Классификация горных выработок.

Тема 1.2. Горные выработки.

Устройство выработок.

Одна из поверхностей горной выработки, граничащая с породой и перемещающаяся в результате горных работ, называется забоем. Поверхности горных пород, ограничивающие выработку с боков, называют боками выработки, сверху - кровлей выработки, а снизу - ее подошвой, или почвой. В соответствии с изложенным забой выработки в зависимости от направления проходки (вниз, по горизонтали, вверх) может располагаться в ее почве, боку и кровле; по окончании проходки эти поверхности выработки вновь называют соответственно почвой, боком и кровлей.

Место примыкания подземной выработки к земной поверхности или к другой горной выработке, от которой она берет начало, называется устьем.

Зумпф это нижняя часть шахтного ствола, расположенная ниже почвы нижнего околоствольного двора, используемая для размещения скипа или клети в момент загрузки и разгрузки, а также для сбора стекающей по стволу воды.

Часть выработки, непосредственно прилегающую к забою и предназначенную для размещения рабочих и оборудования, называют призабойным пространством.

Расстояние, на которое в процессе проходки перемещается забой выработки за определенный промежуток времени, называют подвиганием забоя выработки.

Формы поперечного сечения горных выработок.

Формы поперечного сечения горизонтальных выработок зависят от:

- физико-механических свойств горных пород;

- величины горного давления и его направления;

- положения выработки в пространстве;

- размеров ее поперечного сечения;

- материала и конструкции крепи;

- назначения и срока службы выработки и др.

Наиболее распространенной формой поперечного сечения вертикальных стволов является круглая и редко прямоугольная форма.

В зависимости от перечисленных факторов горизонтальные и наклонные горные выработки имеют различные формы поперечного сечения:

- прямоугольные (а);

- трапециевидные (б);

- полигональные (в);

- несимметричные (искаженные) (д);

- круглые (ж);

- эллиптические (з);

- бочкообразная;

- сводчатые:

§ прямоугольно-сводчатая (вертикальные стенки и полуциркульный свод) (е);

§ подковообразная (и);

§ арочная (полуциркульный свод и наклонные стенки);

- с почвенным сводом (к) др.

Размеры горных выработок

Размеры поперечного сечения горных выработок зависят от габаритных размеров размещаемого в них оборудования (клети, скипы, вагонетки, электровозы, конвейеры и др.), безопасных зазоров между оборудованием и крепью (а), проходов для безопасного передвижения людей (с) и количества воздуха, подаваемого по выработке с допустимой правилами безопасности скоростью.

Ширина горизонтальной выработки складывается из наибольшей ширины подвижного состава (электровоза или вагонетки), зазоров между крепью и подвижным составом, зазоров между подвижными составами; при конвейерном транспорте - из ширины конвейера и зазоров между конвейером и крепью.

Высота выработки определяется способом откатки по ней, интенсивностью движения людей и формой поперечного сечения выработки.

Зазор между габаритами подвижного состава и крепью на прямолинейных участках выработок при рельсовом транспорте принят равным не менее 200 мм при монолитной бетонной и железобетонной крепях и не менее 250 мм при других видах крепи (деревянной, металлической рамной и железобетонной крепях). При наличии в выработке рельсовых путей для передвижения людей предусматривается пешеходная дорожка (проход) шириной не менее 700 мм, который должен выдерживаться до высоты 1800 мм от уровня трапа (балластного слоя).

На закруглениях выработок при откатке электровозами размеры зазора и прохода для людей увеличиваются с наружной стороны кривой на 300 мм, с внутренней стороны кривой на 100 мм.

Расстояние между осями двух рельсовых путей на прямолинейных участках принимается не менее А+200 мм, где А - ширина электровоза или вагонетки (что больше). На закруглениях ширина междупутья увеличивается на 300 мм. 3апрещается в двухпутевых выработках устройство прохода для людей между путями.

Вагонетки, электровозы и конвейеры стандартизированы. Поэтому размеры их могут быть взяты из справочников.

В выработках, оборудованных конвейерами, проход с одной стороны должен быть не менее 0,7 м, а с другой - 0,4 м; зазор от верхней выступающей части конвейера до верхняка должен быть не менее 0,5 м, у натяжных и приводных головок - не менее 0,6 м.

