ГОРНЫЕ ВЫРАБОТКИ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

 

Разработка угольных месторождений производится двумя спо­собами: подземным и открытым. Производственное горное пред­приятие, осуществляющее разработку угольного месторождения подземным способом, называется угольной шахтой. В понятие шахта включают комплекс подземных горных выработок и все относящиеся к ней наземные сооружения.

Производственное горное предприятие, осуществляющее раз­работку угольного месторождения открытым способом, называет­ся угольным карьером (разрезом). В понятие «карьер» включают комплекс открытых горных выработок и все относящиеся к нему наземные сооружения.

Чтобы использовать полезное ископаемое, залегающее в нед­рах земли, необходимо открыть доступ к нему, отделить его от общей массы пород и выдать на поверхность. Работы, которые производят при выемке полезного ископаемого или при подготовке его к выемке, называются горными. В результате этих работ в тол­ще полезного ископаемого или пустых пород образуются свобод­ные пространства, которые называются горными выработками.

 

По отношению к земной поверхности различают открытые и подземные горные выработки. Открытыми называют горные выработки, проводимые на поверхности земли. Они имеют незамк­нутый контур поперечного сечения. Подземными называют горные выработки, проводимые на некоторой глубине от поверхности.

Горные выработки (так же, как и горные работы) в зависимо­сти от назначения подразделяются на разведочные и эксплуата­ционные. Разведочные выработки проводят с целью отыскания и разведки полезного ископаемого, а эксплуатационные — с целью его добычи.

Горные выработки подразделяются на капитальные, подготови­тельные и очистные. Капитальными называются выработки, которые обеспечивают доступ к месторождению. К ним относятся шахтный ствол, квершлаг и др.

Подготовительными (откаточный штрек, уклон, проме­жуточный штрек и др.) называются выработки, с помощью кото­рых подготавливают месторождение для ведения очистных работ.

Очистными называются выработки, предназначенные для непосредственной добычи полезного ископаемого (камера, лава).

Камера — очистная горная выработка с забоем небольшой протяженности, ограниченная со всех сторон массивом полезного ископаемого и вмещающими породами. Камерой называют также капитальную горную выработку, имеющую при сравнительно боль­ших поперечных размерах небольшую длину и предназначенную либо для размещения оборудования (насосная камера, вентилятор­ная камера, подземная подстанция и т. п.), либо для хозяйствен­ных и санитарных целей (камера ожидания, диспетчерская, меди­цинский пункт). Различают также камеры дробления, смеситель­ную и т. д.

Лава — подземная очистная горная выработка значительной протяженности (иногда 300 м и более), расположенная по паде­нию (или простиранию) пласта между двумя штреками — отка­точным и вентиляционным. Ширина лавы 2—3 м, высота равна мощности пласта. Лава перемещается по мере выемки угля в за­бое, а образовавшееся выработанное пространство заполняют по­родой или обрушают. Лава имеет прямоугольную форму попереч­ного сечения.

Подземные горные выработки делят на вертикальные, наклон­ные и горизонтальные (рис. 4).

 

ВЕРТИКАЛЬНЫЕ ВЫРАБОТКИ

 

К группе вертикальных горных выработок относят шурфы, стволы разведочных и эксплуатационных шахт, слепые стволы, скважины, а также гезенки.

Шахтный ствол — горная выработка, имеющая непосред­ственный выход на земную поверхность и предназначенная для об­служивания подземных работ. Шахтные стволы в зависимости от основного назначения делят на главные и вспомогательные. Пер­вые служат для подъема по ним полезного ископаемого на по­верхность. Вторые используются для разных целей. В зависимо­сти от назначения они бывают вентиляционными, водоотливными, закладочными и т. д. Одни и те же стволы часто выполняют раз­личные функции. Форму поперечного сечения шахтных стволов в основном выбирают круглой.

Стволом разведочной шахты называют проводимую с поверх­ности вертикальную горную выработку, предназначенную для де­тального изучения разведываемого месторождения полезного иско­паемого. Поперечные размеры и глубина стволов разведочных шахт обычно больше, чем шурфов.

Слепой шахтный ствол — вертикальная подземная вы­работка, не имеющая непосредственно выхода на поверхность и предназначенная для обслуживания подземных работ (в первую очередь для подъема полезного ископаемого с нижних горизонтов на верхние).

Гезенк — вертикальная горная выработка, не имеющая непо­средственного выхода на земную поверхность. Гезенки служат для спуска полезного ископаемого, вентиляции, а также для про­кладки по ним электрических кабелей и разного рода трубо­проводов.

Шурф — вертикальная (реже наклонная) горная выработка прямоугольного или квадратного сечения и небольшой глубины, имеющая непосредственный выход на земную поверхность и пред­назначенная для разведочных и эксплуатационных работ. Шурфы проходят иногда для проветривания или взрывных работ (массо­вых взрывов).

 

НАКЛОННЫЕ ВЫРАБОТКИ

 

К группе наклонных выработок, имеющих непосредственный выход на поверхность, относятся наклонные шахтные стволы и наклонные шурфы. Назначение наклонных стволов и наклон­ных шурфов то же, что и одноименных вертикальных выработок.

К наклонным выработкам, не имеющим непосредственного вы­хода на поверхность, относят бремсберги, скаты, уклоны, ход­ки, печи.

Бремсберг — наклонная горная выработка, проведенная по пласту полезного ископаемого или по породе и предназначенная для спуска грузов с верхнего горизонта на нижний.

