Комбинированные способы вскрытия.

Типичными схемами комбинированного вскрытия являются:

- многоступенчатое вскрытие с использованием вертикальных стволов (рис. 7.5);

- вертикальными и наклонными стволами (рис. 7.6);

- вертикальным стволом и ломаными наклонными стволами;

- прочие комбинации.

1 - ствол с поверхности; 2 - слепые стволы.

Рис. 7.5. Схема вскрытия вертикальными ступенчатыми стволами

1 - вертикальный ствол; 2 - наклонный ствол; 3 - слепой наклонный ствол.

Рис. 7.6. Комбинированное вскрытие глубоких горизонтов вертикальными и наклонными стволами

В последнее время в качестве главных и дополнительных вскрывающих выработок широко используют спиральные и ломанные автомобильные съезды.

Область рационального применения различных вскрывающих выработок.

Вертикальные стволы с клетевым подъемом целесообразнына рудниках производительностью до 300 - 700 тыс.т в год при больших глубинах и до 1,0 – 1,5 млн.т при глубинах до 200-300 м.

Вертикальные стволы со скиповым подъемоми одноступенчатым вскрытием рациональны до глубины 1200-1500 м на крупных рудниках и до 1800-2000 м на рудниках небольшой мощности. При вскрытии более глубоких месторождений применяют двух и многоступенчатое вскрытие. Максимальная производительность вертикального ствола со скиповым подъемом 5-7 млн.т в год. Емкость скипов при скиповом подъёме от 5 до 50 т.

Наклонные стволы:

- со скиповым подъемом проводят под углом от 20 до 45⁰, но применяют редко из-за низкой производительности подъема;

- с ленточным конвейером проводят с наклоном до 16-17⁰. Длина одного рудоподъемного конвейера 300 - 600 м и через каждые 100 - 180 м подъема требуется приводная секция. Основное ограничение - максимальный размер куска транспортируемой руды (породы) не более 150-200 мм;

- с самоходным транспортом проводят под углом до 7⁰ и целесообразны при небольшой глубине разработки (до 200 - 250 м) и производительностью рудника от 300 до 1500 тыс.т. Угол наклона автомобильных съездов для доставки вспомогательных материалов принимают не более 10 - 15⁰.

Наклонные стволы и съезды могут применяться в любой ступени вскрытия и, как показала практика, они целесообразны:

- до глубины 150 м - при использовании автотягачей с прицепами при А_год 1,0 млн. т в год;

- до глубины 250 м - при использовании автосамосвалов и А_год= 0,5 - 2,5 млн. т в год;

- до глубины 400 м - при применении скипов и монорельсовых дорог и А_год= 2,0 - 3,0 млн. т в год;

- до глубины от 250 - 300 м до 500 - 700 м - при конвейерном подъеме (месторождения пологого и наклонного падения). А_год> 3 млн. т в год.

Вскрытие штольнями.При вскрытии месторождений штольнями (рис.7.7), вскрывающие выработки проводят с уклоном 0,001 - 0,008 в сторону устья. Длина штолен достигает 4 км (Мизурийское и Садонское месторождения) и более. Рудник “Нейшенл тоннел”, США, вскрыт штольней длиной 7 км.

1 - капитальная штольня; 2 - рудоспуск; 3 - вспомогательный клетевой ствол; 4 - площадка рудника и фабрики; 5 - этажные штольни.

Рис. 7.7. Схема вскрытия месторождения капитальной штольней с рудоспуском и вспомогательным стволом (а) и этажными штольнями (б)

Достоинства:

- затраты на проходку и крепление 1 п.м. штольни в 5 -7 раз ниже, чем вертикального ствола, а скорость проходки в 3 - 5 раз выше;

- однотипный транспорт, безопасность перевозки людей и грузов;

- низкие расходы на водоотлив;

- низкие затраты на сооружение поверхностного комплекса.

Недостатки:

- ограниченная область применения.

Параметры вскрывающих выработок

Сечения вскрывающих выработок должны быть такими, чтобы были выдержаны допустимые ПБ зазоры между транспортными средствами и стенками выработок, а скорость воздуха в них не превышала бы допустимых значений:

- стволы, главные откаточные штреки, квершлаги - U_возд≤8 м/с;

- грузовые стволы - V_возд≤ 12 м/с;

- вентиляционные стволы - V_возд≤ 15 м/с;

- вентиляционные скважины - V_воздне ограничена.

Приближенная площадь поперечного сечения вскрывающих выработок может быть определена по годовой производительности А, млн. т.

Таблица 7.1 - Ориентировочная площадь поперечного сечения вскрывающих выработок

Число и расположение стволов в шахтном поле

Число стволов в шахтном поле зависит от принятой схемы вскрытия месторождения, но во всех случаях их число не может быть менее двух. На крупных рудниках их может быть до десяти и более. Основными факторами, влияющими на число и расположение стволов, являются размеры и запасы шахтных полей, производственная мощность рудника, выдача нескольких сортов руды, количество воздуха, подаваемого в рудник и другие причины.

В общем случае по условиям минимума затрат на своз груза к стволу главный ствол располагают в центре шахтного поля по простиранию.

Вентиляционный ствол (стволы) может быть расположен рядом, но не ближе 30 м от главного ствола (центрально-сдвоенное расположение); у верхней технической границы по центру шахтного поля (центрально-отнесенное расположение); на флангах месторождения или шахтного поля (фланговое расположение).

По условиям проветривания (допустимая величина депрессии рудника) при длине шахтного поля по простиранию до 800 м рекомендуется центрально-сдвоенное расположение главного и вентиляционного стволов, при больших размерах - фланговое.