Гірничорозвідувальні виробки

Класифікація гірничих виробок. Гірнича виробка — це порожній простір, що утворюється штучно у товщі корисних копалин або пустих порід для розвідки або розробки родовищ корисних копалин. Гірничі виробки за призначенням поділяються на розвідувальні і експлуатаційні та пошукові, технічні та іншого призначення.

Розвідувальні гірничі виробки проводяться для виявлення родовищ, з'ясування характеру залягання та визначення запасів корисних копалин.

Експлуатаційні гірничі виробки проводяться для добування корисних копалин із родовищ відкритим або підземним способами. Експлуатаційні гірничі виробки поділяються на капітальні, підготовчі та очисні. Капітальні виробки проходять для розкриття родовищ і забезпечення транспортним зв'язком родовища з земною поверхнею. В капітальних виробках розміщується стаціонарне гірниче оснащення та машини. Підготовчі виробки розтинають родовища на виїмкові ділянки та блоки й, таким чином, підготовляють їх до очисної виїмки. Очисні виробки утворюються при виїмці корисних копалин із родовища.

Довжина будь-якої гірничої виробки вимірюється за її довгою віссю. Переріз гірничої виробки, перпендикулярний до її довгої осі, називають поперечним перерізом. Розрізняють два види поперечних перерізів: у проходці (начорно) — це поперечний переріз не-закріпленої виробки (за породою) й по світлу — переріз закріпленої виробки (за кріпленням).

Гірничі виробки за конструкцією поділяються на відкриті, підземні та комбіновані.

Відкриті виробки проводять просто неба. Ці виробки у своєму поперечному перерізі не з усіх боків оточені гірськими породами.

Підземні виробки проводять під поверхнею землі. Вони у поперечному перерізі з усіх боків оточені гірськими породами.

Комбіновані виробки складаються з комбінації відкритих і підземних.

Відкриті гірничі виробки. До цієї групи належать копуші, канави, траншеї, розчистки, кар'єри, розрізи, розноси (рис. 1).

Копуша - відкрита гірнича виробка невеликого поперечного перерізу 0,6 X 0,6 м, завглибшки 0,4-0,6 м (іноді до 1 м).

Канава - відкрита гірнича виробка, що має трапецієподібний або прямокутний поперечний переріз і значну довжину при порівняно невеликих розмірах поперечного перерізу та невеликій глибині. Канави існують експлуатаційні та пошуково-розвідкові. До перших належать нагірнї, внутрішньокар'єрні, водовідливні та водозбірні (зумпфи), а до других - пошукові та розвідкові канави. Розвідкові поділяють на магістральні, які проходять уперехрест простягання гірських порід для розкриття найбільшої кількості шарів при найменшій довжині канави, й на канави, які простежують рудні тіла по простяганню.

Траншея — ступінчаста канава трапецієподібного поперечного перерізу. Траншеї поділяються на експлуатаційні й розвідкові. До перших належать капітальні, які проводять з метою розкриття родовищ, розрізні — для створення фронту робіт тощо. Розвідкові траншеї використовуються для розвідки родовищ, які залягають на глибині від 3 до 4 м.

Розчистка — виробка, що нагадує канаву або траншею без чітко вираженої довжини осі.

Кар'єр — сукупність відкритих гірничих виробок, які слугують для видобутку корисних копалин.

Розріз — вугільний кар'єр, а також кар'єр з розробки розсипних родовищ драгами (плавучими земснарядами).

Рознос (знос) — кар'єр на схилі гори. Уступ кар'єра або траншеї — це частина насипу пустих порід (або корисних копалин), що мають форму великих східців. До елементів уступу належать майданчики (берми), відкос, кут відкосу та бровки.

Підземні гірничі виробки. Підземні гірничі виробки залежно від розташування осі виробки до горизонту (рис. 2) поділяються на вертикальні, горизонтальні та похилі. Початок підземної виробки, який примикає до денної поверхні або іншої виробки, називають устям, а протилежний кінець, що переміщується в результаті гірських робіт — забоєм (вибоєм).

До вертикальних виробок належать шах­ти, шурфи, дудки, сліпі шахти, гезенки, бурові свердловини тощо.

