Вскрытие и подготовка рудных месторождений. Курс лекций / сост. Ю.Л.Минаев, страница 3

Основные положения вскрытия рудных месторождений.

При  проектировании учитывать тенденцию увеличения высоты этажа на основе технико-экономического сравнения вариантов горно-капитальных, горно-подготовительных и очистных работ в зависимости от угла падения рудного тела и других факторов: при этом следует учитывать возможность снижения производительности труда с увеличением высоты этажа в связи с усложнением доставки людей, материалов и оборудования в очистные забои. На таком же расстоянии друг от друга следует проходить восстающие оборудованные лебёдками для подъёма на подэтажи материалов и оборудования. 

При проектировании нового горного предприятия с комбинированной разработкой параметры подземного способа должны устанавливаться путём совместного рассмотрения условий осуществления открытых, открыто-подземных и подземных горных работ.

Выбор места заложения вскрывающих выработок.

В толще земной коры в нетронутом массиве горные породы находятся в условиях всестороннего (трёхосного) сжатия,  в состоянии напряжённого равновесия. В результате выемки полезного ископаемого образуются пустоты и равновесие горных пород нарушается. Вмещающие породы кровли, висячего и лежачего  бока сдвигаются, разрушаются и обрушаются. В результате сдвижения и обрушения вмещающих пород происходит деформация земной поверхности – образуются трещины, террасообразные оседания и глубокие воронки (рис.). Зона сдвижения и обрушения  пород на поверхности земли зависит от угла падения и глубины залегания залежи, крепости и слоистости вмещающих пород.

Зона сдвижения – участок земной поверхности над разрабатываемым месторождением, где проявляется сдвижение пород без разрыва их сплошности. Зона сдвижения оконтуривается по смещениям точек земной поверхности. Поскольку такое смещение опасно для сооружений ( здания подъёмной машины, ствола, административно-бытового комбината и пр.) они должны располагаться вне этой зоны..

     Зона обрушения – участок земной поверхности,  в пределах которой образуются  значительные трещины, происходит разрушение и оседание пород  в результате подземных  работ по добыче полезных ископаемых. Линии, соединяющие зону сдвижения и обрушения пород на поверхности с зоной отработки месторождения подземным способом, называются линиями сдвижения и обрушения соответственно. Углы, образованные этими линиями с горизонтом, называют углами сдвижения и обрушения вмещающих пород. Их величина зависит от крепости и слоистости пород.

Для правильного выбора места заложения на  поверхности земли стволов, зданий и сооружений необходимо определить границы зон сдвижения вмещающих пород или охранных целиков около стволов. Так как нельзя учесть все факторы, которые могут оказывать влияние на углы сдвижения горных пород и размеры зон сдвижения, то при выборе места заложения основных вскрывающих выработок оставляют безопасные предохранительные бермы шириной не менее 20 м  ( для стволов шахт, поверхностных зданий и сооружений шахты ) и не менее 10 м при заложении вспомогательных выработок – вентиляционных стволов, калориферных, вентиляторов главного проветривания и т.п. На рис. показано построение зон сдвижения и расположение стволов в различных горно-геологических условиях залегания месторождений полезных ископаемых.

В связи с особенностями залегания горизонтальных и слабонаклонных залежей наиболее распространённым является центральное расположение стволов в центре шахтного поля. Для сохранения ствола на весь период отработки шахтного поля около него должен быть оставлен охранный целик, в пределах которого добычные работы не ведут. При разработке наклонных и крутопадающих залежей ствол должен быть вынесен за зону сдвижения вмещающих пород. Если угол падения залежи больше угла сдвижения вмещающих пород ( α > γ) – крутопадающие залежи  построение зоны сдвижения ведётся с нижней проектируемой отметки разработки ( рис. б ), при наклонном залегании ( α < β ) построение зоны сдвижения ведётся с верхней и нижней проектируемых отметок разработки (рис. в).

Между зоной сдвижения и вскрывающими выработками должна быть оставлена предохранительная берма. Данные об углах сдвижения и обрушения при полной подработке рудных месторождений и границах предохранительных берм представлены в нижеследующих таблицах.

Углы сдвижения вмещающих пород при полной их подработке

СЛОИСТОЕ СТРОЕНИЕ ПОРОД

Крепость пород	Подгруппа	Угол падения пород ( αп), град	Углы сдвижения пород, град
			Висячего бока	Лежачего бока	На фланге
f< 5	1	0 - 30	55 - 45	-----	55
	2	31 - 45	45 - 40	-----	55
	3	46 - 60	40	(αп - 5)*	55
	4	61 - 80	40 - 45	50	55
	5	81 - 90	45 - 50	50	55
f > 5	1	0 - 30	60 - 50	-----	55+1,5 f
	2	31 - 45	50 - 45	-----	55+1,5 f
	3	46 - 60	45 - 40	αп	55+1,5 f
	4	61 - 80	40	αп**	55+1,5 f
	5	81 - 90	40 - 50	60	55+1,5 f

Примечание: 1.  *  не более 50⁰

                                  2.  ** не более 65⁰

Угол сдвижения  наносов принимается 40 – 50⁰.

Между отстроенной зоной сдвижения пород и сооружением необходимо оставить предохранительную берму, размер которой принимается по таблице.

КАТЕГОРИЯ  ОХРАНЫ  ОБЪЕКТОВ

I

П

Ш

Ш И Р И Н А    П Р Е Д О Х Р А Н И Т Е Л Ь Н О Й     Б Е Р М Ы