Различают площади поперечного сечения горных выработок в свету, вчерне и в проходке.

Площадь в свету определяют по размерам выработки до крепи. Высота выработок в свету считается от уровня балласта до верхняка. Высота откаточных штреков в свету должна быть не менее 1,9 м, промежуточных - не менее 1,8 м.

Размеры поперечного сечения всвету зависят от назначения выработки и определяются габаритами подвижного состава и числом рельсовых путей, шириной конвейера или погрузочно-транспортной машины. Кроме этого, необходимо учитывать зазоры, которые требуются по правилам безопасности, а также способ передвижения людей и количество воздуха для проветривания, проходящего по выработке.

Высоту выработки в свету от уровня головки рельсов принимают не менее 2000 мм, исходя из минимальной высоты подвески контактного провода 1800 мм. Минимальный зазор в свету между контактным проводом и верхняком рамной крепи составляет 200 мм. В местах посадки людей и в выработках околоствольного двора высота подвески контактного провода принимается соответственно 2000 и 2200 мм.

В выработках, оборудованных конвейерами, проход с одной стороны должен быть не менее 700 мм, а зазор с другой - 400 мм; расстояние от верхней выступающей части конвейера до верхняка должно быть не менее 500 мм. Ширина проходов у натяжных и приводных головок конвейера должна быть не менее 600 мм.

Параметры выработок (ширина и высота в свету) при самоходном нерельсовом оборудовании определяют с соблюдением требований «Инструкции по безопасному применению самоходного оборудования в подземных рудниках».

Площадь в черне является проектной площадью или проектной площадью в проходке. При определении этой площади к площади в свету прибавляют площади, которые занимают крепь, балластный слой, трап и затяжка (при рамных крепях, установленных вразбежку).

Площадь в проходке, которая получается в результате проведения выработки, обычно на 3-5 % и более превышает проектную площадь.

Назначение горных выработок.

Все выработки могут быть предназначены для следующих целей:

- транспортировки и подъема полезного ископаемого и пустых пород;

- перемещения, спуска и подъема людей;

- доставки материалов, оборудования, машин и механизмов и пр.;

- вентиляции;

- водоотлива;

- размещения коммуникаций: кабелей (электроснабжения и связи), трубопроводов (водоснабжения, сжатого воздуха, закладки);

- погрузки горной массы (руды и породы).

Классификация горных выработок.

Сложность процессов добычи из недр полезных ископаемых предопределяет необходимость прохождения в земной коре выработок разнообразного характера и свойств. Для решения вопросов проектирования, экономических и других оценок, строительства, эксплуатации и ремонта горных выработок, их классифицируют по разным признакам.

Основным из таких признаков являются:

а) расположение относительно дневной поверхности;

б) назначение на стадиях освоения месторождения;

в) срок службы;

г) расположение в пространстве по отношению к горизонтальной плоскости;

д) технологические функции.

По расположением относительно земной поверхности горные выработки разделяются на открытых и подземных. Открытые горные выработки прокладывают по поверхности земли. Следовательно в таких выработках отсутствует кровля. К открытым горным выработкам относятся: разведывательные канавы, траншеи, котловины, рудоспуски, карьеры.

По назначению на стадии освоения месторождения горные выработки разделяются на разведывательные, вскрывающие, подготовительные, эксплуатационные, очистительные.

Разведывательные выработки служат для детальной и эксплуатационной разведки месторождения. После завершения данной стадии эти выработки могут переоборудоваться и использоваться в качестве вскрывающих, подготовительных и эксплуатационных.

Вскрывающие горные выработки предназначены для открытия доступа с поверхности Земли к месторождению и обеспечению возможности проведения подготовительных выработок. В процессе освоения месторождения вскрывающие выработки используются в качестве эксплуатационных.

Подготовительные горные выработки проводятся для подготовки частей шахтного поля к очистной выемке полезного ископаемого.

Эксплуатационные выработки предназначены для обеспечения комплекса работ по добыче полезного ископаемого.

