Горная выработка — искусственная полость, сделанная в недрах земли или на поверхности.
Подземные горные выработки, независимо от наличия непосредственного выхода на поверхность, имеют замкнутый контур поперечного сечения. Выработки, расположенные на поверхности земли имеют незамкнутый контур поперечного сечения (канава, траншея).
В зависимости от назначения, различают горные выработки разведочные и эксплуатационные. Первые используют для поисков и разведки месторождений полезных ископаемых, вторые — для разработки месторождений, то есть для извлечения полезных ископаемых из недр. Эксплуатационные выработки, в свою очередь, в зависимости от назначения разделяются на вскрывающие, подготавливающие и очистные.
Вскрывающие выработки служат для вскрытия шахтного поля.
Подготовительные выработки сооружаются для подготовки шахтного поля к разработке.
В очистных выработках непосредственно ведется добыча полезных ископаемых в промышленных масштабах.
В зависимости от того, по каким породам пройдены выработки, они разделяются на пластовые и полевые. Первые проводятся по пласту полезного ископаемого, вторые по пустым породам.
Обзор древних горных выработок, анализ применяемых технологий
В зависимости от соотношения между площадью поперечного сечения выработки и ее продольным разрезом, различают выработки протяжённые и объёмные. В зависимости от положения в пространстве, протяжённые горные выработки разделяются на горизонтальные, наклонные и вертикальные.
Подземные горные выработки
Вертикальные горные выработки:
Горизонтальные горные выработки:
Наклонные горные выработки:
Прочие горные выработки:
Открытые горные выработки
Формы поперечного сечения горных выработок
Форма поперечного пересечения горизонтальных выработок устанавливается в соответствии с физико-механическими свойствами пород и состояния пород, по которым они проводятся, величины и направления горного давления, срока службы и принятой конструкции крепи. Если выработку не крепят, ей придаётся форма поперечного пересечения, которая приближается к форме свода естественного равновесия.
Прямоугольная форма (а) чаще всего используется при отсутствии бокового давления пород и в тех случаях, когда выработки крепятся деревянной, штанговой (анкерной) или смешанной крепью (бетонные стенки и перекрытия из металлических балок).
Трапециевидная сечение воспринимает как вертикальное, так и боковое давление. При этой форме выработки обычно крепят деревом, металлом, сборным железобетоном (б). Распространено при проведении нарезных выработок.
Полигональная форма принимается в том случае, когда выработки крепят железобетоном, реже — для усиления трапециевидной деревянной крепи (в).
Сводчатую форму применяют при каменной или бетонной крепи. При этом свод бывает трехцентровый (коробовый) и полуциркульный с прямолинейными или криволинейными стенами (г).
Арочное сечение используется при наличии вертикального и бокового давления горных пород (д). Обычно выработки крепятся металлическими арками разных конструкций.
Как давать ПРАВКИ дизайнеру на разработку дизайна карточки товара | FeedBack | Вэл Миронов
Круглая форма наиболее подходит при наличии всестороннего давления (е). В этом случае выработки крепят сборными железобетонными элементами, бетоном или металлическим креплением. Углеспускные скважины могут вообще не крепиться. Если один из компонентов горного давления значительно больше других, используется эллипсоидное сечение (ж, з).
Источник: dic.academic.ru
Типы горных выработок и их назначение
Потребности людей не ограничиваются только продуктами питания. Материальное производство направлено на все возрастающее количество и разнообразие потребления и базируется в основном на минеральных ресурсах. Последние сосредоточены в недрах, т. е. скрыты от наших глаз.
Поэтому для того, чтобы обнаружить и оценить их запасы, во многих странах организована геологоразведочная служба. Это также производство, но довольно специфическое, так как основной его продукцией является информация о недрах. В подготовке специалистов любой отрасли существуют два главных направления составляющих суть производства или его технологии: 1) изучение системы организации работ и 2) изучение технических средств, обеспечивающих производство с необходимой экономической эффективностью. В геологоразведочной отрасли первое это «методы поисков и разведки», а второе — «техника разведки».
Основным продуктом геологоразведочного производства является геологическая карта, на которой изображается структура недр изучаемой территории и дается информация о вещественном составе и полезных компонентах горных пород. Для составления геологических карт применяются три способа, 1) геологическая съемка или картирование на основе изучения естественных выходов горных пород, 2) бурение скважин, 3) проходка горных выработок.
Если в первом случае применяемые технические средства не отличаются сложностью и особым разнообразием – обычно это навигационные приборы, горный компас и геологический молоток, иногда полевые лаборатории, то во втором и третьем — это уже капиталоемкое производство с применением мощных технических средств. Выбор способов картирования зависит как от целей или масштаба работ, так и от степени обнаженности горных пород. При составлении региональных карт геологи опираются главным образом на первый способ, а на этапах оценки и разведки месторождений в большем объеме приходиться бурить и пробивать горные выработки. Совокупность работ, связанных с формированием горных выработок называется проходкой, а сами работы – горными.
