Реферат ГЕОЛОГИЯ. Проходка горизонтальных горных выработок
 Скачать 0.53 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Заполярный государственный университет им. Н.М. Федоровского» Факультет: «горно-технологический» Кафедра: «разработки месторождений полезных ископаемых» Реферат по дисциплине: «Геология» на тему: «Проходка горизонтальных горных выработок» Выполнил: слушатель группы ГД 2022 Еремеев Василий Александрович Проверил: Баширов Камрал Айюбович Норильск 2022
ВВЕДЕНИЕ Потребности людей не ограничиваются только продуктами питания. Материальное производство направлено на все возрастающее количество и разнообразие потребления и базируется в основном на минеральных ресурсах. Последние сосредоточены в недрах, т. е. скрыты от наших глаз. Поэтому для того, чтобы обнаружить и оценить их запасы, во многих странах организована геологоразведочная служба. Это также производство, но довольно специфическое, так как основной его продукцией является информация о недрах. В подготовке специалистов любой отрасли существуют два главных направления составляющих суть производства или его технологии: 1) изучение системы организации работ и 2) изучение технических средств, обеспечивающих производство с необходимой экономической эффективностью. В геологоразведочной отрасли первое это «методы поисков и разведки», а второе - «техника разведки». Основным продуктом геологоразведочного производства является геологическая карта, на которой изображается структура недр изучаемой территории и дается информация о вещественном составе и полезных компонентах горных пород. Для составления геологических карт применяются три способа, 1) геологическая съемка или картирование на основе изучения естественных выходов горных пород, 2) бурение скважин, 3) проходка горных выработок. Если в первом случае применяемые технические средства не отличаются сложностью и особым разнообразием – обычно это навигационные приборы, горный компас и геологический молоток, иногда полевые лаборатории, то во втором и третьем - это уже капиталоемкое производство с применением мощных технических средств. Выбор способов картирования зависит как от целей или масштаба работ, так и от степени обнаженности горных пород. При составлении региональных карт геологи опираются главным образом на первый способ, а на этапах оценки и разведки месторождений в большем объеме приходиться бурить и пробивать горные выработки. Совокупность работ, связанных с формированием горных выработок называется проходкой, а сами работы – горными. 1. Типы горных выработок и их назначение Горные выработки — это искусственные выемки в массиве горных пород. Назначение их может быть разным. Они применяются достаточно широко при разработке месторождений в горнодобывающей промышленности, при проведении геологоразведочных работ, как инженерные сооружения в фортификации или при создании коммуникационных и транспортных сетей. Размеры их самые разные. Прошли времена, когда люди спотыкались на развалах рудных тел, выходящих на дневную поверхность. Теперь геологу, чтобы найти месторождение, требуется видеть глубже. Для этого существуют различные методы и технологии, но наиболее надежными остаются бурение и проходка выработок. А при отработке месторождений без горных выработок и вовсе не обойтись, при этом здесь применяются наиболее солидные по объему выемки горной массы - эксплуатационные. Если геологоразведочные служат геологам для кратковременного обнажения горных пород, вмещающих полезные ископаемые, то эксплуатационные – для длительного пользования уже при разработке месторождений горняками. Эксплуатационные выработки по назначению подразделяются на капитальные, подготовительные и очистные. Первые служат для обеспечения доступа к месторождению с поверхности, вторые - для подготовки его к отработке, а третьи являются собственно эксплуатационными, то есть с их помощью производиться выемка полезного ископаемого. Названия горных выработок преимущественно германоязычные. Они в России укоренились со времен Петра I. и отражают различия между ними по ряду признаков: по связи с дневной поверхностью, по положению в пространстве относительно вектора силы тяжести, по ориентировке относительно залегания тел полезных ископаемых и вмещающих пород, по направлению перемещения забоя; по направлению перемещения грузов и т.