Методы разработки подземным способом

                    Гезенк - вертикальная или крутая наклонная выработка, соединяющая различные уровни в шахте. По нему можно спускаться или подниматься к забоям (если установить лестницу), он может служить как рудный скат или как воздуховод в вентиляционной системе шахты. Проходка гезенка - трудная и опасная, но необходимая работа. При проходке гезенка используются самые разнообразные методы, от простого ручного бурения и взрывания до механизированной выемки породы с помощью машин для проходки гезенка (см. рис. 74.11).

--------------------------------------------------------------------------------

Рис. 74.11     Методы проходки гезенка

                    --------------------------------------------------------------------------------

Ручная проходка гезенка
Ручная проходка гезенка - трудная и опасная работа, которая требует от шахтера большой физической силы, ловкости и выносливости. Эта работа может быть выполнена только опытными шахтерами, которые находятся в хорошей физической форме. Обычно гезенк разделяется на два отсека деревянной крепью. Один из отсеков остается открытым и используется для подъема в забой, для воздуховодов и т.д. Другой заполняется породой, которая образуется при взрывании; шахтер использует ее как платформу при бурении следующего отрезка гезенка. Деревянная перегородка надстраивается после прохождения каждого отрезка пути. Для выполнения этой работы необходимо лазать по лестнице, выполнять крепление деревянной крепью, бурить и взрывать породу. Все это выполняется в тесном, плохо проветриваемом забое. Работа проделывается одним шахтером, так как для помощника нет места. Горнодобывающие компании ищут другие методы, которыми можно было бы заменить ручную проходку гезенка.

Подъемник
Подъемник - устройство, которое избавляет от необходимости лазания по лестнице в гезенке и от большинства неудобств ручной проходки. Это транспортное средство взбирается по направляющему полозу, прикрепленному болтами к стене, и представляет собой крепкую рабочую платформу, стоя на которой, шахтер бурит очередной комплект шпуров. С помощью подъемника могут быть пройдены очень высокие гезенки, и безопасность при этом методе во много раз выше, чем при ручном методе. Однако, проходка гезенка по-прежнему остается очень опасной работой.

Машина для проходки гезенка
Это мощная машина, которая врубается в породу механически (см. рис. 74.12). Она устанавливается на вершине будущего гезенка. Сначала бурят пробный шпур диаметром 300 мм до намеченного места на нижнем уровне. Затем этот пробный бур заменяют на рабочую головку расширителя скважины с диаметром, равным диаметру будущего гезенка, и машина для проходки гезенка тянет расширитель обратным ходом вверх, вращая его, и, таким образом, бурит цилиндрический гезенк заданного диаметра.

--------------------------------------------------------------------------------

Рис. 74.12 Машина для проходки гезенка

          --------------------------------------------------------------------------------

Подземный контроль
Подземный контроль необходим для людей, работающих в толще горной породы. Он особенно важен в механизированных шахтах, где передвижное оборудование монтируется на шасси с резиновыми шинами: там внутреннее сечение выработки достигает 25 , тогда как в шахтах, где прокладывают рельсовый путь, - всего 10 . Пятиметровая высота потолка слишком велика, чтобы использовать для предупреждения падения кусков породы обычную оборочную крепь.

Чтобы закрепить потолок подземной выработки, принимают различные меры. При взрывной отбойке по заданному контуру шпуры, намечающие контур, бурятся близко друг к другу и заряжаются слабой взрывчаткой. После взрыва получается гладкий контур, и окружающая порода не раскалывается.

Тем не менее, в массе горной породы часто бывают трещины, которых не видно на поверхности, так что всегда есть опасность падения кусков породы. Риск уменьшается при использовании анкерной крепи, когда в пробуренные отверстия загоняют стальные пруты и закрепляют их. Анкерная крепь удерживает породу, препятствует расширению трещин, помогает стабилизировать породный массив и делает нахождение внутри выработки безопаснее.

