1. Підземна виробка 1 Розкриття і підготовка шахтних полів Підготовка шахтного поля
 Скачать 3.47 Mb.
|
|
Пневмобетонування нанесення на тверду поверхню за допомогою стисненого повітря цементного розчину або бетону з тонкозернистим заповнювачем. Для цього використовуються спеціальні машини, які називаються торкрет-гарматами: в них засипають портландцемент із піском або суху бетонну суміш, що перемішується і з нижньої частини машини видувається крізь сопло стисненим повітрям. 2.1) Форми поперечного перетину виробок Форма поперечного перетину горизонтальних виробок встановлюється відповідно до фізико-механічних властивостей порід та стану порід, якими вони проводяться, величини та напрямку гірничого тиску, терміну служби та прийнятої конструкції кріплення. Якщо виробку не кріплять, їй надається склепінна форма поперечного перетину, яка наближається до форми склепіння природної рівноваги. Прямокутна форма найчастіше використовується при відсутності бокового тиску порід й у тих випадках, коли виробки кріпляться дерев'яним, штанговим або змішаним кріпленням (бетонні стінки і перекриття з металевих балок).  Трапецієподібна форма сприймає як вертикальний, так і боковий тиск. При цій формі виробки звичайно кріплять деревом, металом, збірним залізобетоном. Поширено при проведенні нарізних виробок.  Склепінну форму застосовують при кам'яному або бетонному кріпленні. При цьому склепіння буває трьох центрове (коробкове) і півциркульне з прямолінійними або криволінійними стінками.  Аркове кріплення використовується за наявності вертикального і бокового тиску гірських порід. Звичайно виробки кріпляться металевими арками різних конструкцій.  Розміри поперечного перетину виробки у світлі залежить головним чином від її призначення та зумовлюється габаритами рухомого складу або конвеєра, кількістью рейкових шляхів, зазорами між кріпленням та найбільш виступаючою частиною рухомого составу або конвеєра, способом переміщення людей та кількістю повітря, яке проходить виробкою. При проектуванні поперечного перетину виробки у світлі необхідно також враховувати запаси на можливі усадки порід, що залежить від типу виробки, умов її підтримання і потужності пласта. 2.2) Способи проведення виробок Виконується в процесі утворення розкривної або підготовчої виробки. Точної класифікації способів П.в. не існує. Розрізняють П.в. при підземних та наземних гірничих роботах. У вітчизняній практиці виділяють такі основні способи П.в.: звичайні та спеціальні, в однорідних та неоднорідних породах, з однорідним і змішаним вибоєм, з вузьким і широким вибоєм, одним або двома зустрічними вибоями або декількома зустрічними та наздоганяючими вибоями, відразу на повну площу перерізу або з проходженням випереджаючої виробки меншої площі перерізу, окремим вибоєм або декількома вибоями, що рухаються параллельно, з сусідньої виробки (з недозарядом свердловин) і т. д. Проходку підземних гірничих виробок здійснюють бурінням, вибуховими роботами, проведенням виробок вузьким або широким ходом, з підриванням підошви або покрівлі, зустрічними виробками та ін. способами. Проходку стволів здійснюють звичайними (механічними, вибуховими) та спеціальними способами (із заморожуванням, цементацією, з опускним кріпленням та інші). В залежності від послідовності виконання операцій власне проходки та кріплення ствола розрізняють послідовні, паралельні та поєднані (комбіновані) схеми проходки. Світовий рекорд швидкості проходки ствола належить тресту «Донецькшахтопроходка», — 402,3 м готового ствола за місяць, встановлений при проходці у 1969 році вертикального ствола на шахті «17/17 біс». При наземній проходці гірничих виробок (наприклад, траншей) виділяють два способи: — проходка виробки (траншеї) відразу на всю глибину; — пошарова проходка траншеї. За конструкцією вибою розрізняють проходку траншеї торцевим (лобовим) або бічним вибоєм. За наявністю або відсутністю транспортних засобів розрізняють безтранспортні, транспортні та комбіновані способи проходки. Проходку свердловин здійснюють бурінням. При цьому основний спосіб руйнування гірської породи — механічний. Інколи застосовують гідравлічний, хімічний та ін. На початку XXI ст. успішно випробувано кавітаційно-пульсаційне промивання вибою (запропоноване Р. С. Яремійчуком у 1996 р.), що дозволяє радикально (до 3-х разів) збільшити швидкість поглиблення свердловини.   