Шахта — вертикальна гірнича виробка, що виходить на земну поверхню й має бокові виробки. На практиці термін «шахта» застосовують у розумінні промислової одиниці. В цьому понятті, шахта може об'єднувати кілька вертикальних виробок, які з'єднані сіткою горизонтальних та інших підземних виробок. Щоби відрізняти шахту як гірничу виробку від шахти як промислової одиниці, першу називають шахтним стовбуром, а другу — шахтою або рудником. Під шахтним стовбуром розміщується підстовбурний колодязь (зумпф) для збору шахтної води, що витікає з інших підземних виробок.

Шурф — вертикальна гірнича виробка, що виходить на земну поверхню і, як правило, не має бокових виробок. Іноді для простеження гірничих порід від шурфу задають розсічки. Шурфи проходять для розвідки, вентиляції, осушення тощо.

Дудка — шурф круглого перерізу, що проходиться в стійких породах і, як правило, без кріплення.

Сліпа шахта — вертикальна гірнича виробка, яка не має безпосереднього виходу на земну поверхню та призначається для

підйому корисних копалин або інших матеріалів механічним способом із нижніх робочих горизонтів на верхні.

Гезенк — вертикальна гірнича виробка, яка не має безпосеред­нього виходу на земну поверхню та призначена для пересування людей, вентиляції (провітрювання) та спускання корисних копалин і матеріалів із верхніх робочих горизонтів на нижні. Устя сліпої шахти або гезенку виходять у підземну виробку.

Бурова свердловина — вертикальна або похила гірнича виробка, що має велику глибину при малому поперечному перерізі.

До горизонтальних виробок належать квер-шлаги, штреки, польові штреки, камери, орти, штольні, тунелі, розсічки тощо.

Квершлаг — горизонтальна гірнича виробка, яка проходить уперехрест простяганню гірських порід і не має безпосереднього виходу на земну поверхню.

Штрек — горизонтальна гірнича виробка, яку проходять по простяганню корисних копалин; він не має безпосереднього виходу на земну поверхню.

Польовий штрек — горизонтальна гірнича виробка, яку проходять по простяганню пустої породи і яка не має безпосереднього виходу на земну поверхню.

Камера — горизонтальна гірнича виробка невеликої довжини та порівняно великого розміру поперечного перерізу. До камер належать і сполучення колостовбурного двору з шахтним стовбуром, насосна та машинні камери, електродепо, камера очікування, диспетчерська, протипожежна тощо. Колостовбурний двір — це сукупність виробок колошахтного стовбура, призначених для обслуговування підземного господарства, з квершлагом, штреком, які з'єднуються з головними підземними виробками.

Орт — горизонтальна гірнича виробка, що не має виходу на земну поверхню. Цю виробку проходять у товщі корисних копалин під кутом до простягання, не виходячи за її межі.

Штольня — горизонтальна гірнича виробка, що має вихід на земну поверхню.

Тунель — штольня з двома протилежними виходами на земну поверхню.

Розсічка — горизонтальна гірнича виробка, яка не має безпосе­реднього виходу на земну поверхню й проводиться із шурфу, штольні тощо. Довжина розсічок може бути до 100 м.

До похилих виробок належать похилі шахти, похилі квершлаги, бремсберги, схили, скати тощо.

Бремсберг — похила гірнича виробка, яка проведена знизу вгору (за піднесенням) для спускання корисних копалин з верхнього горизонту на нижній за допомогою механічного пристрою та з використанням сили тяжіння вантажу.

Схил — похила гірнича виробка, проведена по падінню покладів або пласта для підйому корисних копалин з нижнього горизонту на верхній за рахунок механічної енергії.

Скат — похила гірнича виробка, призначена для спуску корисних копалин під дією власної ваги. Скат складається з людського ходка та вантажного відділу.

Комбіновані гірничі виробки становлять сполучення відкритих і підземних виробок. У ряді випадків родовища, що залягають на великій глибині, розробляють відкритим способом, а доставка корисних копалин на поверхню здійснюється підземними виробками.

