глубине от поверхности.

Горные выработки (так же, как и горные работы) в зависимо­сти от назначения подразделяются на разведочные и эксплуата­ционные. Разведочные выработки проводят с целью отыскания и разведки полезного ископаемого, а эксплуатационные — с целью его добычи.

Горные выработки подразделяются на капитальные, подготови­тельные и очистные. Капитальными называются выработки, которые обеспечивают доступ к месторождению. К ним относятся шахтный ствол, квершлаг и др.

Подготовительными (откаточный штрек, уклон, проме­жуточный штрек и др.) называются выработки, с помощью кото­рых подготавливают месторождение для ведения очистных работ.

Очистными называются выработки, предназначенные для непосредственной добычи полезного ископаемого (камера, лава).

Камера — очистная горная выработка с забоем небольшой протяженности, ограниченная со всех сторон массивом полезного ископаемого и вмещающими породами. Камерой называют также капитальную горную выработку, имеющую при сравнительно боль­ших поперечных размерах небольшую длину и предназначенную либо для размещения оборудования (насосная камера, вентилятор­ная камера, подземная подстанция и т. п.), либо для хозяйствен­ных и санитарных целей (камера ожидания, диспетчерская, меди­цинский пункт). Различают также камеры дробления, смеситель­ную и т. д.

Лава — подземная очистная горная выработка значительной протяженности (иногда 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 угля в за­бое, а образовавшееся выработанное пространство заполняют по­родой или обрушают. Лава имеет прямоугольную форму попереч­ного сечения.

Подземные горные выработки делят на вертикальные, наклон­ные и горизонтальные (рис. 4).

К группе вертикальных горных выработок относят шурфы, стволы разведочных и эксплуатационных шахт, слепые стволы, скважины, а также гезенки.

Шахтный ствол — горная выработка, имеющая непосред­ственный выход на земную поверхность и предназначенная для об­служивания подземных работ. Шахтные стволы в зависимости от основного назначения делят на главные и вспомогательные. Пер­вые служат для подъема по ним полезного ископаемого на по­верхность. Вторые используются для разных целей.

В зависимо­сти от назначения они бывают вентиляционными, водоотливными, закладочными и т. д. Одни и те же стволы часто выполняют раз­личные функции. Форму поперечного сечения шахтных стволов в основном выбирают круглой.

Стволом разведочной шахты называют проводимую с поверх­ности вертикальную горную выработку, предназначенную для де­тального изучения разведываемого месторождения полезного иско­паемого. Поперечные размеры и глубина стволов разведочных шахт обычно больше, чем шурфов.

Слепой шахтный ствол — вертикальная подземная вы­работка, не имеющая непосредственно выхода на поверхность и предназначенная для обслуживания подземных работ (в первую очередь для подъема полезного ископаемого с нижних горизонтов на верхние).

Гезенк — вертикальная горная выработка, не имеющая непо­средственного выхода на земную поверхность. Гезенки служат для спуска полезного ископаемого, вентиляции, а также для про­кладки по ним электрических кабелей и разного рода трубо­проводов.

Шурф — вертикальная (реже наклонная) горная выработка прямоугольного или квадратного сечения и небольшой глубины, имеющая непосредственный выход на земную поверхность и пред­назначенная для разведочных и эксплуатационных работ. Шурфы проходят иногда для проветривания или взрывных работ (массо­вых взрывов).

К группе наклонных выработок, имеющих непосредственный выход на поверхность, относятся наклонные шахтные стволы и наклонные шурфы. Назначение наклонных стволов и наклон­ных шурфов то же, что и одноименных вертикальных выработок.

К наклонным выработкам, не имеющим непосредственного вы­хода на поверхность, относят бремсберги, скаты, уклоны, ход­ки, печи.

Бремсберг — наклонная горная выработка, проведенная по пласту полезного ископаемого или по породе и предназначенная для спуска грузов с верхнего горизонта на нижний.

Уклоном называют наклонную горную выработку, проведен­ную по пласту полезного ископаемого и предназначенную для подъема по ней грузов с нижнего горизонта на верхний.

