Общие сведения о подземной (шахтной) разработки месторождения

Часть месторождения, разрабатываемое одной шахтой - шахтным полем.

На Березовском месторождении в настоящие время выделено два шахтных поля: Северное и Южное, которые разрабатываются двумя шахтами «Южная» и «Северная». При разработке месторождений подземным способом различают три основные стадии – вскрытие, подготовку и очистную выемку, которые при строительстве рудника чередуют, а при эксплуатации – совмещают. Под вскрытием понимают проведение горных выработок с земной поверхности, открывающих доступ к ПИ.

Главными вскрывающими выработками являются шахтные стволы и штольни.
Шахтный ствол – вертикальная или наклонная горная выработка, имеющая непосредственный выход на земную поверхность и предназначенная для подъёма людей, различных грузов, а также для вентиляции и водоотлива. Стволы оборудуются подъемными установками, по ним прокладываются эл. кабели, трубы для воды и сжатого воздуха, линии связи.
Штольня - горизонтальная горная выработка, имеющая непосредственный выход на земную поверхность и предназначенная для тех же целей, что и шахтный ствол. Кроме главных вскрывающих выработок для вскрытия месторождения используют вспомогательные стволы, квершлаги.
Квершлаг – горизонтальная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность, пройденная по вмещающим породам от ствола до рудного тела вкрест простирания и предназначенная для транспорта, вентиляции, передвижение людей, водоотлива, прокладки Эл. Кабелей и линий связи. Запасы руды, находящиеся выше горизонта подсечения их вскрывающими выработками, считаются вскрытыми.
Подготовка или подготовительные работы – это проведение горизонтальных и вертикальных горных выработок – штреков, восстающих, ортов и др., которыми вскрытая часть месторождения разделяется на отдельные, обособленные, выемочные участки – этажи, блоки, панели, столбы.

Штрек - горизонтальная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность. В отличие от квершлагов штреки проходят по простиранию рудного тела, при этом, если штрек пройден по пустым породам, его называют полевым штреком, а если в рудном теле - рудным. По назначению штреки подразделяют на этажные, откаточные, вентиляционные и для других целей. Этажный – предназначен для обслуживания работ в выше- или ниже - лежащем этаже; откаточный – для транспорта руды или породы в обслуживаемом этаже, вентиляционный – для отвода исходящей струи воздуха. Часто один штрек служит нескольким целям.

Восстающий – вертикальная или наклонная горная выработка, не имеющая непосредственного выхода на земную поверхность. Восстающий служит для спуска руды, подъема и спуска материалов, перемещения людей, проветривания. В зависимости от назначения, восстающие имеют несколько отделений. В числе подготовительных выработок выделяют нарезные, которые проходятся в пределах выемочных участков. Состав и кол-во подготовительных работ определяются принятой технологией.

Очистная выемка – это технологический процесс извлечения руды из выемочного участка и поддержания образующегося при этом очистного пространства. Очистная выемка состоит из следующих операций: отбойка руды, доставка её до откаточного горизонта, поддержание выработанного пространства.

Современное состояние горных работ. Вскрытие шахтного поля. Шахта «Северная»

Вскрытие запасов шахты «Северная» произведено вертикальными стволами. Помимо стволов шахты «Северная» и Вентиляционной» для вскрытия запасов пройдены стволы шахты «Слепая-1» и «Слепая-2». Стволы «Слепая-1», «Слепая-2», «Вентиляционный» служат для вспомогательных целей и вентиляции. Кроме того, согласно правилам безопасности из подземных выработок должно быть не менее двух выходов. Ствол шахты «Северная» имеет круглую форму сечения с диаметром в свету 5, 0 м. Ствол пройден до горизонта 512 м. Ствол оборудован двухклетьевым подъемом под вагонетку типа ВГ-2, 2. Назначение ствола – спуск и подъем людей, руды, материалов, оборудования, пустой породы, а также для подачи в шахту свежего воздуха. Сечение ствола вчерне 25, 5 м², а в свету 19, 6 м². В стволе имеется ходовое отделение.

Ствол шахты «Вентиляционная» имеет круглую форму диаметром в свету 4, 5 м и закреплен бетоном толщиной 250 мм. Ствол пройден до горизонта 712 м, и оборудован клетьевым подъемом под вагонетку ВГ-2, 2. Ствол служит для выдачи исходящей струи воздуха. Стволы шахты «Слепая-1» и «Слепая-2» находятся на западном крыле поля шахты «Северная» и выполняют вспомогательные функции при отработке дайки Елизаветинская. Ствол имеет прямоугольную форму сечения, закреплен деревом, оборудован двух клетевым подъемом и используется в качестве запасного выхода с гор. 162.

Ствол шахты «Слепая-1» пройден с горизонта 162 м на горизонт 262 м и предназначен для выдачи породы на горизонт 162 м., для спуска леса, механизмов, прокладки трубопровода водоотлива. Ствол имеет прямоугольную форму сечения, сечение ствола в свету 6, 4 м². В стволе имеется два клетьевых отделения под вагонетку типа ВО-0, 33, ходовое и трубное отделения. Ствол служит для спуска и подъема людей с горизонта 212 м на 162 м дайки Елизаветинской.

Ствол шахты «Слепая-2» пройден с горизонта 162 м на горизонт 262 м., имеет прямоугольную форму сечения, сечение ствола в свету 3, 4 м², закреплен деревом. Имеет два отделения: клетьевое под вагонетку типа В0-0, 33 и ходовое. Предназначен для обеспечения второго механизированного подъема с горизонта 212, 262 м, дайки Елизаветинской. Дайки вскрыты квершлагами. По простиранию даек для подготовки запасов пройдены штреки. Горные выработки в основном не крепятся. В случае сложных горно-геологических условий – наличие ослабленных пород и нарушений для крепления выработок применяется железобетон, железобетонные штанги, дерево, набрызг-бетон.

Вскрытие шахтного поля. Шахта «Южная»

Южная часть Березовского месторождения вскрыта шахтными стволами: «Южная» до глубины 416 м., «Вспомогательная» до глубины 364 м. и на флангах двумя вентиляционными стволами.

Дайки (рудные тела) вскрыты главными квершлагами, пройденными между стволами на гор. 212, 262, 314 и 364 м. По простиранию даек для подсечения и подготовки запасов пройдены штреки. Общая длина действующих откаточных выработок – более 25 км. Размер шахтного поля 8х4 км. В случае сложных горно-геологических условий – наличие ослабленных пород и нарушений для крепления выработок применяется железобетон, железобетонные штанги, дерево.

Системы разработки. Шахта «Северная»

На шахте «Северная» в настоящее время преимущественно применяется этажно-камерная.

Системой разработки рудного месторождения или его части – определенный порядок очистной выемки и её технологию в сочетании с совокупностью конструктивных элементов выемочного участка.

Многообразие условий залегания месторождений обусловило применение большого числа СР. В настоящие время их насчитывается до 200 видов.

Рудное тело по простиранию делится на блоки. Длина блока может достигать 100 м при соответствующих горно-геологических условиях. Ширина блока приравнивается к мощности рудного тела. Высота равна высоте этажа 50 м. Под - готовка блока заключается в проведении откаточного штрека на горизонте 512 м. Далее проходят доставочный штрек, блоковые восстающие и вентиляционный штрек, который при отработке верхних горизонтов будет использоваться в качестве доставочного штрека.

После проведения доставочного штрека проходят заезды для выпуска и доставки руды. Одновременно проходят рудоспуск. Нарезные работы заключаются в проведении буровых штреков и отрезного восстающего. Очистные работы, начинаются с разделки отрезного восстающего в отрезную щель. Отбойка руды ведется взрыванием вееров скважин, пробуренных с буровых штреков станками HKP-100 M. Диаметр скважин 105 мм. Расстояние между веерами скважин для отбойки 2 м. Скважины разбуриваются с двух горизонтов навстречу друг другу. Длина скважин достигает 24 м. Отбойка руды осуществляется на компенсационное пространство. Отбитая руда под действием собственного веса перемещается до доставочного штрека и далее до рудоспусков руда транспортируется погрузочно-доставочными машинами марок ТОRО -200 и ТОRО 250.

Многолетний опыт работы отечественных и зарубежных рудников показывают, что безопасность отработки при минимальных потерях и разубоживании руды и высокой производительности труда в аналогичных условиях обеспечивается за счет применения двухстадийной отработки запасов этажно-камерной системой с закладкой первичных камер твердеющей смесью и вторичных пустыми породами или гидравлической закладкой.

Системы разработки. Шахта «Южная»

Отработка запасов на шахте «Южная» производится этажно-камерной системой (см. рис. 7) с отбойкой руды вертикальными веерами глубоких скважин с последующей гидрозакладкой пустот. В шахте используется мелкошпуровая отбойка с патронированным ВВ. Двумя скипами выдаются на поверхность.

Длина главного квершлага на 364 горизонте составляет 700 м.

Рис. 7. Этажно – камерная система разработки: 1 – откаточный штрек; 2 – вентиляционный штрек; 3 – доставочный штрек; 4 – блоковые восстающие; 5 – буровые штреки; 6 - рудоспуск