4) Техніка безпеки та пожежна безпека 4.1) Основні положення: 1. Шахта – це гірниче підприємство підвищеної небезпеки, під час виробничої діяльності в підземних виробках якої можуть виникнути НШВЯ, від дії яких працівники мають бут захищені. 2. Проектування, будівництво, реконструкція та експлуатація вугільних шахт проводяться з дотриманням вимог Законів України «Про охорону праці», «Про забезпечення санітарного та епідемічного благополуччя населення», «Про об’єкти підвищеної небезпеки», Гірничого Закону України,вимоги цих Правил та інших нормативно-правових актів. 3. На шахті мають функціонувати автоматичні пристрої і системи протиаварійного захисту гірничих виробок, об’єктів, машин, обладнання та робочих місць, а також передбачати засоби колективного захисту працівників, засоби виявлення та усунення НШВЧ. Новостворені та модернізовані автоматизовані системи, що мають функції накопичення інформації , повинні виключати можливість втручання працівників шахти у накопичену інформацію. 4. На кожній технічно відокремленій шахті має бути створена дільниця, яка організовує і забезпечує провітрювання підземних виробок шахти та здійснює контроль за пило-газовим режимом. Дві або декілька шахт, пов’язаних гірничими виробками, повинні мати єдину дільницю ВТБ і ПЛА. 5. Кожна шахта повинна мати затверджену відповідно до вимог чинного законодавства та цих Правил технічну документацію, а також ситуаційний план поверхні із зазначенням всіх об’єктів і споруд в межах її гірничого відводу. Для всіх видів документації терміни зберігання зазначаються на їх титульному листі. Геологорозвідувальні, гірничі та будівельні роботи мають проводитись із геолого-маркшейдерським забезпеченням. 6. У ТПД виїмкових дільниць, проведення та кріплення підземних виробок має бути визначена система само порятунку та порятунку підземних працівників під час аварії. 7. Ліквідація шахт повинна здійснюватись згідно з вимогами Порядку ліквідації збиткових вугледобувних та вуглепереробних підприємств, затвердженого постановою Кабінету Міністрів України від 27.08.97 №939 (із змінами). 2. Відкрита розробка корисних копалин 1)Відкрита розробка родовищ корисних копалин Видобування корисних копалин безпосередньо з земної поверхні. Полягає у підготуванні поверхні землі (в основному у видаленні родючого шару, виведенні поверхневих вод), осушенні (в разі потреби) родовища, його розкритті (спорудженні траншей), виконанні розкривних робіт (у тому числі відвальних робіт) і робіт видобувних — відокремленні корисних копалин від масиву. Здійснюється за допомогою відкритих гірничих виробок (див. кар’єр). Осн. гірничі виробки В.р.р.к.к. — капітальні траншеї, що забезпечують доступ до корисних копалин і розрізні траншеї, що підготовлюють кар'єрне поле до розкривних і добувних робіт. В.р.рк.к. широко застосовується в Україні, США, Австралії, Росії, Канаді, КНР, в ряді країн Європи (ФРН, Польща, Чехія).  Осн. технол. процеси В.р.р.к.к. включають:
Класифікація систем відкритої розробки родовищ Поширеною є класифікація систем В.р.р.к.к. за способом здійснення розкривних робіт і технології переміщення гірських порід у відвали. Системи розробки:
 Крім того, існує класифікація систем розробки в залежності від положення робочої зони, напрямку розвитку і переміщення фронту робіт. Група систем:
