Выбор места заложения ствола

Выбор места заложения ствола производится с учетом следующих главных факторов: безопасности; удобства расположения устья ствола и поверхностных сооружений; расходов на подземный и поверхностный транспорт руды и поро­ды , доставку материалов к месту работ, вентиляцию подземных выработок; затрат времени на передвижение людей под землей к месту работ; а также местных фак­торов: местоположения обогатительной фабрики или завода, наличия на поверх­ности различных сооружений, дорог и пр.

Безопасность сооружения ствола определяется двумя основными элемента­ми:

расположение вне зоны возможного нарушения горного массива (сдвиже­ния пород);

наличие и правильный выбор размеров охранного целика.

Горные выработки и пустоты, образовавшиеся после выемки полезного ис­копаемого, заполняются со временем или сразу обрушающимися породами, в ре­зультате чего массив пород над месторождением деформируется и оседает. Этот процесс называется сдвижением пород. Сдвижение обычно вызывает плавное оседание земной поверхности, без разрыва ее сплошности, или резкое, со значи­тельными смещениями и провалами.

В области сдвижения горных пород выделяют несколько зон, которые показа­ны на рис. 6.40 (см. вкл.). Часть земной поверхности, подвергшуюся сдвижению, называют мульдой сдвижения. В пределы мульды сдвижения включают участки земной поверхности с величиной оседания 10 мм и более.

Сдвижение пород происходит по криволинейным поверхностям, но для гра­фических построений их принимают за плоскости, образующие с горизонталь­ной плоскостью углы: граничный у0, сдвижения у' и разрывов у" (обрушения). Граничным углом ограничивается вся область сдвижения пород; плоскость раз­рывов проходит через крайние внешние трещины на земной поверхности; углом сдвижения определяется зона опасных сдвижений для поверхностных и подзем­ных горнотехнических сооружений.

Если мощность отрабатываемого месторождения незначительна или разра­ботка ведется на большой глубине, то сдвижение пород поверхности не достига­ет. Глубину разработки, при которой отработка полезного ископаемого не вызы­вает сдвижений земной поверхности, называется безопасной. Отношение мини­мальной безопасной глубины к мощности месторождения называют коэффици­ентом безопасности.

Коэффициент безопасности зависит от физико-механических свойстве по­род и примерно равен: при разработке месторождений без закладки 200, с полной сухой закладкой 80, с мокрой закладкой 30.

Величина углов сдвижения зависит от физико-механических свойств пород, слоистости, водоносности утла падения месторождения, глубины разработки и из­меняется в широких пределах. При неслоистом строе-нии пород эти углы прини­мают в пределах 45 — 70°, при слоистом 30 — 65°.

Предохранить поверхностные сооружения и выработки вскрытия от сдви­жения пород можно путем расположения их за пределами сдвижения или путем оставления под ними охранных целиков из руды (рис. 6.41 и 6.42). Так как факти­ческие углы сдвижения могут оказаться меньше запроектированных, то в целях безопасности поверхностные сооружения и выработки вскрытия принято распо­лагать на расстоянии 30 — 60 м, иногда до 120 м от границы зоны сдвижения на по­верхности.

Рис. 6.41. Построение зоны сдвижения горных пород:

а — угол падения рудного тела; ф — угол сдвижения в наносах; (3; 5 — углы сдвижения в коренных породах по висячему, лежачему бокам

и простиранию (соответственно)

Рис. 6.42. Построение охранного целика для ствола

В местностях с гористым рельефом ствол шахты (штольню) следует распола­гать так, чтобы он и обслуживающие его сооружения не пострадали от обвалов по­роды, оползней, снежных лавин, а также не были затоплены во время быстрого та­яния снегов и сильных ливней.

По условию минимальной работы подземного транспорта ствол должен быть расположен в плоскости, перпендикулярной к простиранию и делящей запасы всего месторождения на равные или почти равные части.

С изменением места заложения ствола время, затрачиваемое на передвиже­ние людей по откаточным выработкам до места работы, будет изменяться. Среднее расстояние передвижения всех работающих с изменением места заложения шахт­ного ствола будет изменяться примерно так же, как и работа подземного транспор­та. Поэтому место заложения ствола, оптимальное по условиям транспорта, одно­временно отвечает и оптимальным условиям по передвижению рабочих по выра­боткам основного горизонта. То же относится и к расходам по доставке материалов

по откаточным выработкам.

Зависимость между положением ствола и расходами по вентиляции непо­стоянна, но подсчеты показывают, что место заложения ствола, отвечающее наи­меньшим расходам по вентиляции, примерно совпадает с решением, найденным из условия оптимальной работы подземного транспорта.

Существенное, иногда решающее значение при выборе места заложения устья ствола имеют местные факторы: физико-механические свойства пород, пересекае­мых стволом, рельеф поверхности, местоположение обогатительной фабрики и др.

Следует избегать пересечения стволом плывунов, водоносных или нарушен­ных пород, проходка по которым сопровождается большими трудностями и тре­бует усиленной крепи.

Рельеф поверхности должен обеспечивать удобное расположение поверх- я эстных сооружений и вспомогательных цехов и отвалов. Расположение ство- 1 должно быть удобным для подвода железной дороги. Путь к месту обработ- I •: руды должен быть наиболее коротким, легко сооружаемым и дешевым в экс- г стации. Иногда оказывается целесообразно изменить намеченное место за­: жения ствола только потому, что стоимость сооружения пути для поверхност- = :го транспортирования руды и его последующей эксплуатации оказывается г ы со кой.

Выбор варианта вскрытия и места заложения вскрывающих выработок вы­-: --няется на основе технико-экономического сравнения возможных вариантов в Иглующем порядке.

1. Устанавливаются технически возможные и подлежащие сравнению вари- э-нты вскрытия месторождения.

Д\я месторождений, состоящих из одного рудного тела, число этих вариантов : «: ычно невелико. При выборе способа вскрытия для нескольких рудных тел чис- : технически приемлемых вариантов возрастает. В этом случае возможны неза- ннсимое вскрытие каждого рудного тела (рис. 6.43, а, б) и совместное вскрытие об- —ей вскрывающей выработкой (рис. 6.43, в).

Рис. 6.43. Независимое (а, б) и совместное (в) вскрытие рудных телилицдтц

Для технико-экономического сравнения вариантов выявляются капиталь­ные затраты и эксплуатационные расходы, зависящие от вскрытия по отдельным статьям. При этом затраты и расходы одинаковые или очень близкие по величине 1ля сравниваемых вариантов, а также все второстепенные затраты не подсчиты­вают и не включают в итоговую сумму. Все учитываемые затраты и расходы опре­деляют для одного и того же периода времени; наиболее удобным является полный срок существования шахты.

Иногда для отдельных вариантов предварительно выявляют подварианты, сравнивают их между собой и лучший вводят в общее сравнение вариантов.

Подсчитанные для каждого варианта затраты и расходы по отдельным ста­тьям сводят в общую таблицу.

Принято считать, что возможная неточность экономических подсчетов по вариантам составляет от 5 до 10 %. Поэтому если учитываемые суммарные за­траты и расходы по какому-либо варианту превышают таковые по другому ва­рианту не более чем на 5 — 10 %, но вместе с тем этот (первый) вариант имеет су­щественные преимущества в техническом отношении, то ему отдается предпо­чтение.