Очистными называют выработки, предназначенные для непосредственного отделению от массива и удаления частей полезного ископаемого. Отделение полезного ископаемого, как правило, идет по одному из боков выработки (по забою).

По сроку службы горные выработки разделяются на капитальные и некапитальные. Капитальные горные выработки сооружаются на стадии строительства горного предприятия. Это основные выработки, которые служат на протяжении всего периода разработки ископаемого, или его части. Некапитальные горные выработки сооружаются в основном за счет расходов предприятия и имеют узкое и недолговременное назначение.

По ориентированию в пространстве по отношению к горизонтальной плоскости все горные выработки подразделяются на горизонтальные, наклонные, вертикальные. Горизонтальным выработкам придают уклон 2-5м на 1000м в сторону главного ствола шахты для стока воды. Площадь сечения горных выработок составляет 4-16м².

Шахтный ствол это вертикальная или наклонная горная выработка, имеющая непосредственный выход на дневную поверхность и предназначенная для обслуживания подземных работ. Служит для подъёма горной массы на поверхность, спуска и подъёма людей, оборудования и материалов, проветривания горных выработок, откачки воды и др. По всему стволу проложены электрокабели, трубы для воды и сжатого воздуха. Обычно один ствол выполняет несколько функций, но иногда проходят стволы специального назначения (закладочный, дренажный, вентиляционный и т.д.). По форме сечения стволы бывают круглыми (диаметр 4-8м²) и прямоугольными (диаметр 8-25м²). Глубина достигает 2км. По всей длине шахтный ствол бывает разделён на несколько отделений (клетевое, лестничное, скиповое и т.д.). Если шахтный ствол не имеет непосредственного выхода на дневную поверхность, его называют слепым.

Ствол, по которому транспортируют полезное ископаемое и людей называют главным стволом. Вспомогательный ствол (стволы) служит, как вентиляционный, а также для транспортировки грузов и в некоторых случаях людей. Вентиляционный ствол мощного горного предприятия имеет, как правило, одно назначение - обеспечение вытяжной вентиляции подземных выработок. Если горное предприятие небольшой мощности то вспомогательный ствол может быть одновременно вентиляционным и грузовым, то есть клетьевым, или скиповым (если он наклонный).

Восстающий это вертикальная или наклонная горная выработка, немеющая непосредственного выхода на дневную поверхность и служащая для спуска горной массы и перемещения людей, оборудования и материалов, проветривания горных выработок. По восстающему не поднимают горную массу. По форме сечения восстающие бывают круглыми и прямоугольными. Высота восстающих зависит от высоты этажа. Восстающие проходят снизу вверх.

Шурф это вертикальная горная выработка, имеющая непосредственный выход на дневную поверхность. Служит для вспомогательных работ.

Штольня это горизонтальная горная выработка, имеющая непосредственный выход на дневную поверхность и предназначенная для обслуживания горных работ. Служит для тех же целей что и шахтный ствол.

Тоннель - горизонтальная выработка, которая имеет два выходы на дневную поверхность Земли и служит для тех же целей, что и штольня.

Уклон это наклонная горная выработка, не имеющая непосредственный выход на дневную поверхность, служащая для подъёма полезного ископаемого и материалов с нижнего горизонта на верхний механическим способом (обычно конвейером).

Бремсберг это наклонная горная выработка, не имеющая непосредственный выход на дневную поверхность, служащая для спуска полезного ископаемого и материалов с верхнего горизонта на нижний механическим способом. Обычно его называют наклонным восстающим.

Квершлаг это горизонтальная горная выработка, не имеющая непосредственный выход на дневную поверхность, пройденная в крест простирания месторождения по вмещающим породам и предназначенная для транспортирования грузов, передвижения людей, проветривания, водоотлива и т.д.

Штрек это горизонтальная горная выработка, не имеющая непосредственный выход на дневную поверхность, пройденная по простиранию рудного тела (рудный штрек) или по вмещающим породам (полевой штрек) и предназначенная для транспортирования грузов, передвижения людей, проветривания, водоотлива и т.д.

Орт это горизонтальная горная выработка, не имеющая непосредственный выход на дневную поверхность, пройденная в крест простирания рудного тела и предназначенная для транспортирования грузов, передвижения людей, проветривания, водоотлива и т.д.