Основні ознаки цих систем В.р.р.к.к. — напрям виїмки в профілі і плані кар'єрного поля, а також місце розташування відвалів. Всі системи розробки за цією класифікацією поділені на 2 групи. До першої віднесені системи з постійним положенням робочої зони, яка залишається незмінною на весь період експлуатації род. Ці системи розробки характерні для горизонтальних і пологих покладів. Підготовчі роботи на них завершуються створенням первинного фронту розкривних і видобувних робіт. Системи розробки горизонтальних і пологих покладів характеризуються порядком здійснення розкривних і добувних робіт, зміною довжини фронту робіт або висоти окр. уступів. 2) Розкриття родовища Кар'єрне розкриття родовищ — проведення (проходка) системи капітальних гірничих виробок, що встановлюють транспортний зв'язок між пунктами навантаження гірничої маси у кар'єрі та пунктами її розвантаження на поверхні (збагачувальними фабриками, складами, відвалами розкривних порід тощо). Здійснюється за допомогою капітальних траншей і напівтраншей (похилих і крутих) та розрізних траншей (горизонтальних), рідше підземними гірн. виробками (рудоспусками, штольнями, стовбурами і похилими тунелями). У окремих випадках проводять безтраншейне Р.р. (за допомогою баштових екскаваторів і кабельних кранів, а також землесосних снарядів). На наведені можливі схеми розкриття глибоких горизонтів при розробці крутоспадних родовищ із застосуванням різних видів транспорту. У індексі системи перша цифра — порядковий номер системи; друга — вид транспорту (1 — автомобільний, 2 і 3 — залізничний з підйомом колії ір = 40-60‰ та ір = 160‰; 4 і 5 — конвеєрний з кутом підйому відповідно 16-18° і 36-42°; 6 — скіповий); третя — місце розташування підйомника (7 — у траншеї, 8 — у підземній виробці); четверта — наявність (9) чи відсутність (0) у транспортній системі рудоспусків і рудоскатів. Шахтне розкриття родовищ (рис. 3-6) виконують вертикальними, похилими шахтними стовбурами і їх комбінацією. При складному рельєфі поверхні в горах або на сильно пересіченій місцевості шахтне Р.р., як правило, здійснюють штольнями або застосовують комбінований спосіб (штольні плюс вертикальні або похилі стовбури). На вибір способу розкриття шахти (шахтних полів) впливають гірничо-геологічні, гірничотехнічні та економічні фактори. До гірничо-геологічних належать кількість розкривних пластів та кут їх падіння, глибина залягання: відстань між пластами, властивості бокових порід, водоносність, порушеність родовища, рельєф поверхні. До гірничотехнічних факторів відносять виробничу потужність шахти та строк її служби, розміри шахтного поля, спосіб його підготовки, рівень розвитку гірничодобувної техніки. Обраний спосіб розкриття має бути економічно вигідним та відповідати таким вимогам: — забезпечення мінімальної протяжності розкривних виробок і мінімальні капітальні затрати; — малий термін будівництва шахти; — однотипність транспорту; — забезпечення надійного та ефективного провітрювання шахти та ін.  2.1) Схеми та різновиди розкриття Схема розкриття – графічне зображення способу розкриття. Має вигляд проекції гірничих виробок на вертикальну, горизонтальну чи похилу площини. Схема розкривних трас – сукупність трас усіх виробок розкриття, що забезпечує вантажо-транспортний зв'язок робочих горизонтів кар'єру зі спорудами для прийому і перевантаження гірничої маси в кар'єрі і на поверхні Одногоризонтна схема розкриття світи пологих пластів вертикальними стовбурами і капітальним квершлагом застосовується на вугіллі, падіння пластів 8-18°, розміри шахтного поля за падінням не більше 2,5 км. Вона характерна відносно великим обсягом похилих капітальних виробок, що знижує ефективність виробництва через використання малопродуктивної канатної відкатки, а також значної втрати повітря. Багатогоризонтне розкриття пологих пластів вертикальними стовбурами і погоризонтними квершлагами проводиться при кутах падіння пластів 8-18° і розмірах шахтного поля за падінням від 2,5 до 4 км і більше. Схема вимагає послідовного поглиблення стовбурів і проходки дек. паралельних квершлагів. При розділенні шахтного поля на блоки Р.р. світ газоносних пластів здійснюється двома або трьома стовбурами в середній частині центр. блоку, від яких в обидві сторони проводять один або два польових відкаточних штреки, які з'єднують, в свою чергу, між собою квершлагами. У безпосередній близькості від блокових квершлагів проходять блоковий стовбур для подачі повітря, а на верхній межі блоку — стовбур для висхідного струменя повітря. Такий спосіб Р.р. забезпечує відособлене провітрювання виробок блоків, створює в їх межах умови для концентрації вантажопотоків і повної конвеєризації транспорту. Пологі і горизонтальні пласти розкривають вертикальними стовбурами з одночасною проходкою квершлагів, похилих гезенків і похилів по породі і з розділенням шахтного поля на блоки; круті пласти — вертикальними стовбурами з поверховими квершлагами. На діючих шахтах розкриття нових горизонтів проводиться шляхом проходження (поглиблення) стовбурів, похилів, квершлагів, гезенків, виробок пристовбурних дворів. Розкриття крутоспадних рудних тіл у ряді випадків здійснюють вертикальними стовбурами з концентраційними горизонтами. За цією схемою на 2-4 поверхи споруджують один основний, концентраційний горизонт і 1-3 проміжних. На концентраційному горизонті споруджується весь комплекс виробок пристовбурного двору з дробильною установкою і квершлагами, а на проміжних горизонтах — тільки допоміжні квершлаги для подачі повітря, доставки людей і матеріалів. Руда по квершлагам проміжного горизонту доставляється тільки до капітального рудоспуску, пройденого на концентраційний горизонт в районі рудного тіла. На великих глибинах рудні поклади розкривають за двоступеневою схемою, при якій вертикальні стовбури проходять до глиб. 1500–1800 м, нижче споруджуються сліпі вертикальні або похилі стовбури. При підземному гідро видобутку значно скорочується обсяг розкривних та підготовчих виробок. Це пов'язано з тим, що застосування гідротранспорту і гідро-підйому не накладає жорстких обмежень на перетин виробок. Шахтні поля гідрошахт розкривають похилими стовбурами, пройденими по вугільних пластах (як правило, неглибокі горизонти); вертикальними стовбурами з квершлагами і без них, спільно — похилими і вертикальними стовбурами.  3) Буро-вибухові роботи. Бурові роби в будівництві виконують при інженерних вишукуваннях, вивченні структури ґрунтів, визначенні рівня ґрунтових вод, пристрої водопостачання і водозниження, розробці кар’єрів будівельних матеріалів, вибухових роботах, пристрої пальових фундаментів і т.д. Бурінням утворюють в ґрунті вироблення у вигляді циліндричних каналів – свердловини (вертикальні, похилі або горизонтальні) різних діаметрів і глибини, так, наприклад, глибина свердловини для водопостачання буває 10-1000 м. У якості основних засобів буріння слід застосувати верстати шарошкового, ударно-обертального і обертально-шнекового буріння. В окремих випадках з урахуванням місцевих умов допускається застосувати верстати ударного-канатного буріння. Буріння свердловини складається з трьох основних операцій:
Розрізняють два способи буріння:
При ударно-обертальному бурінні грунт в забої свердловини руйнується силою удару бурового інструменту, яким тверді породи розколюються і дробляться. Обертальний спосіб буріння широко застосовують при інженерних вишукуваннях, штучному закріпленні ґрунті, пристрої пальових фундаментів, вибухових роботах, артезіанському водопостачанні та інші вибухові роботи застосовують при розробці траншей і котлованів у скельних, міцних і мерзлих ґрунтах. Вибухи також застосовують в кар’єрах для розробки кам’яних будівельних матеріалів, для руйнування великих каменів-валунів, пнів, щ зносяться будівель на території будівництва. Вибухові речовини являють собою хімічні сполуки або їх суміші, здатну в результаті певних зовнішніх впливів або внутрішніх процесів вибухати, виділяючи тепло і утворюючи сильно нагріті гази. Комплекс процесів, які відбуваються в такій речовині, називається детонацією. Сама по собі енергія вибухової речовини не велика. При вибуху 1 кг тротилу виділяється в 6-8 разів менше енергії, ніж при згоранні 1 кг вугілля, але ця енергія при вибуху виділяється в десятки мільйонів разів швидше, ніж при звичайних процесах горіння. |