Вибір типу гірничорозвідувальних виробок та їхнього типового поперечного перерізу. Вибір типу гірничорозвідувальних виробок залежить від стадії пошуково-розвідувальних робіт, форми та умов залягання родовищ корисних копалин та інших факторів. Копуші широко застосовуються при пошуках корінних родовищ золота, олова, алмазів та інших корисних копалин, які утворюють ареоли розсіювання. Глибина копуші обумовлюється необхідністю отримання проби з достатньою кількістю глинистих частинок (примазки). Канави й траншеї проходять для пошуків, розвідки або картування, а також для опробування. Призначення канав і траншей — розкриття корінних порід під нещільними відкладами. Розвідка канавами й траншеями застосовується при геологічній зйомці, пошуках і попередній розвідці пластових, жильних, штокових та інших родовищ, які залягають на глибині до 8 м, а також при детальній розвідці неглибоко залягаючих родовищ золота, платини, п'єзокварцу тощо. Розвідкові канави завглибшки до 3—4 м мають ширину на дні від 0,5 до 0,7 м і більше, а розвідкові траншеї завглибшки до 8 м мають ширину знизу до 3 м. Глибину канави або траншеї h визначають на підставі потужності алювіально-делювіальних відкладів т і величини заглиблення її в корінні породи d/h = т + d. Форма поперечного перерізу канав прямокутна в стійких породах і трапецієподібна в нестійких. Крутизна стінок (відкосів) канави залежить від кута натурального відкосу порід і встановлюється в межах від 45 до 70°. Проекція стінок канави на горизонтальну площину С залежить від характеру породи й закріпленості її стінок.

При незакріплених стінках у сипких породах С = h, в суглинках С = h/5 або h/6, у щільних глинах С = h/10. При закріплених стінках у сипких породах С становить від h/5 до h/10. Закладення стінок

траншей встановлюється таким, як і для канав, при цьому траншея розбивається на два-три уступи. Ширина запобіжної площадки уступу траншеї має бути не меншою як 0,5 м. Розчистка застосовується для з'ясування геологічної будови родовища чи його частини, а також для опробування розкритих корисних копалин.

Шурфи й дудки застосовуються в розвідці при наявності потужних насосів для винаходження родовищ. Із шурфів і дудок відбираються проби порід і руд для різних аналізів і технологічних досліджень. Шурфи також застосовуються для спостережень за зміною складу порід або фільтрації води, а при інженерно-геологічних дослідженнях — для отримання породних проб у вибої та на стінках шурфу для вивчення фізико-механічних властивостей грунту. В ряді випадків із глибоких шурфів проходять розсічки та штреки завдовжки 20—30 м і більше. Розсічка слугує для розкриття й простежування рудного тіла навхрест простяганню, штреки — по простяганню. При розвідці крутопадаючих родовищ проходять похилі шурфи за пластом (жилою), причому кут нахилу шурфу береться рівним середньому куту нахилу пласта (жили). Шурфи мають прямокутну, квадратну або еліптичну (при розвідці розсипних родовищ) стандартного розміру форму поперечного перерізу, який залежить від призначення шурфу: 1 мх1,25 м, 1,25 мх1,50 м, 1,5 м x 2 м тощо.

Останнім часом у практиці геологорозвідувальних та інженерно-дослідних робіт дудками почали користуватися частіше, незалежно від ступеня стійкості порід та їхньої міцності. Раніше дудка використову­валася лише в стійких породах і без кріплення. Сьогодні вже існують способи кріплення дудок відповідно до властивостей розвідкових порід і часу їх використання. Діаметри дудок становлять 0,9—1,25 м, глибина — до 30 м.

Важкі гірничорозвідувальні виробки (шахти, квершлаги, штреки тощо) застосовують для детальної розвідки на глибину. Глибина розвідки обумовлюється заляганням корисних копалин, зони окиснення та повторного збагачення. Шахти поділяються на вертикальні та похилі. Вертикальні експлуатаційні шахти проходяться в лежачому боці родовища, а розвідувальні — в різних точках родовища згідно з техніко-економічними міркуваннями. Якщо планується перехід розвідувальних шахт в експлуатаційні, то вони закладаються також у лежачому боці родовища. Похилі розвідувальні шахти звичайно проходяться по самому родовищу. На певному горизонті з шахти проходять у бік скупчення пласта або жили корисних копалин квершлаг, а згодом безпосередньо по скупченню, пласту або жилі штрека, орти. Після розвідування першого горизонту шахту поглиб­люють для розвідки другого й таким чином діють далі. Сліпа шахта, гезенк, схил, бремсберг проходять між двома горизонтами підземних гірничорозвідувальних виробок по рудному тілу. Гезенк і сліпа шахта на відміну від нахилу та бремсберга можуть проходити також пустими породами з наступним виходом на рудне тіло горизонтальної виробки на нижньому горизонті.

В умовах гірського рельєфу розвідка проходить горизонтальними або похилими штольнями, переріз і довжина яких відповідають геологічним умовам залягання корисних копалин і власне родовищу.

Поиск по сайту: