Проектные решения по высоте этажа, системе разработки, типу подъемного транспорта, делению горизонтов на основные и вспомогательные

Выбору вариантов вскрытия, их сравнению по технико-экономическим показателям предшествует обоснование ряда факторов: режима работы шахты, высоты этажа и отметок горизонтов, деления горизонтов на основные и промежуточные, способа подготовки горизонтов, системы разработки, подземного транспорта, размера кондиционного куска руды, способа и схемы проветривания, параметров сдвижения подрабатываемых пород, количества рудопотоков.

Высота этажа принимается по параметрам принятой системы разработки (табл. 4.7). При выборе высоты этажа учитывают конкретные условия месторождения. Наибольшие значения высоты этажа принимают при отработке крутопадающих рудных тел небольшой мощности, залегающих в устойчивых породах.

Вскрытие и подготовка этажей может производиться погоризонтно, с применением концентрационных горизонтов или ярусно (рис. 4.2).

Концентрационные горизонты позволяют уменьшить объем и стоимость проведения капитальных выработок, сократить время вскрытия и подготовки по сравнению с этажным, снизить затраты на транспорт, подъем. Концентрационные горизонты оборудуют через каждые 2 – 4 этажа.

Таблица 4.7- Высота этажа при различных системах разработки

Система разработки	Высота этажа
Этажно-камерная	60 - 100
Подэтажных штреков (ортов)	60 - 100
С магазинированием руды	50-70
Горизонтальные (наклонные) слои с закладкой
Слоевое обрушение
Подэтажное обрушение
Этажное обрушение

При ярусном вскрытии промежуточные горизонты подготавливают из полевых или рудных наклонных съездов.

Концентрационный горизонт оборудуют через каждые 2 - 4 этажа.

Рис. 4.2 Порядок вскрытия и подготовки этажей: I - поэтажный;

II – концентрационными горизонтами; III – ярусный:

а) - с углубкой ствола; б) - с проходкой ствола на полную глубину)

Для подземного транспорта используются электровозы со сцепным весом 10, 14, 25, 28, 30 т, глухие вагонетки грузоподъемностью от 1,5 до 30 т. На калийных и марганцевых рудниках вместо электровозов применяют ленточные конвейеры.

Область эффективного применения электровозов и вагонеток приведена в табл. 4.8.

Таблица 4.8 - Область применения электровозов и вагонеток

Производственная мощность рудника, млн. т / год	Ширина колеи, мм	Сцепной вес электровоза, кН	Емкость вагонетки, м
До 0,3			0,7
0,3 - 0,5	600 и 750	70 и 100	1,0 - 2,2
0,5 - 1,0			2,2 - 2,5
1,0 - 3,0			2,5 - 4,0
Более 3,0	750 и 900		4,0 - 9,5

На промежуточных горизонтах принимается преимущественно самоходное оборудование (автосамосвалы, ПДМ, самоходные вагоны).

5. Обоснование вариантов вскрытия

5.1. Выбор вариантов вскрытия

При выборе места заложения вскрывающих выработок важно предусмотреть безопасное расположение стволов согласно действующим правилам или указаниям по охране сооружений от вредного воздействия горных работ. Целик отстраивается в соответствии с принятыми углами сдвижения. Второе условие при выборе места заложения ствола - это обеспечение минимума транспортных расходов. Для выдержанных пластообразных залежей при рассредоточенных грузах акад. Л.Д. Шевяков рекомендовал располагать основные вскрывающие выработки в месте сосредоточения такого груза, когда сумма грузов, расположенных слева от него равна сумме грузов, расположенных справа от него.

При непрерывно распределенных грузах (сплошная залежь неправильной формы) место заложения ствола шахты обычно рекомендуется выбирать в соответствии с размерами запасов согласно погоризонтным планам, исходя из условия равенства суммы погоризонтных сечений залежей. Затем определяется длина крыльев шахтного поля.

В общем случае для выбора места заложения ствола необходимо методом вариантов определить минимум затрат на транспортирование руды, вентиляцию, водоотлив, поддержание выработок и т.п. операции, затраты на которые могут изменяться в зависимости от схемы и места расположения вскрывающих выработок.

Прежде всего, при проектировании вскрытия и подготовки рудных месторождений необходимо обеспечить безопасную и эффективную работу рудника, как в период его строительства, так и эксплуатации. Согласно ЕПБ в пределах рудничного поля должно быть пройдено не менее двух стволов, которые должны быть оборудованы механическими подъемами для спуска -подъема людей с каждого горизонта. Стволы должны иметь выход на поверхность, при этом вентиляционные струи в двух стволах должны быть разнонаправленными.

При вскрытии штольнями минимальное число выходов согласно нормам технологического проектирования (НТП) Гипроцветмета должно быть следующим (табл. 5.1).

Таблица 5.1- Минимальное число запасных выходов при вскрытии месторождения штольнями

Расстояние между штольнями и горизонтами по вертикали, м	Длина рудного тепа в пределах рудничного поля, м	Минимальное число выходов (восстающих)
До 50	До 1000 Более 1000	3 ходовых восстающих через каждые 300 м
До 70	До 1000 Более 1000	2 ходовых восстающих оборудованных механическими подъемами
Более 70	До 1000 Более 1000	1 ствол и 1 восстающий, оборудованный механическими подъемами

Вскрытие месторождения (или его части), расположенного ниже вскрывающей штольни, необходимо осуществлять двумя стволами, оборудованными механическими подъемами. При этом один ствол должен обеспечивать спуск-подъем людей с каждого горизонта на вскрывающую штольню, а второй - на дневную поверхность или до другой штольни.

В случае применения на руднике самоходного оборудования схема и способ вскрытия должны обеспечивать возможность доставки этого оборудования в шахту и его безопасное и эффективное использование в соответствии с ЕПБ, для чего необходимо проходить дополнительные выработки, в т.ч. наклонные и спиральные съезды.

При расположении подготовительных выработок руководствуются следующими положениями.

1. Разработка обособленно залегающих рудных тел малой и средней мощности с крутым и наклонным падением обычно требует проходки только штреков и иногда необходимых для эксплуатационной разведки коротких ортов и квершлагов. При малой мощности жил штрек проходят, как правило, по жиле. На рудных телах средней мощности, особенно при ценных рудах, проходят полевые штреки, т.к. отработка оставляемых рудных надштрековых целиков сопряжена с повышенными потерями руды. Кроме того, условия поддержания полевых штреков благоприятнее, чем рудных, и их проще использовать в качестве вентиляционных при отработке следующего этажа.

Обычно при разработке обособленно залегающих рудных тел малой и средней мощности применяют простые способы подготовки, осуществляемые однотипными выработками, в основном штреками. При разработке группы рудных тел, например, свиты жил или нескольких рудных линз, схема подготовки откаточного горизонта зависит от конкретного расположения рудных тел на данном горизонте и может быть простой или комбинированной.

2. При разработке крутопадающих рудных тел большой мощности в большинстве случаев проходят полевые откаточные штреки. В горнорудной практике применяют две схемы ортовой подготовки с полевыми откаточными штреками в лежачем боку (реже схему с тупиковыми ортами и чаще схему со вторым штреком у висячего бока с соединительными ортами и кольцевой откаткой). Иногда применяют и подготовку параллельными штреками обычно с кольцевым движением транспорта. При кольцевых схемах подготовки удобнее и проще организовать движение составов на откаточном горизонте. Все способы подготовки крутопадающих мощных месторождений относятся к комбинированным, т.к. осуществляются разнотипными выработками - штреками и ортами.

Полевые откаточные штреки располагают в породах висячего или лежачего бока за зоной сдвижения от нижележащего горизонта с учетом бермы безопасности размером l = 5-6 м (рис. 5.1).

3. Рудные залежи горизонтального залегания и слабонаклонные подготавливаются к добыче разбивкой на панели, ширина которых связана с системой разработки. Откаточные штреки (главные и панельные) проходят по рудному телу или в породах лежачего бока. Вентиляционные штреки проходят всегда по руде; кроме своего прямого назначения, они уточняют условия залегания и качественную характеристику рудной залежи.

Рис. 5.1 Схема расположения полевых штреков

В зависимости от мощности залежи её подготовка, может быть, простой или комбинированной. Рудные залежи средней и большой мощности подготавливаются по комбинированной схеме, осуществляемой главными и панельными штреками, проходимыми по руде или в породах лежачего бока, и вентиляционными, проходимыми по руде.