д. По отношению к дневной поверхности все горные выработки делятся на открытые (поверхностные) и подземные. Различать их можно по форме поперечного сечения. Для подземных это сечение, замкнутое контуром стенок, а для открытых выработок контур поперечного сечения открыт со стороны дневной поверхности. Сам объем выработок для определения их типа при этом не имеет никакого значения. Горный карьер огромная по объему выработка, но она открытая, так же, как и мелкая закопушка, а вот даже неглубокий шурф это уже подземная выработка. Подземные горные выработки По отношению к вектору силы тяжести подземные горные выработки делятся на горизонтальные, вертикальные и наклонные. По направлению ведения проходческих работ различают нисходящие, когда они проходятся сверху вниз, или на восстающие, когда ведутся снизу-вверх. К вертикальным относятся шурф и шахтный ствол, к горизонтальным – штольня, штрек, квершлаг и др. Горизонтальные выработки ШТОЛЬНЯ – в отличие от других типов горизонтальных выработок имеет непосредственный выход на дневную поверхность, называется так независимо от направления проходки. Применяются для вскрытия объекта с поверхности в условиях расчлененного рельефа. Начало выработки — это ее устье, конец – забой, различают также кровлю, полотно и боковые стенки. Параметры штолен могут быть различными. Длина достигает нескольких километров, форма поперечного сечения преимущественно трапециевидная или сводчато-прямоугольная. Для штолен и других подземных горных выработок выделяют понятия: площадь поперечного сечения «вчерне» - без крепления; «в свету» - закрепленная выработка; «в проходке» - с учетом неточностей отбойки контуров горной выработки, примерно на 10 % больше сечения «вчерне». При проходке придерживаются стандартных размеров выработки в ее поперечном сечении, которому придают или форму трапеции, когда применяют деревянную крепь или сводчато-прямоугольную при бетонной крепи (табл. 1). Площадь поперечного сечения «вчерне» рассчитывается с учетом диаметра элементов крепи, ширины зазоров между крепью и стенками выработки (рис.3). Поперечное сечение выбирается также из расчета применения крепи, высоты выработки, зазоров между крепью и боковыми породами, высоты и ширины откаточного оборудования, ширины свободного прохода, высоты балластного слоя. Для расчета ширины выработки по кровле и подошве и площади сечения учитываются допустимые зазоры между стенками, кровлей выработки и откаточным оборудованием, которые устанавливают на основании требований техники безопасности и приводятся в справочной литературе. Все горизонтальные горные выработки проходятся с некоторым подъемом (0,002- 0,008) для удаления воды из выработки самотеком. ШТРЕК— горизонтальная (с углом наклона не более 3°) подземная горная выработка, проведённая по простиранию наклонно залегающего месторождения или в любом направлении при горизонтальном залегании полезных ископаемых. Штрек может быть проведён по полезным ископаемым (с подрывкой или без подрывки боковых пород) или по породам. Штрек аккумулирующий — выработка, служащая для временного накопления полезных ископаемых с последующей транспортировкой (обычно скреперами); в гидрошахте — выработка, проведённая с уклоном 4-7% и служащая для самотёчного транспортирования пульпы по желобам. Штрек бутовый — выработка, проводимая по простиранию в выработанном пространстве лавы путём подрывки боковых пород (преимущественно кровли) для добывания закладочного материала. Вентиляционный штрек располагается выше обслуживаемого яруса или этажа; используется для отвода из очистного забоя исходящей струи воздуха. Выемочный штрек ограничивает подэтаж, ярус и выемочный столб. Штрек главный — выработка, по которой идёт основной поток груза (полезные ископаемые, порода, материалы). Штрек коренной — главный панельный или этажный штрек, проведённый на уровне главного откаточного или главного вентиляционного горизонтов шахты и обслуживающий (транспорт, вентиляция и др.) горные работы в пределах ступени или двух ступеней шахтного поля. Панельный штрек предназначен для обслуживания панелей при разработке горизонтальных пластов. Штрек полевой — горизонтальная выработка при подземной разработке пластовых (угольных) и рудных месторождений, пройденная по вмещающим породам параллельно простиранию месторождения. Штрек поперечный (выемочный) — горизонтальная выработка при подземной разработке россыпных месторождений, не имеющая выхода на поверхность; проводится через каждые 10-20 м от основного штрека к борту россыпи и служит для подготовки длинных столбов и транспортирования горной массы (песков) к основному штреку. Промежуточный штрек используется для подготовки к отработке и отработки выше- или нижележащего яруса, или подэтажа. Скреперный штрек располагается в днище выемочных участков и служит для доставки скреперами руды, выпускаемой на его почву. Транспортный штрек располагается ниже обслуживаемого яруса или подэтажа; оснащён ленточным конвейером для доставки угля к рельсовым путям или монорельсовой дорогой для доставки материалов, оборудования и породы; используется обычно для подвода к очистному забою свежего воздуха. Этажный штрек проводится на всю длину шахтного поля до его границы и предназначен для обслуживания работ в выше- или нижележащем этаже. Ярусный штрек проводится в панели и предназначен для обслуживания работ в выше- или нижележащем ярусе. Проведение штрека осуществляется сплошным забоем (без разделения работ по выемке полезных