Лукьянов В.Г. Горные машины и проведение горно-разведочных выработок
Подождите немного. Документ загружается.
191
Рис. 67. Формы тел полезных ископаемых: а – шток (план); б – штокверк;
в – гнезда; г – сложный пласт; д – простая жила; е – сложная жила;
ж – трубообразное тело; 1 – план; 2 – разрез; 3 – четковидная форма жильного
тела; 4 – камерная; 5 – седловидная; 6 – лестничная
192
Рис. 68. Залегание рудных тел типов: а – поверхностного; б – глубинного;
в – высотного; г – глубинно-высотного
В качестве примера можно показать объемы проходки и динамику се-
ти горных выработок при разведке Дукатского месторождения (табл. 21)
Таблица 21
Количество проходимых забоев и объем проходки (м)
по годам
1972 1973 1974
Наименование
выработки
Количество
забоев
Объем
проходки
Количество
забоев
Объем
проходки
Количество
забоев
Объем
проходки
Штольни
Штреки
Квершлаги
(рассечки)
6
28
126
1827
1678
1241
7
35
91
1818
3213
2513
9
52
246
2708
5016
3712
1975 1976 1977
Количество
забоев
Объем
проходки
Количество
забоев
Объем
проходки
Количество
забоев
Объем
проходки
Штольни
Штреки
Квершлаги
(рассечки)
13
45
270
1996
5492
2691
6
78
369
811
7300
3556
2
106
330
384
8366
2972
193
Проходка выработки по многозабойной схеме при правильной ор-
ганизации работ дает результаты лучше, чем при однозабойной схеме.
Появляется реальная возможность совмещения основных и вспомога-
тельных процессов. Это особенно относится к тем процессам, выполне-
ние которых требует остановки всех работ в забое (заряжание, взрыва-
ние, проветривание, наращивание коммуникаций).
В отечественной практике
горно-разведочных работ глубина ство-
лов шахт в отдельных случаях превышает 400…500 м.
Средняя глубина стволов в горнодобывающих отраслях промышленно-
сти составляла: до 1940 г. – 104 м; до 1960 г. – 305 м; до 1970 г. – 480 м; до
1975 г. – 500 м; до 1980 г. – 590 м; до 1985 г. – 620 м; до 1990 г. – 670 м. Око-
ло 70 % стволов имеют глубину более 500 м, 16 % стволов
– 1000…1200 м.
В Криворожском бассейне стволы имеют глубину до 800 м, на Текелий-
ском руднике – до 950 м, на Норильском ГОКе (горно-обогатительном ком-
бинате) им. А.П. Завенягина на руднике «Октябрьский» построено 10
стволов глубиной до 1200 м.
§ 2. ПАРАМЕТРЫ ВЫРАБОТОК
Под параметрами горно-разведочных выработок понимаются фор-
ма, линейные размеры, площадь поперечного сечения выработок, число
откаточных путей в них и их вентиляционные характеристики.
Форма поперечного сечения выработки отражает конфигурацию ее
элементов, угол наклона стенок (боков).
Параметры поперечного сечения выработки – это размеры попереч-
ного сечения горной выработки, определяемые горнотехническими усло-
виями
и правилами безопасности ведения горнопроходческих работ.
Одним из основных параметров горно-разведочных выработок яв-
ляется площадь поперечного сечения. Выделяют площадь поперечного
сечения в свету, вчерне, в проходке.
Площадь поперечного сечения горно-разведочной выработки в свету –
это площадь поперечного сечения, ограниченная внутренним контуром
крепи (для вертикальных выработок) и поверхностью балластного
слоя
рельсового пути.
Площадь поперечного сечения горно-разведочной выработки вчерне –
площадь, ограниченная проектным контуром выработки.
Площадь поперечного сечения горно-разведочной выработки в про-
ходке – это площадь, ограниченная ее контуром в забое.
Площадь сечения в проходке может отличаться от площади вчерне на
величину излишка или занижения сечения выработки в
пределах допуска.
Продольный уклон выработки – это уклон выработки в сторону
транспортирования горной массы, поперечный уклон – это уклон почвы
в сторону водоотводной канавки.
194
§ 3. ВЫБОР ФОРМЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ПОПЕРЕЧНОГО
СЕЧЕНИЯ ВЫРАБОТОК
Форму поперечного сечения выработки (рис. 69) выбирают с учетом
свойств пересекаемых ею пород, величины и характера проявлений горного
давления, принятой конструкции крепи, назначения и срока службы выра-
ботки, а также способа ее проведения. В прочных, устойчивых породах, ко-
гда применения несущей крепи не требуется, выработке может быть прида-
на любая форма. Чаще
всего в этих условиях горно-разведочным выработ-
кам придается прямоугольно-сводчатая. В среднеустойчивых породах и при
ожидаемом небольшом давлении на крепь (до 30…50 кПа) форму сечения
выработки выбирают преимущественно с учетом типа крепи. При проведе-
нии горно-разведочных выработок применяется деревянная крепь (крепеж-
ная рама), выработке придают трапециевидную, а иногда прямоугольную
форму. В неустойчивых породах в кровле и стенках выработки применяют
сводчатые и подковообразные крепи из металла. Форма выработки соответ-
ствует в этом случае конфигурации крепи.
Вертикальные стволы разведочных шахт имеют прямоугольное се-
чение. В последнее время в связи с применением для проходки шахт
стволовых комплексов форму сечения стволам придают круглую.
Размеры поперечных сечений в свету определяются исходя из габари-
тов, используемого транспортного и технологического оборудования
(электровозов, погрузочных машин, вагонов, конвейеров, скреперов и пр.)
и величин зазоров, предусмотренных Едиными правилами безопасности.
Размеры выработок вчерне определяют с учетом площади выработки, за-
нимаемой крепью.
На закруглениях предусматриваются расширения в зависимости от
радиуса
кривизны, величины жесткой базы и длины подвижного состава.
Для различных площадей сечений принимаются следующие коэффици-
енты: площадь сечения в проходке 4 м
2
– 1,25; 5,1 м
2
– 1,22; 5,8 м
2
– 1,2 и
6,4 м
2
– 1,16.
Правилами безопасности предусматриваются следующие зазоры: вы-
сота выработки от головки рельсового пути (или трапа) до верхняка крепи
при ручной откатке или при откатке аккумуляторными электровозами
должна быть не менее 1800 мм; при откатке контактными электровозами и
при отсутствии специального отшитого прохода для людей высота выра-
ботки от головки рельсового пути до
контактного провода должна быть не
менее 2000 мм. Расстояние между наиболее выступающей частью под-
вижного состава и крепью (стенкой) выработки с одной стороны не менее
195
250 мм, а с другой (со стороны прохода людей) – не менее 700 мм на
уровне 1800 мм от трапа. При двухпутной откатке расстояние между наи-
более выступающими частями подвижного состава не менее 200 мм.
Рис. 69. Формы поперечного сечения выработок: а – прямоугольная;
б, в – трапециевидная; г – полигональная; д – бочкообразная;
е, ж – трехцентровой пониженный и полуциркульный свод
с вертикальными стенками; з – циркульный пониженный свод с наклонными
стенками; и – полуциркульный свод; к, л, м – подковообразные; н – круговая;
о, п – эллиптическая
Остальные данные для расчета размеров выработок трапециевид-
ной формы приведены ниже и показаны на рис. 70.
196
Рис. 70. Типовое сечение выработок трапециевидной формы
поперечного сечения (а) и прямоугольно-сводчатой (б)
197
Рис. 70. Продолжение
198
Высота
Н
и ширина
В
транспортного
оборудования
Принимаются из технической характери-
стики оборудования
Высота свободного прохода ...................
h
= 1800 мм
Высота от почвы выработки до головки
рельсов, мм:
при укладке шпал в почву
выработки ............................................
при укладке шпал на балласт
Высота трапа ............................................
Высота выработки от головки
рельсов до верхняка.................................
h
1
=
h
6
/ 3 +
h
7
h
1
=
h
8
+ h
6
/ 3 +
h
7
h
2
= 100…150 мм
h
3
= 1800 мм
2000 мм с проверкой безопасности
работы машин
Высота выработки в свету:
при скреперной уборке породы
при наличии конвейерной
доставки ...............................................
при наличии рельсового пути:
без балластного слоя ..........................
с балластным слоем ............................
Высота выработки вчерне:
без балластного слоя ..........................
с балластным слоем ............................
h
4
=
h
h
4
=
h + h
2
h
4
=
h
1
+ h
3
h
4
=
h
1
+ h
3
–
h
8
h
5
=
h
4
+ d
1
+
t
2
(
h
5
= h
+
t
1
)
h
5
=
h
3
+ h
4
+
d
1
+
t
2
(
h
5
= h
3
+ h
1
+
t
1
)
Толщина шпал
h
6
Высота рельсов
h
7
Толщина балластного слоя
h
8
Принимается по проекту
Ширина свободного прохода
на высоте
h ...............................................
Ширина свободного прохода
по почве выработки .................................
Зазор между транспортным оборудова-
нием и крепью ..........................................
Зазор между подвижными составами
n
= 700 мм
n
1
=
b
2
–
В – m
m
= 250 мм
c
= 200 м
Толщина стоек
d
Толщина верхняка
d
1
Принимается по проекту или расчету
Толщина клина или затяжки
Угол наклона стоек
Ширина выработки в свету на высоте
Н:
при скреперной уборке породы .........
при наличии конвейерной доставки...
при наличии одного рельсового пути
при наличии двух рельсовых путей
t
1
= 30…50 мм
α
= 83°
b = В +
2
т(b = В + т
+
n
)
b
=
b
1
b
=
B
+
m
+
n
1
(
b
=
B
+
m
+
n
)
b = 2B + c + m + n
1
(b =
2
B + с
+
m +
n)
199
Ширина выработки в свету по верхняку:
без рельсового пути ............................
при наличии рельсового пути ............
