Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Вскрытие рудных месторождений. Часть 1

Покупка
Артикул: 750890.01.99
Доступ онлайн
2 000 ₽
В корзину
Рассмотрены типовые схемы вскрытия месторождений подземным способом, основные вскрывающие выработки, основы экономического сравнения различных вариантов вскрытия. Пособие составлено в соответствии с учебной программой дисциплины «Подземная разработка рудных месторождений» для подготовки горных инженеров по направлению 130400 «Горное дело», утвержденной решением УМС МГГУ. Рекомендуется при изучении раздела (дисциплины) «Вскрытие рудных месторождений», а также может быть рекомендовано для горных специальностей при непрофильном изучении дисциплин по подземной разработке рудных и нерудных месторождений, технологических разделов дисциплины «Основы горного дела».
Пепелев, Р. Г. Вскрытие рудных месторождений. Часть 1 : учебное пособие / Р. Г. Пепелев. - Москва : Изд. Дом МИСиС, 2015. - 56 с. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1222122 (дата обращения: 28.03.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
МИНИСТЕРСТВО ОБРА ЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ 
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ 
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»
ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ

Кафедра технологии подземной разработки рудных и нерудных 
месторождений

Р. Г. Пепелев

Вскрытие  рудных 
месторождений

Часть 1

Учебное пособие

Рекомендовано редакционно-издательским
советом университета

Москва  2015

УДК 622
 
П25

Р е ц е н з е н т ы:
д-р техн. наук, проф Ю.Н. Кузнецов;
М.Э. Денисов (Гипроцветмет)

Пепелев Р.Г.
П25  
Вскрытие  рудных месторождений. Часть 1 : учеб. пособие / 
Р.Г. Пепелев. – М. : Изд. Дом МИСиС, 2015. – 56 с.
 

Рассмотрены типовые схемы вскрытия месторождений подземным способом, основные вскрывающие выработки, основы экономического сравнения 
различных вариантов вскрытия.
Пособие составлено в соответствии с учебной программой дисциплины «Подземная разработка рудных месторождений» для подготовки горных инженеров по 
направлению 130400 «Горное дело», утвержденной решением УМС МГГУ. 
Рекомендуется при изучении раздела (дисциплины) «Вскрытие рудных 
месторождений», а также может быть рекомендовано для горных специальностей при непрофильном изучении дисциплин по подземной разработке рудных 
и нерудных месторождений, технологических разделов дисциплины «Основы 
горного дела».

УДК 622

 Р.Г. Пепелев, 2015

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие ..............................................................................................4
1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ...............................................................5
1.1. Вводные замечания ........................................................................... 5
1.2. Требования к вскрытию месторождения ........................................ 8
1.3. Исходные данные для проектирования вскрытия ....................... 10
1.4. Коэффициент резерва ......................................................................11
1.5. Классификация способов вскрытия рудных месторождений .... 12
2. ШАХТНЫЕ СТВОЛЫ. .......................................................................16
2.1. Клетевой и скиповой подъемы ...................................................... 16
2.1.1. Клетевой подъем ...................................................................... 16
2.1.2. Скиповой подъем ..................................................................... 18
2.1.3. Особенности канатного подъема по наклонным стволам .. 23
2.2. Подъем автотранспортом ............................................................... 24
2.3. Конвейерный подъем ...................................................................... 26
2.4. Другие способы подъема ............................................................... 28
3. СХЕМЫ ВСКРЫТИЯ .........................................................................30
3.1. Общие сведения .............................................................................. 30
3.2. Схемы вскрытия месторождения в равнинной местности ........ 30
3.3. Одноступенчатое и двухступенчатое вскрытие .......................... 33
3.4. Глубина I очереди вскрытия, шаг вскрытия  ............................... 38
3.5. Схемы вскрытия месторождения в гористой местности ........... 42
3.5.1. Вскрытие месторождений, расположенных выше
уровня долины .................................................................................... 42
3.5.2. Вскрытие месторождений, расположенных ниже
 уровня долины ................................................................................... 45
3.6. Вскрытие месторождений на больших глубинах ........................ 47
Библиографический список ...................................................................54
Приложения .............................................................................................49

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящее учебное пособие предназначается для использования 
на лекциях, практических и лабораторных занятиях, при курсовом и 
дипломном проектировании как дополнительный источник теоретических знаний, полученных при изучении раздела «Вскрытие рудных 
месторождений» дисциплины «Подземная разработка рудных месторождений».
В основу пособия положена монография проф. В.Р. Именитова [1], 
переработанная автором на базе собственного опыта преподавательской и научно-исследовательской работ в области технологии подземной разработки рудных и нерудных месторождений подземным способом. Теоретический материал дополнен практическими данными, 
необходимыми для понимания сущности и параметров тех объектов, 
которые составляют суть проектирования схем вскрытия и их эксплуатационных показателей.
При написании настоящего учебного пособия использован богатый методический и научный опыт таких сотрудников кафедры ТПР, 
как: проф. В.Ф. Абрамов, проф. Е.В. Кузьмин, доц. П.А. Кузнецов, 
[2–6]. Книга знакомит с существующей нормативной базой в области подземной разработки рудных и нерудных месторождений [7–10], 
приводятся положения из монографии Г.Г. Милехина [11]. 