Типы горных выработок и их назначение
Горные выработки это искусственные выемки в массиве горных пород. Назначение их может быть разным. Они применяются достаточно широко при разработке месторождений в горнодобывающей промышленности, при проведении геологоразведочных работ, как инженерные сооружения в фортификации или при создании коммуникационных и транспортных сетей. Размеры их самые разные.
Наиболее масштабные это системы связанных между собой выработок при отработке уникальных месторождений, как, например, Витватерсранд в Южной Африке. Протяженные системы подземных сооружений в метрополитенах многих крупных мегаполисов Мира, грандиозный тоннель, созданный под дном Ламанша, который соединяет Англию и Францию. В данном учебном пособии рассматриваются те выработки, которые применяются в геологии при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых, такие выработки называют геологоразведочными.
Прошли времена, когда люди спотыкались на развалах рудных тел, выходящих на дневную поверхность. Теперь геологу, чтобы найти месторождение, требуется видеть глубже. Для этого существуют различные методы и технологии, но наиболее надежными остаются бурение и проходка выработок.
А при отработке месторождений без горных выработок и вовсе не обойтись, при этом здесь применяются наиболее солидные по объему выемки горной массы — эксплуатационные. Если геологоразведочные служат геологам для кратковременного обнажения горных пород, вмещающих полезные ископаемые, то эксплуатационные – для длительного пользования уже при разработке месторождений горняками.
Эксплуатационные выработки по назначению подразделяются на капитальные, подготовительные и очистные. Первые служат для обеспечения доступа к месторождению с поверхности, вторые — для подготовки его к отработке, а третьи являются собственно эксплуатационными, то есть с их помощью производиться выемка полезного ископаемого. Названия горных выработок преимущественно германоязычные. Они в России укоренились со времен Петра I. и отражают различия между ними по ряду признаков: по связи с дневной поверхностью, по положению в пространстве относительно вектора силы тяжести, по ориентировке относительно залегания тел полезных ископаемых и вмещающих пород, по направлению перемещения забоя; по направлению перемещения грузов и т.д.
По отношению к дневной поверхности все горные выработки делятся на открытые (поверхностные) и подземные. Различать их можно по форме поперечного сечения. Для подземных это сечение замкнутое контуром стенок, а для открытых выработок контур поперечного сечения открыт со стороны дневной поверхности. Сам объем выработок для определения их типа при этом не имеет никакого значения. Горный карьер — огромная по объему выработка, но она открытая, также как и мелкая закопушка, а вот даже неглубокий шурф это уже подземная выработка.
Источник: megaobuchalka.ru
Горные выработки и их классификация
горные работы – работы по выемке полезного ископаемого или породы.
горные выработки – полости, которые образуются в толще земной коры в результате ведения горных работ. Горные выработки весьма разнообразны по своей форме, размерам, назначению и положению в пространстве (рис.3). Горные выработки, предназначенные для подготовки и разработки полезных ископаемых подземным способом, по положению в пространстве разделяются на вертикальные, горизонтальные и наклонные (рис.4).
 |
Рис.3. Классификация горных выработок
Перечислим виды вертикальных горных выработок:
· шахтные стволы (рис.4, поз.1 и 2) – вертикальные выработки, имеющие непосредственный выход на дневную поверхность и предназначенные для обслуживания подземных работ. Различают главные, вспомогательные и вентиляционные;
· гезенк (рис.4, поз.3) – выработка, не имеющая непосредственного выхода на дневную поверхность и предназначенная для спуска полезного ископаемого с верхнего горизонта на нижний, для передвижения людей, канализации воздуха и пр.;
· шурф (рис.4, поз.4) – выработка небольшого сечения глубиной до 50-60 м, имеющая выход на дневную поверхность и предназначенная для разведки полезного ископаемого или обслуживания подземных работ;
 Рис.4. Расположение горных выработок |
· скважина – выработка, пройденная выбуриванием горных пород, имеет круглое сечение диаметром от 0,04 до 2 м.
Среди горизонтальных горных выработок выделим следующие:
· штрек (рис.4, поз. 5) – выработка, не имеющая выхода на дневную поверхность и проводимая по простиранию пласта или залежи полезного ископаемого. В зависимости от назначения штреки подразделяются на откаточные (5) и вентиляционные (6), которые, в свою очередь, могут быть пластовыми и полевыми;
· квершлаг (рис.4, поз.7) – выработка, не имеющая выхода на дневную поверхность и проводимая по породам вкрест простирания или под углом к простиранию месторождения. Откаточные и вентиляционные квершлаги выполняют те же функции, что и штреки;
· просек (рис.4, поз.8) – выработка, проводимая параллельно штреку по пласту полезного ископаемого и используемая для проветривания штреков при их проведении и для транспортировки полезного ископаемого;
· штольня – горизонтальная горная выработка, имеющая непосредственный выход на дневную поверхность и предназначенная для вскрытия месторождения, целей вентиляции, водоотлива и разведки;
· орт – выработка, не имеющая выхода на дневную поверхность, проводимая в толще полезного ископаемого и служащая для соединения штреков, проведенных у кровли и почвы пластов.