Ширина нижнего основания выра-
ботки в свету:
без рельсового пути ............................
при наличии рельсового пути:
без балластного слоя ...........................
с балластным слоем ............................
Ширина верхнего основания выработки
вчерне ........................................................
Ширина выработки на уровне почвы ....
Площадь поперечного сечения
выработки в свету ....................................
Площадь поперечного
сечения
выработки вчерне
Периметр выработки в свету
b
1
=
b
– 2 (
h
–
H
) ctg α (
b
1
=
b
)
b
1
=
b
– 2 (
h
3
–
H
) ctg α (
b
1
=
b
)
b
2
=
b
+ 2
H
ctg α
b
2
=
b
+ 2
H
ctg α
b
2
=
b
+ 2 (
H +h
8
+ h
6
/
3 +
h
7
) ctg α
b
3
=
b
1
+ 2 (
d
1
+t
1
) sin α
b
4
=
b
3
+ 2
h
5
ctgα
12
св 4
2
bb
Sh
+
=
S
св
=
b
(
h
+ 0,175
b
) при
h
0
=
b/
4 и S
св
=
b
(
h
+ 0,2
b
) при
h
0
=
b
(3)
34
св 5
2
bb
Sh
+
=
S
св
=
b
1
+
b
2
+ 2
h
4
/ sin α
Примечание. В скобках приведены данные для расчета поперечного сечения выра-
боток прямоугольно-сводчатой формы.
Наиболее распространенной формой поперечного сечения вертикальных
стволов горнодобывающих предприятий является круглая, реже – прямо-
угольная. Разведочные стволы имеют в основном прямоугольную форму по
причине применения деревянной крепи и небольшого срока службы стволов.
Размеры поперечного сечения стволов обусловливаются их назначе-
нием и зависят от проектной мощности шахты, размеров шахтного поля,
глубины ствола,
размеров и расположения подъемных сосудов; разведоч-
ных – от глубины, применяемого оборудования, размеров рудного поля,
перспектив использования ствола при эксплуатации месторождения.
Рекомендуемые типовые сечения стволов разведочных шахт приве-
дены в табл. 22.
Площадь поперечного сечения ствола в свету (рис. 71) рассчитыва-
ется по формуле
S
св
= А
1
В
1
,
где A
1
= 600 + 700 или А
1
= 2с + l
п
+ ∆l – ширина ствола в свету; 600 –
расстояние между основанием лестницы и крепью, мм; 700 – длина лаза
лестничного отделения, мм; с – зазор между подъемным сосудом и кре-
пью; l
п
– диаметр (длина) подъемного сосуда (бадья, скип, клеть); ∆l –
длина отделения для прокладки коммуникаций (кабели, трубы сжатого
воздуха, вентиляционные трубы и пр.); В
1
– длина стенки ствола в свету:
200
В
1
= 2n
1
с + d
п
+ (2n – 1)Z + b + Ш + K + 2d,
где d
п
– диаметр (ширина) подъемного сосуда; n
1
– количество подъем-
ных отделений; п – количество отделений в стволе; Z – ширина расстре-
ла; b – ширина противовеса или второго подъемного сосуда; Ш – ширина
лестничного отделения; K – ширина отделения под коммуникации; d –
диаметр венца.
Таблица 22
Площадь
сечения, м
2
Размеры, мм
Подъемный
сосуд
в
свету
вчерне в свету вчерне
Вид крепи
Диаметр
ствола,
м
Типоразмер
ствола
Прямоугольное сечение
Бадья
БПН-0,75
То же
Одна клеть
14КН-1,4
То же
Две клети
14КН-1,4
То же
Одна клеть
14КН-1,9-1
То же
Две клети
14КН-1,9-1
То же
4,9
4,9
6,7
6,7
9,8
9,4
8,5
8,5
11,3
10,8
6,9
7,6
8,9
9,7
12,7
13,1
10,9
11,7
14,2
14,5
3490 × 1400
3490 × 1400
3720 × 1800
3720 × 1800
5430 × 1800
5200 × 1800
3680 × 2300
3680 × 2300
4930 × 2300
4680 × 2300
3870 × 1780
3990 × 1900
4100 × 2180
4220 × 2320
5810 × 2180
5700 × 2300
4060 × 2680
4180 × 2800
5310 × 2680
5180 × 2800
Сплошная
венцовая
Подвесная
Сплошная
вевдовая
Подвесная
Сплошная
венцовая
Подвесная
Сплошная
венцовая
Подвесная
Сплошная
венцовая
Подвесная
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Круглое сечение
Одна клеть
14КН-1,4
(вагонетки
ВГ-0,7)
Две клети
14КН-1,9-1
(вагонетки
ВГ-1,1)
Две клети
14КН-1,9-1
(вагонетки
ВГ-1,3)
Две клети
l-HB-2,55-
3,2 (вагонет-
ки ВГ-1,4)
–
–
–
–
12,6
15,9
19,6
29,23
–
–
–
–
–
–
–
–
Бетонная
–
–
–
3,5
4,0
4,5
5,5
I
II
III
–