Методы разработки подземным способом
Выбор метода проведения разработки зависит от формы и размеров месторождения, ценности полезных ископаемых, структуры, стабильности и прочности породного массива и спроса на добываемую продукцию и возможности соблюдения правил техники безопасности (иногда эти факторы противоречат друг другу). Хотя методы разработки развивались с глубокой древности, в этой статье рассматриваются те методы, которые применялись на полумеханизированных или полностью механизированных шахтах в конце двадцатого столетия. Каждая шахта уникальна, однако, везде существуют проблемы сочетания безопасной работы и рентабельности предприятия.

Плоская камерно-столбовая разработка
Камерно-столбовой способ применяется при плоском оруднении, когда пласт горизонтален или слегка наклонен (угол падения пласта не превышает (см. рис. 74.13). Часто месторождения имеют осадочное происхождение, поэтому порода как в висячем боку, так и в оруднении ненадежна (это, впрочем, может и не иметь большого значения, поскольку всегда есть возможность установить анкерную крепь, если есть сомнения в прочности потолка). Камерно-столбовой метод является одним из основных методов добычи каменного угля.

--------------------------------------------------------------------------------

Рис. 74.13 Камерно-столбовая разработка плоского рудного тела

                    --------------------------------------------------------------------------------

При камерно-столбовой разработке рудное тело разрабатывается при помощи горизонтального бурения одновременно нескольких забоев. При этом позади фронта разработки остаются пустые камеры. Для того чтобы предохранить потолок от обрушения между камерами оставляют столбы (секции породы в виде колонн). Обычно выработка представляет собой правильное чередование камер и столбов. Соотношение их размеров определяется с учетом необходимости не нарушить стабильность породного массива и при этом извлечь как можно больше руды. Для проведения таких расчетов необходимо тщательно проанализировать прочность колонн, несущую способность пород потолка и другие факторы. Для увеличения прочности породы в колоннах применяется анкерная крепь. Выработанные очистные забои служат в качестве дороги для вагонеток, перевозящих руду к накопительному бункеру.

Камерно-столбовой очистной забой формируется методом бурения и взрывания как при проходке квершлага. Ширина и высота очистного забоя соответствует размеру квершлага, который может быть довольно большим. Большие высокопроизводительные буровые каретки используются в шахтах нормальной высоты, а компактные буровые станки - там, где толщина залежи менее трех метров. Рудное тело, толщина которого значительна, проходится по частям, начиная сверху, чтобы потолок можно было укреплять на удобной для шахтеров высоте. Нижние отсеки открывают горизонтальными срезами: бурят шпуры по поверхности почвы выработки и взрывают, равномерно углубляя выработку. Руду нагружают в вагонетки в забое. Для шахт с малой мощностью разработаны специальные вагонетки и погрузочно-транспортные машины.

Камерно-столбовой метод является эффективным методом горных разработок. Безопасность зависит от высоты выработки и стандартов наземного контроля. Основные опасности связаны с несчастными случаями, вызванными обвалами и передвижением оборудования.

Наклонная камерно-столбовая разработка
Наклонный камерно-столбовой способ применяется при плоском оруднении, когда угол падения пласта от до . Это слишком крутой подъем для движения транспортных средств на резиновом ходу, и слишком плоский - для продвижения горных пород под действием гравитации.

Традиционно наклонное рудное тело разрабатывается вручную. Шахтеры бурят шпуры для закладывания взрывчатки в забое с помощью ручных перфораторов. Забой очищается с помощью скреперов.

Работать в наклонном очистном забое трудно. Шахтерам приходится взбираться на большие кучи взорванной породы и при этом нести перфораторы, шкив скрепера (волокуши) и стальные канаты. Кроме обвалов и аварий существуют вредности, такие как шум, пыль, плохая вентиляция и жара, которые отрицательно влияют на здоровье шахтеров.

Следующая часть документа