Просек это горизонтальная горная выработка, не имеющая непосредственный выход на дневную поверхность, проведенная по простиранию в пласте полезного ископаемого и предназначенная для вентиляции и оставления целиков.

Гезенк это вертикальная горная выработка местного значения, не имеющая непосредственный выход на дневную поверхность, служащая для спуска полезного ископаемого под действием собственного веса или при помощи механических устройств, перемещения людей, вентиляции и др. Они имеют небольшую длину и прямоугольную форму поперечного сечения (2,5 – 4 м²).

Ходок это наклонная ли горизонтальная горная выработка, не имеющая непосредственный выход на дневную поверхность, проводимая параллельно бремсбергу или уклону на близком от них расстоянии (20 – 30 м), служит для передвижения людей, вентиляции, проведения коммуникаций и др. Ходок может соединять служебную камеру с протяженной выработкой.

Скат это наклонная горная выработка, не имеющая непосредственный выход на дневную поверхность, проведенная по пласту полезного ископаемого, реже по пустым породам, служащая для спуска полезного ископаемого под действием собственного веса. Угол падения месторождения должен обеспечивать движение полезного ископаемого.

Печь это наклонная горная выработка, не имеющая непосредственный выход на дневную поверхность, проведенная по пласту полезного ископаемого служащая для вентиляции, нарезки целиков, передвижению людей, транспортировки грузов. Печь проводимую по полезному ископаемому между откаточным и вентиляционным штреками для открытия очистных забоев называют разрезкой.

Лава это горизонтальная горная выработка не имеющая непосредственный выход на дневную поверхность большой протяженностью, один бок которой является забоем, другой – обрушенной породой или закладкой, служит для отбойки полезного ископаемого, имеет минимум два выхода на обслуживающие ее подготовительные транспортную и вентиляционную выработки, расположенные на концах по одну из его сторон.

Рудоприемная воронка это выработка перевернутой конусовидной формы предназначенная для приема полезного ископаемого, проводимая в основании блока или камеры.

Рудоприемная траншея это протяженная выработка трапециевидной формы предназначенная для приема полезного ископаемого, проводимая в основании блока или камеры.

Дучка это короткая вертикальная или наклонная горная выработка квадратного (реже круглого) сечения для выпуска отбитой или обрушенной руды из очистного пространства на приёмный горизонт (грохочения, скреперования и других видов доставки). Для улучшения условий приёма руды с большей площади очистного пространства верхняя часть дучки расширяется в виде воронки, имеющей форму перевёрнутого усечённого конуса диаметром в основном 4-8 м, максимальным — до 10-12 м.

Выработка выпуска это выработка в которую поступает полезное ископаемое и которой происходит его погрузка.

Камера это обычная подземная выработка не имеющая выхода на дневную поверхность (иногда увеличенного поперечного сечения) ограниченной длинны применяемая для определенных целей (склад, депо, диспетчерская и т.д.). По назначению камеры бывают служебные, очистные и сливные. В служебных камерах располагаются центральная подземная электростанция, насосная станция, электровозное депо, компрессорная станция, состав взрывчатых веществ, приспособления, для разгрузки породы и ископаемого с подземных вагонеток и загрузки их в транспортные средства для поднятия на поверхность. Совокупность служебных камер, расположенных возле шахтного ствола вместе с вспомогательными выработками образуют околоствольный двор.

Очистная камера это пространство образующееся при добыче полезного ископаемого.

Сливная камера - это полость в толще пород для стекания подземных вод, чтобы откачивать их на поверхность Земли. Сливная камера (водосборник) располагается около одного из вертикальных стволов шахты, или рудника (в большинстве центрального). Для стекания вод к сливной камере все горизонтальные выработки имеют небольшой наклон (3°-5°) в сторону ее расположения. Над водосборником сооружается помост и камера для насосной станции.

Сбойка — горизонтальная или наклонная выработка, не имеющая выход на земную поверхность и соединяющая параллельно пройденные горные выработки и служащая для целей вентиляции при их проведении.

Дата добавления: 2022-12-03; просмотров: 29; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!