ископаемых и породы) или уступным (сложным) забоем с раздельной выемкой полезных ископаемых и породы. При раздельной выемке угля и породы штрек проводят узким или широким забоем. В первом случае ширина забоя по углю равна проектной ширине выработки; во втором случае — превышает ширину выработки на величину, необходимую для размещения в образовавшемся пространстве (раскоске) породы от подрывки. Проведение штрека узким забоем менее трудоёмко, существует возможность достижения высоких темпов проходческих работ за счёт их механизации. При проведении штрека широким забоем осуществляется попутная добыча угля, порода от подрывки остаётся в раскоске. Недостаток способа — усложнение организации и механизации проходческих работ и условий поддержания выработки. Форма поперечного сечения штрека определяется физико-механическими свойствами пород, величиной и направлением горного давления, и принятой конструкцией крепи. Для штрека наиболее типичны трапециевидная и арочная формы поперечного сечения. Размеры его диктуют габариты транспортного оборудования и требования правил безопасности. КВЕРШЛАГ— горизонтальная или наклонная подземная горная выработка, пройденная вкрест простирания пласта; не имеет непосредственного выхода на дневную поверхность. Предназначен для вскрытия пластов полезных ископаемых, транспортировки грузов, передвижения людей, вентиляции, отвода подземных вод из шахты. В зависимости от назначения и расположения различают квершлаги блоковые, главные, горизонтные, панельные, промежуточные, участковые, фланговые, этажные. Форма поперечного сечения квершлагов сводчатая, трапециевидная (применяется наиболее часто), круглая, подковообразная, прямоугольная. Выбор формы поперечного сечения зависит от свойств вмещающих пород, величины и направления горного давления, срока службы квершлага. Габариты квершлага зависят от числа расположенных в нём рельсовых путей (однопутевые, двухпутевые выработки), типа транспортных средств, допустимой величины зазоров между подвижным составом и крепью выработки, а также от количества воздуха, подаваемого по квершлагу для проветривания горных выработок. Различают две основные технологические схемы проведения квершлагов: поточную и цикличную. При поточной технологии одновременно извлекают горную массу из забоя выработки и выполняют другие производственные процессы (например, комбайновая проходка выработки с одновременным возведением постоянной крепи). Цикличная технология характеризуется прерывным (разновременным) выполнением основных видов работ. Основные виды крепей для квершлагов — металлические арочные из взаимозаменяемого шахтного профиля, монолитные бетонные и железобетонные, сборные железобетонные. В крепких устойчивых породах применяют набрызг-бетонные, анкерные крепи или их сочетания. Максимально достигнутые темпы проведения квершлагов 400-500 м/месяц. OPT -горная выработка (с углом наклона до 3°), проведённая вкрест простирания залежи (при крутом и наклонном падении) обычно в пределах её мощности. Орт не имеет непосредственного выхода на поверхность. РАССЕЧКА — подземная короткая горная выработка, создаваемая путём расширения участка вентиляционного штрека (пройденного по мощному угольному пласту) от лежачего до висячего бока; предназначена для монтажа щитового перекрытия. Проводят рассечку на крутых (реже на наклонных) пластах, как правило, буровзрывным способом. Выработка формируется таким образом, чтобы сечение вентиляционного штрека было вписано в сечение рассечки 9 м2 и более (в зависимости от мощности разрабатываемого пласта). Работы по проведению первой рассечки совмещаются с расширением второй углеспускной печи. Наиболее трудоёмкие процессы — удаление крепёжных рам вентиляционного штрека и возведение деревянной крепи рассечки, состоящей из неполных рам с межрамным ограждением боков и кровли. При подвигании рассечки на 6,5-7,5 м начинается монтаж первой секции щитового перекрытия. По окончании монтажа секций проводится следующая рассечка. Проходка рассечки (как и нарезных выработок) — подготовительный элемент очистной выемки. Затраты по ним включаются в себестоимость текущей добычи, распределяясь пропорционально объёму нарезных и вспомогательных выработок, проводимых по полезным ископаемым. СБОЙКА — подземная наклонная или горизонтальная выработка, проводимая в процессе вскрытия шахтного поля или его блока между двумя стволами или штольнями и замыкающая контур прямоточного проветривания подземных выработок. Сбойкой называют также комплекс работ по соединению двух подземных выработок или одной выработки с поверхностью. В зависимости от схемы проведения таких работ различают сбойки: встречными забоями; догоняющими забоями, когда забои одной и той же выработки догоняют друг друга; одним забоем, когда выработку проводят одним забоем для соединения с другой выработкой, в которой не ведутся горные работы, или для соединения с поверхностью. |