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Вводные замечания

Вскрытие месторождения – комплекс вскрывающих выработок 
и организационно-технических мероприятий, обеспечивающих доступ с дневной поверхности к месторождению полезных ископаемых, 
предшествующих и обеспечивающих дальнейшую его эксплуатацию.

Основные и вспомогательные вскрывающие выработки

Назначение основных вскрывающих выработок (основные стволы, откаточные штольни, квершлаги, штреки и капитальные рудо- и 
породоспуски) – непосредственная выдача горной массы на дневную 
поверхность. 
Назначение вспомогательных вскрывающих выработок (вспомогательные стволы, штольни, квершлаги, штреки и восстающие) – это:
– подача свежего и отвод загрязненного рудничного воздуха;
– выдача шахтной воды на дневную поверхность;
– перемещение людей, материалов и оборудования с дневной поверхности до места производства работ и обратно;
– подача электроэнергии, сжатого воздуха, технологической воды 
и, при соответствующей технологии, закладочного материала с дневной поверхности до места производства работ;
– диспетчерская, пожарная и телеметрическая связь между местами производства работ и управления соответствующими процессами.

Способ вскрытия месторождения
Способ вскрытия месторождения характеризуется четырьмя основными признаками:
Первый признак – тип ствола:
 – вертикальный: клетевой, скиповой, гидравлический или конвейерный; 
 – наклонный: конвейерный, автомобильный, скиповой или вагонетками;
 – штольневой: электровозный, автомобильный или конвейерный;
Второй признак – число стволов (2 и более);
Третий признак – назначение каждого ствола (или группы стволов) и/или штолен;
Четвертый признак – пространственное расположение указанных стволов (штолен) в пространстве относительно рудного тела (в 

центральной части или на флангах, со стороны лежачего или висячего бока наклонной или крутопадающей залежи, а также в пределах 
рудного тела – при горизонтальных и пологих залежах).
Таким образом, способ вскрытия месторождения подземным способом описывается совокупными характеристиками по четырем указанным признакам, например:
а) месторождение вскрыто двумя центрально расположенными стволами – основным скиповым и вспомогательным клетевым 
(основной выход), двумя фланговыми вентиляционными стволами, 
один из которых оборудован клетевым подъемом (запасный выход), 
а второй – мостовым краном для спуска-подъема крупногабаритного 
транспортного и добычного оборудования;
б) месторождение вскрыто капитальной электровозной штольней 
и капитальным рудоспуском для отработки вышележащих горизонтов 
месторождения, а также основным слепым клетевым стволом для отработки нижележащих горизонтов месторождения; по флангам месторождения (при необходимости – и по центру залежи) пройдены вентиляционные штольни и восстающие, а также лифтовые восстающие.

Основные параметры вскрытия
При строительстве рудника более половины затрат приходится на капитальные затраты, причем порядка 40  % – на строительство стволов. 
Эти затраты составляют от 5–8 до 20  % себестоимости добычи руды.
Каждая вскрывающая выработка должна находиться вне зоны 
сдвижения горных пород эксплуатируемой части месторождения 
(рис. 1.1, а, в). Однако, при разработке горизонтальных или пологопадающих месторождений, ствол может располагаться в шахтном поле 
в пределах охранного целика (рис. 1.1, б, г), отстраиваемого также с 
учетом зоны сдвижения горных пород. Количество руды, попадающее 
в зону охранного целика, переходит в разряд общерудничных потерь, 
а экономический ущерб от них в каждом конкретном случае необходимо соизмерять с выгодой от расположения стволов в центральной 
части шахтного поля по сравнению с расположением их вне зоны 
сдвижения оконтуренных запасов месторождения.
Охранные целики отстраиваются также под наземными объектами, не терпящими деформации дневной поверхности (водоемы, крупные жилые массивы, дорогостоящие инженерные коммуникации), а 
также под зонами подземных плывунов и мощных водоносных, водонапорных горизонтов.