Уклоном называют наклонную горную выработку, проведен­ную по пласту полезного ископаемого и предназначенную для подъема по ней грузов с нижнего горизонта на верхний.

Скатом (рис. 5) называют наклонную горную выработку, проведенную по пласту полезного ископаемого и предназначенную для спуска по ней грузов под действием силы тяжести. Ска­ты часто имеют ходовые отделения, оборудованные лестницами для передвижения людей.

Ходком называют горную выработку, предназначенную для передвижения людей. Ходки проводят обычно рядом с другими выработками (бремсбергом, уклоном), так как передвижение лю­дей по наклонным выработкам, по которым перемещают грузы, не допускается.

 

 

 

Рис. 5. Схема ската:

 

1- ходовое отделение, 2 — отделение для спуска угля и породы

 

Печью называют наклонную горную выработку, проведенную по восстанию пласта и предназначенную для обеспечения начала очистных работ или проветривания, а также перемещения грузов.

 

ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ ВЫРАБОТКИ

 

К группе горизонтальных горных выработок относят штольни, квершлаги, штреки, орты и просеки.

Штольня (рис. 6)—горная выработка, имеющая непосред­ственный выход на поверхность и предназначенная для тех ж целей, что и вертикальный ствол шахты. Горизонтальная выра­ботка, имеющая два непосредственных выхода на поверхность, называется тоннелем.

Квершлагом называют горизонтальную или (реже) наклонную горную выработку, не имеющею непосредственного выхо­да на поверхность и предназначенную для вскрытия пластов. Квершлаги проводят вкрест про­стирания пласта

Штрек - горная выработка, проведенная по простиранию пла­ста и не имеющая непосредствен­ного выхода на поверхность. Обычно штрек проводят по пласту угля. В том случае, когда он проведен по породе, его называ­ют полевым.

Штреки могут проводиться для разных целей. Штреки, пред­назначенные для транспортирования угля, называют откаточными, для проветривания подземных выработок — вентиляционными. Раз­личают также штреки главный, панельный, этажный, ярусный, выемочный, промежуточный и аккумулирующий.

Просек — вспомогательная горизонтальная выработка, про­веденная в толще полезного ископаемого и предназначенная для проветривания или соединения выработок в процессе их про­ведения.

Орт — горная выработка, не имеющая непосредственного вы­хода на поверхность и проведенная вкрест простирания мощного пласта между его висячим и лежачим боками.

 

 

 

Рис. 6. Схема заложения штольни

 

1 - устье штольни; 2 – штольня

 

ОКОЛОСТВОЛЬНЫЕ ДВОРЫ И КАМЕРЫ

 

Для обеспечения операций, выполняемых с целью обслужива­ния подземного хозяйства шахты (в основном транспортных), в местах пересечения шахтного ствола с откаточным горизонтом устраивают околоствольные дворы Околоствольный двор (рис. 7) представляет собой совокупность горных выработок, соединяющих главный и вспомогательный стволы с главными откаточными или вентиляционными выработками

В околоствольном дворе сооружают насосную камеру, водо­сборник, склад противопожарных материалов, электровозное де­по, диспетчерскую, медпункт, электроподстанцию, ремонтную мастерскую и др. (рис. 8)

Насосную камеру обычно располагают вблизи ствола. Водо­сборник устраивают у насосной камеры на 3- 4 м ниже уровня околоствольного двора Назначение водосборника - собирать сте­кающую из горных выработок шахты воду.

Склад противопожарных материалов служит для хранения ава­рийного запаса материалов и инструмента, необходимых для борьбы с подземными пожарами. Материалы для тушения пожаров хранится в специальном поезде, состоящем из нескольких ва­гонеток.

 

Рис . 7 . Аксонометрическое изображение околоствольного двора

 

1 — главный ствол; 2 — вспомогательный ствол

 

 

 

Рис. 8. Схема кругового околоствольного двора для шахт производственной мощностью до 6000 т угля в сутки:

 

1— скиповой ствол; 2 — клетевой ствол; 3 — угольная разгрузочная яма; 4 — породная разгрузочная яма; 5 — камера ожидания; 6 — камера медпункта; 7 — камера центральной электроподстанции; 8 — камера главного водоотлива; 9 — водотрубный ходок; 10 — водосборник; 11 — камера осветляющих резервуаров; 12 — камера обезвоживающей установки; 13 — депо противопожарного поезда; 14 — гараж зарядная; 15 — ремонтная мастерская; 16 — камера выпрямительной подстанции; 17 — склад ВМ; 18 — путь для стоянки пассажирского состава; 19 — санузел

 

Диспетчерскую располагают вблизи главной откаточной выра­ботки. В диспетчерской обычно устанавливают подземный телефонный коммутатор и осуществляют все управление подземной сигнализацией и движением составов в околоствольном дворе и в других выработках.

Электровозное депо служит для ремонта, осмотра и стоянки электровозов. В случае применения аккумуляторных электровозов в депо производят также зарядку аккумуляторных батарей.

В подземном медпункте оказывают первую медицинскую по­мощь заболевшим рабочим или получившим травму во время работы.

Электрическая подстанция предназначена для установки тран­сформаторов, служащих для понижения напряжения электриче­ского тока.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что называют горной выработкой?

2. Какие выработки относят к капитальным, подготовительным и очист­ным?

3. Что Вам известно о видах вертикальных выработок и их назначении?

4. Для чего проводят наклонные и горизонтальные выработки и как их подразделяют?

5. Каково назначение околоствольных дворов и камер?

6. Какие выработки сооружают в околоствольном дворе и для чего они предназначены?