Скатом (рис. 5) называют наклонную горную выработку, проведенную по пласту полезного ископаемого и предназначенную для спуска по ней грузов под действием силы тяжести. Ска­ты часто имеют ходовые отделения, оборудованные лестницами для передвижения людей.

Ходком называют горную выработку, предназначенную для передвижения людей. Ходки проводят обычно рядом с другими выработками (бремсбергом, уклоном), так как передвижение лю­дей по наклонным выработкам, по которым перемещают грузы, не допускается.

Рис. 5. Схема ската:

1- ходовое отделение, 2 — отделение для спуска угля и породы

Печью называют наклонную горную выработку, проведенную по восстанию пласта и предназначенную для обеспечения начала очистных работ или проветривания, а также перемещения грузов.

К группе горизонтальных горных выработок относят штольни, квершлаги, штреки, орты и просеки.

Штольня (рис. 6)—горная выработка, имеющая непосред­ственный выход на поверхность и предназначенная для тех ж целей, что и вертикальный ствол шахты. Горизонтальная выра­ботка, имеющая два непосредственных выхода на поверхность, называется тоннелем.

Квершлагом называют горизонтальную или (реже) наклонную горную выработку, не имеющею непосредственного выхо­да на поверхность и предназначенную для вскрытия пластов. Квершлаги проводят вкрест про­стирания пласта

Штрек — горная выработка, проведенная по простиранию пла­ста и не имеющая непосредствен­ного выхода на поверхность. Обычно штрек проводят по пласту угля. В том случае, когда он проведен по породе, его называ­ют полевым.

Штреки могут проводиться для разных целей. Штреки, пред­назначенные для транспортирования угля, называют откаточными, для проветривания подземных выработок — вентиляционными. Раз­личают также штреки главный, панельный, этажный, ярусный, выемочный, промежуточный и аккумулирующий.

Просек — вспомогательная горизонтальная выработка, про­веденная в толще полезного ископаемого и предназначенная для проветривания или соединения выработок в процессе их про­ведения.

Орт — горная выработка, не имеющая непосредственного вы­хода на поверхность и проведенная вкрест простирания мощного пласта между его висячим и лежачим боками.

Рис. 6. Схема заложения штольни

1 — устье штольни; 2 – штольня

ОКОЛОСТВОЛЬНЫЕ ДВОРЫ И КАМЕРЫ

Для обеспечения операций, выполняемых с целью обслужива­ния подземного хозяйства шахты (в основном транспортных), в местах пересечения шахтного ствола с откаточным горизонтом устраивают околоствольные дворы Околоствольный двор (рис. 7) представляет собой совокупность горных выработок, соединяющих главный и вспомогательный стволы с главными откаточными или вентиляционными выработками

В околоствольном дворе сооружают насосную камеру, водо­сборник, склад противопожарных материалов, электровозное де­по, диспетчерскую, медпункт, электроподстанцию, ремонтную мастерскую и др. (рис. 8)

Насосную камеру обычно располагают вблизи ствола. Водо­сборник устраивают у насосной камеры на 3- 4 м ниже уровня околоствольного двора Назначение водосборника — собирать сте­кающую из горных выработок шахты воду.

Склад противопожарных материалов служит для хранения ава­рийного запаса материалов и инструмента, необходимых для борьбы с подземными пожарами. Материалы для тушения пожаров хранится в специальном поезде, состоящем из нескольких ва­гонеток.

Рис . 7 . Аксонометрическое изображение околоствольного двора

1 — главный ствол; 2 — вспомогательный ствол

Рис. 8. Схема кругового околоствольного двора для шахт производственной мощностью до 6000 т угля в сутки:

1— скиповой ствол; 2 — клетевой ствол; 3 — угольная разгрузочная яма; 4 — породная разгрузочная яма; 5 — камера ожидания; 6 — камера медпункта; 7 — камера центральной электроподстанции; 8 — камера главного водоотлива; 9 — водотрубный ходок; 10 — водосборник; 11 — камера осветляющих резервуаров; 12 — камера обезвоживающей установки; 13 — депо противопожарного поезда; 14 — гараж зарядная; 15 — ремонтная мастерская; 16 — камера выпрямительной подстанции; 17 — склад ВМ; 18 — путь для стоянки пассажирского состава; 19 — санузел

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 служит для ремонта, осмотра и стоянки электровозов. 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.

1. Что называют горной выработкой?

2. Какие выработки относят к капитальным, подготовительным и очист­ным?

3. Что Вам известно о видах вертикальных выработок и их назначении?

4. Для чего проводят наклонные и горизонтальные выработки и как их подразделяют?

5. Каково назначение околоствольных дворов и камер?

6. Какие выработки сооружают в околоствольном дворе и для чего они предназначены?

Источник: studopedia.ru

Подземные горные выработки

По сравнению с открытыми горными выработками подземные выработки характеризуются большим разнообразием.
Среди подземных выработок, длина которых значительно больше размеров поперечного сечения, выделяют в зависимости от положения оси выработки вертикальные, горизонтальные и наклонные. Некоторые подземные выработки имеют сопоставимые размеры длины, высоты и ширины (сравнительно короткие выработки с большой площадью поперечного сечения) и называются камерами.
Помимо этого различают так называемые очистные выработки, образуемые вследствие выемки полезного ископаемого.
Вертикальные горные выработки. К вертикальным горным выработкам относятся шурфы и стволы шахт. Шурфом налипают вертикальную или (реже) наклонную подземную горную выработку, обычно малого сечения и небольшой глубины, имеющую непосредственный выход на поверхность, предназначенную для разведочных целей, обслуживания подземных горных работ или для производства взрывных работ (рис. 2).

Разведочные шурфы проходят обычно до глубины 20—40 м. Шурфы могут иметь прямоугольную, квадратную или круглую форму поперечного сечения площадью от 1 до 4 м2. C помощью шурфов вскрывают и изучают толщу коренных горных пород. При значительной глубине шурфов из них иногда проводят небольшие подземные горизонтальные горные разведочные выработки (рассечки), длина которых не превышает, как правило, 10—30 м.
На шахтах шурфы используют в качестве вспомогательных выработок, соединяющих подземные горизонтальные выработки с поверхностью, например для вентиляции, Размеры этих шурфов могут быть значительно больше указанных выше.
На карьерах шурфы при производстве взрывных работ используют для размещения в них зарядов взрывчатых веществ.
Шахтным стволом называют вертикальную или наклонную подземную горную выработку, имеющую непосредственный выход на поверхность и предназначенную для обслуживания подземных горных работ, проводимых при разведке или разработке месторождений полезных ископаемых (см. рис. 2).
Стволы разведочных шахт проходят на глубину до 100—150 м, достигающую в некоторых случаях 300—400 м и более. Форма поперечного сечения стволов шахт обычно прямоугольная, площадь от 6 до 20 м2. Эксплуатационные стволы отличаются от разведочных большими размерами и более совершенным и долговечным оборудованием, форма поперечного сечения круглая или прямоугольная.
Вертикальная подземная выработка, не имеющая непосредственного выхода на поверхность, предназначенная для обслуживания подземных работ, называется слепым стволом (см. рис. 2). Устье слепого ствола располагают не на земной поверхности, а в почве или кровле подземной выработки. При разведке месторождений полезных ископаемых слепые стволы шахт применяют сравнительно редко.
Горизонтальные горные выработки. К подземным горизонтальным выработкам относят: штольни, квершлаги, штреки, рассечки и орты. Название горизонтальные выработки — несколько условно, поскольку большинство из них проводится с небольшим наклоном, облегчающим перевозку грузов и сток воды. Горизонтальные подземные выработки имеют прямоугольную, трапециевидную или сводчатую форму поперечного сечения площадью от 1,8 до 9 м2 и более. Длина этих выработок может быть весьма различна, длина штолен и штреков измеряется иногда километрами.
Штольнями называют горизонтальные подземные выработки, имеющие непосредственный выход на поверхность (см. рис. 2) и предназначенные для обслуживания подземных разведочных или эксплуатационных работ. Штольни проводят только при гористом рельефе местности, устье выработки располагают на склоне горы.
Квершлагом называют горизонтальную подземную горную выработку, не имеющую непосредственного выхода на поверхность, проводимую по вмещающим породам вкрест простирания или под некоторым углом к простиранию пород и предназначенную для обслуживания подземных разведочных или эксплуатационных работ. Устье квершлага может располагаться в боковой стенке камерной выработки, ствола или штольни.
Штрек ом называют горизонтальную подземную горную выработку, не имеющую непосредственного выхода на поверхность, проводимую в разведочных или эксплуатационных целях по простиранию наклонно залегающему месторождению или в любом направлении при горизонтальном его залегании (см. рис. 2). В большинстве случаев штреки проводят по полезному ископаемому, однако при разработке, а иногда и разведке месторождений их могут проводить и по вмещающим породам. В последнем случае их называют полевыми.
Рассечкой называют подземную горизонтальную горную выработку, не имеющую непосредственного выхода на поверхность и проводимую в целях разведки из шурфов, штолен, штреков или восстающих вкрест простирания горных пород.
Ортом называют подземную горизонтальную горную выработку, не имеющую непосредственного выхода на поверхность и проводимую при подземной разработке месторождений вкрест простирания мощной залежи полезного ископаемого между висячим и лежачим боками или выходящую за пределы залежи до полевых штреков. Устье орта располагают в боку штрека.
Наклонные горные выработки. Промежуточное положение между вертикальными и горизонтальными выработками занимают наклонные выработки. Выделение их в самостоятельную группу обусловлено тем, что проведение этих выработок и транспортировка по ним грузов характеризуются специфическими особенностями. К наклонным выработкам в первую очередь следует отнести шурфы и стволы шахт в тех случаях, когда ось этих выработок не вертикальна.
Из наклонных подземных выработок, не имеющих непосредственного выхода на земную поверхность и используемых как при разведке, так и при разработке месторождений полезных ископаемых, рассмотрим уклоны, бремсберги и восстающие.
Уклоном называют наклонную подземную горную выработку, не имеющую непосредственного выхода на поверхность и предназначенную для подъема различных грузов при помощи механических устройств. Аналогичная выработка, предназначенная для спуска различных грузов при помощи механических устройств, называется бремсбергом.
Восстающим называют подземную вертикальную или наклонную горную выработку, проводимую по восстанию залежи (пласта) при разведке или разработке месторождений полезных ископаемых и предназначенную для изучения полезного ископаемого (разведочный восстающий) или для проветривания, передвижения людей и транспортировки грузов при разработке месторождений (см. рис. 2). Восстающие, пройденные по вмещающим породам, называют полевыми.
Камерные горные выработки являются в основном вспомогательными и предназначаются при разведке и разработке месторождений для установки машин, хранения оборудования и материалов; устройства подземных ремонтных мастерских и т. п.
Различные камерные выработки, в частности, располагают в околоствольных дворах; под околоствольным двором понимают совокупность транспортных и камерных выработок, расположенных около ствола шахты и предназначенных для обслуживания подземного хозяйства (рис. 3). Сопряжение околоствольного двора со стволом шахты оформляется в виде камеры, в которой осуществляются погрузочно-разгрузочные операции.

В систему выработок околоствольного двора входят насосная камера, в которой располагаются водоотливные установки, камера для ожидания, где горняки ожидают подъема на земную поверхность или доставки к рабочим участкам. Камеры подземной электроподстанции, электровозного депо, диспетчерской, медпункта и другие также располагаются в районе околоствольного двора. В камерных выработках устраиваются подземные склады взрывчатых материалов, устанавливаются буровые станки для бурения разведочных и взрывных скважин, лебедки и другое оборудование.
Очистные горные выработки. Выработка, предназначенная непосредственно для добывания полезного ископаемого, называется очистной. Формы и размеры этих выработок весьма различны; некоторые из них в процессе выемки полезного ископаемого приобретают конфигурацию разрабатываемой части месторождения, формы других зависят от принятого способа разработки.

Источник: fccland.ru

Горная выработка: определение понятия и классификация

Горное дело – это человеческие работы, что связаны с проведением исследований, освоения и использования недр нашей Земли.

Горная выработка – определение в геологии полости в части земной коры или на ее поверхности, полученной искусственным путем. Если говорить о назначении горных выработок, то делаются они с целью провести геологические процессы или другие горнотехнические работы.

Разновидности горных полостей

Разработка горных выработок проводится для определения месторождения полезных ископаемых. Насчитывается определенное количество классификации горных выработок.

По углу, что оставляет продольная ось выделяют такие виды горной выработки:

• горизонтальная горная выработка;
• наклонная полость;
• вертикальная горная полость.

Помимо вышеперечисленного выработки разделяют на:

• подземные (поверхностные);
• открытые.

Рассмотрим часть вышеперечисленных типов горных выработок конкретнее.

К вертикальным относится шахта, слепой ствол, шурф и иные. Шахта — это горная выработка, имеющая выход на поверхность. Ее цель – помогать в обслуживании процессов под землей на площади шахтного поля. Шахтный ствол (главный) проводит поднятие добытых ископаемых наверх. Имеются и вспомогательные стволы.

Так называют ту сеть стволов, что проводит поднятие и спуск рабочих, снаряжения и инструментов для проведения работ. Конечно стоит отметить и существующий вентиляционный ствол, что выполняет вентиляционные процессы в шахте.

Шурф – это название выработки малых глубин имеющей сечения в виде прямоугольника. Необходимость в шурфах в том, что они помогают в вентиляции и поднятии инструментов на поверхность.

Горизонтальная подземная горная выработка (глухая) – чаще всего штольни, орты и штреки. Штольни протяженные, напрямую проложены прямо к самому месторождению. Штольни выходят на земную поверхность. И их назначение помогать обслуживать шахтные работы под землей. Они бывают: главными и дополнительными, а также вентиляционными.

Штреки — это горизонтальная подземная горная выработка, что проводится по месторасположению залеганий расположенных под уклоном от 0 до 3°.

Орты — не выходят на поверхность, с углом уклона более чем 3°. Монтируются обычно вкрест месторождению. Монтаж таких выработок проводят для разработки больших пластов или же рудных залежей. С помощью ортов крепят рудные штреки.

Ниша – углубленное, специально созданное, камерной формы место на шахтах, для скрытия людей, оборудования и техники от движущегося по горной выработке транспорта.

К наклонной подземной горной выработке относится:

1. Уклон. Не оснащен выходом наверх, производит поднятие добытых природных материалов.
2. Скат – также не оснащен выходом наверх. Используется для спуска оборудования и грузов, что в состоянии двигаться благодаря своей же массе.
3. Ходок. С выходом на поверхность, с наличием лестниц. Используя ходки осуществляют передвижение работников шахт и транспортировку материалов и оборудования. Монтируется параллельно уклону, с расположением между камер вентиляции шахты.

Ниже приведена схема, где указаны элементы наименования выработок.

Крепеж горных полостей

Абсолютно все выработки оснащены наличием крепежа, который должен удовлетворять всем техническим и производственным нормам.

Проводят такое деление крепей:

• по материалу крепежа – бывают из дерева, бетона, бетонита, металла, собранными железобетонными, анкерными, смешанными;
• по виду выработок – подготовительными, а также капитальными;
• по времени функционирования – временные, а также постоянные;
• по типу конструкции – прямоугольной формы, трапециевидной, арочной, кольцевой и сводчатой;
• по виду функционирования – податливыми, а также жесткими.

Характеристика крепежных элементов из дерева отличается высоким показателем прочности и хорошей упругостью. Самыми подходящими является древесина хвойных видов деревьев. Уровень влажности должен быть 10-15 процентов. С целью увеличения времени эксплуатации дерево подвергают специальным пропиткам.

Крепежные материалы из металла, благодаря высочайшему показателю прочности, долгого срока эксплуатации и огнеупорности, используют достаточно часто.

Крепеж из бетона круглого вида и применим для: камеры, квершлагов, с большим эксплуатационным периодом и высоким давлением.

Существует и смешанной формы крепеж шахты включающий в себе 2 и более типа.

Рассматривая анкерный крепеж стоит заметить, что конструкция обустроена в скважинах анкеров, распределенных по границе подземных горных выработок в нужной последовательности. Это необходимо для увеличения показателя прочности массива породы, а также увеличить основные параметры устойчивости.

Осуществление горных рабочих процессов должны проводиться по изначально утвержденному плану с определенными последовательностями. Что обеспечит высокую производительность при общей автоматизации производства, а также существенно улучшит продуктивность труда.

Источник: 2cad.ru