В группу наклонных горных выработок входят следующие:
· наклонный ствол – наклонная выработка, имеющая выход на дневную поверхность и предназначенная для вскрытия месторождения и обслуживания подземных работ;
· бремсберг (рис.4, поз.9) – выработка, не имеющая выхода на дневную поверхность, расположенная по падению пласта или пород и предназначенная для спуска различных грузов при помощи механических устройств;
· уклон (рис.4, поз.10) – выработка, не имеющая выхода на дневную поверхность, пройденная по падению пласта или пород и предназначенная для подъема различных грузов с нижних горизонтов на верхний;
· ходок (рис.4, поз.11) – выработка, проводимая параллельно уклону или бремсбергу на расстоянии 20-30 м и предназначенная для проветривания, перевозки людей и грузов;
· печь (рис.4, поз.12) – выработка, проводимая по восстанию пласта и предназначенная для проветривания, передвижения людей, транспорта грузов и подготовки очистного забоя (разрезная печь);
· лава (рис.4, поз.13) – выработка, имеющая забой значительной протяженности, перемещающийся в результате ведения работ (выемки полезного ископаемого).
· околоствольный двор (руддвор) – комплекс выработок (служебные камеры, участки квершлагов или штреков и др.), расположенных около шахтных стволов и предназначенных для обслуживания подземных горных работ.
 |
Рис.5. Поперечные сечения горных выработок
Формы поперечного сечения выработок зависят от физико-механических свойств пород, срока службы, назначения, а также свойств материала крепи.
Наиболее распространенной формой поперечного сечения вертикальных стволов является круглая, реже прямоугольная или квадратная. В качестве крепи применяют монолитный бетон, железобетонные стальные или чугунные тюбинги (для стволов круглой формы поперечного сечения) и дерево для стволов прямоугольной и квадратной форм поперечного сечения.
Горизонтальным и наклонным выработкам при деревянной крепи придают форму прямоугольника или трапеции (рис.5, а, б), при бетонной – сводчатую форму (рис.5, в); при металлической – арочную (рис.5, г), при сборной железобетонной – полигональную (рис.5, д).
Выработки должны иметь такую площадь поперечного сечения, которая обеспечила бы перемещение по ним воздуха со скоростями, не превышающими допустимые по правилам безопасности:
| Выработка | Скорость, м/с |
| стволы для спуска-подъема: | |
| грузов | |
| людей | |
| квершлаги, вентиляционные штреки, капитальные бремсберги, уклоны | |
| прочие горные выработки, проводимые по углю и породе | |
| лавы (рабочее пространство очистных забоев) |
Для облегчения выбора размеров поперечного сечения выработок проектными организациями разработаны типовые сечения горизонтальных и наклонных горных выработок практически для любых горно-геологических условий, видов крепи и транспортного оборудования.
Шахта (рудник) – горное предприятие, осуществляющее добычу угля, руд и нерудных полезных ископаемых подземным способом. Понятием шахта объединяют наземные сооружения и совокупность подземных горных выработок.
шахта «Распадская» (Кузбасс) – самая крупная среди угольных шахт России – имеет проектную мощность 7,5 млн т в год; годовая проектная мощность железорудной шахты «Гигант» (Кривой Рог) 12 млн т. Наибольшая глубина ведения горных работ по добыче угля достигнута в Индии (1600 м), добыча железных руд в Кривом Роге в ближайшие годы будет производиться на глубинах более 1500 м.
Самые глубокие шахты в мире по добыче золота, серебра и алмазов находятся в Индии («Чемпион-Риф») и ЮАР («Витватерсланд» и др.); их глубина достигает 4,5-5 км.
шахтное поле – часть месторождения, отведенная для разработки одной шахте. Границами шахтного поля являются условные поверхности, ограничивающие его по простиранию и падению (рис.6). В случае негоризонтального залегания обычно различают границы по восстанию (верхняя граница), падению (нижняя граница) и простиранию (боковые границы).
Шахтное поле имеет два размера: длину по простиранию и ширину по падению. Длина шахтного поля по простиранию достигает 20 км, по падению 4-5 км.
При подземных горных работах из угля и вмещающих пород в горные выработки выделяется газ метан. Различают обычное, суфлярное и внезапное выделения метана. Шахты в зависимости от метанообильности разделяются на пять категорий. Критерием для такого деления является относительная метанообильность, т.е. коликого деления является относительная метанообильность, т.е. количество метана, выделяющегося в сутки на 1 т среднесуточной добычи. Согласно § 182 «Правил безопасности в угольных и сланцевых шахтах» [22], шахты классифицируются следующим образом:
 |
Рис.6. Шахтное поле: а – план; б – вертикальный разрез вкрест простирания
1 – выход пласта под наносы; 2 – границы шахтного поля; 3 – по линии А–А;
Источник: infopedia.su