Рис. 1.1. Принципиальные схемы расположения стволов при разработке:
а, в, г – наклонных и крутопадающих месторождений; д – в трех проекциях при центральной схеме вскрытия; б – пологих и горизонтальных месторождений; 1 – коренные 
вмещающие горные породы; 2 – наносные (осадочные) горные породы; 3 – вертикальный ствол; 4 – рудное тело, подлежащее отработке; 5 – часть рудного тела, остающегося в общерудничных потерях (охранный целик); В – берма безопасности

Места расположения стволов определяются масштабно-графическими построениями с учетом углов сдвижения горных пород: 
А – в наносных (осадочных) породах от 30° (при обводненных (плывунных)) до 45° (при сухих породах); В – в коренных (материковых, 

кристаллических) породах от 45° (при слабых и трещиноватых) до 
75° (при крепких и монолитных горных породах). В налегающих 
горных породах с направленной трещиноватостью угол сдвижения в 
скальных породах может уменьшаться до 35–40° в направлении трещиноватости и увеличиваться до 80° в направлении, нормальном к 
направлению трещиноватости. 
Для учета других факторов отстроенная зона сдвижения горных 
пород увеличивается (на этапе проектирования) по всему периметру 
на 20–50 метров (так называемая берма безопасности).
Просадка дневной поверхности без нарушения сплошности налегающих пород происходит при соотношении глубины разработки Н и 
вертикальной мощности вынутого слоя h более 50–80 м, т.е. при Н/h > 
50–80, отсутствие просадки возможно при Н/h > 200–250.
Целостность налегающих горных пород (т.е. полная сохранность 
дневной поверхности) может быть обеспечена также соответствующими технологиями, предполагающими оставление постоянных целиков (потери руды в которых могут достигать 65 %) или закладку 
твердеющими смесями очистного пространства после выемки полезного ископаемого (дорогостоящий процесс, значительно увеличивающий себестоимость добычи полезного ископаемого до 30–35 %).

1.2. Требования к вскрытию месторождения
1. Оборудование не менее двух независимых друг от друга выходов на дневную поверхность (с минимальным расстоянием между 
собой 20 м – при несгораемых и 30 м при сгораемых надшахтных 
зданиях), обеспечивающих полное проветривание всех подземных 
выработок свежим воздухом с использованием промышленных вентиляторов. Каждый из стволов должен быть оборудован механическим подъемом для людей и лестничным отделением, обеспечивающими беспрепятственную эвакуацию всего подземного персонала на 
поверхность в требуемые сроки;
2. Пропускная способность основных вскрывающих выработок 
(стволов, квершлагов и штолен) должна с определенным запасом обеспечивать проектную производительность рудника по горной массе;
3. Обеспечение фронта подготовительно-нарезных работ в соответствии с существующими нормативами на вскрытые и подготовленные запасы месторождения;
4. Минимизация затрат на строительство рудника с учетом возможного ввода в эксплуатацию по частям за счет поэтапного освое
ния капитальных средств. Соблюдение нормативных сроков строительства рудника (или его очереди), которые колеблются от 2,5–3,5 
до 5–7 лет при соответствующей проектной мощности от 0,3–0,5 до 
3 и более млн т/год. При разработке в особо сложных условиях соответствующие сроки строительства устанавливаются для 1-й, 2-й и т.д. 
очередей ввода в эксплуатацию и, в итоге, могут достигать 10–15 лет;
5. Минимизация потерь руды в охранных целиках, особенно при 
разработке горизонтальных и пологих залежей большой протяженности, а также при неблагоприятных условиях вскрытия в гористой 
местности;
6. Расположение поверхностных промышленных площадок рудника при рельефе местности, позволяющем экономно возводить поверхностные здания и сооружения и не превышающем общий уклон 
5–6 градусов;
7. Проведение стволов и штолен в благоприятных горно-геологических, гидрогеологических и тектонических условиях;
8. Размещение воздухоподающих стволов и штолен с наветренной 
стороны по отношению к объектам, являющимся источниками пыли, 
промышленных газов;
9. Обеспечение технической приемлемости и экономической эффективности применяемого оборудования, конструкций и технологических схем как в отдельности для каждого производственного 
процесса, так и в совокупности – для технологической схемы в рассматриваемом масштабе.
10. Технически удобное и экономически выгодное решение вопросов поверхностного транспортирования, включая устройство поверхностных накопительных, расходных и усреднительных складов, 
обогатительной фабрики (в масштабе ГОКа) или металлургического 
завода (в масштабе ГМК), а также автомобильных или железнодорожных дорог, обслуживающих снабжение предприятия и сбыт готовой 
продукции потребителям.
11. Учет возможности прироста балансовых запасов руды в результате пересмотра величины бортового содержания при оконтуривании месторождения, что сказывается на месте заложения стволов и 
штолен, а также на закладываемых параметрах транспортных и подъемных установок. Прогноз примыкающих перспективных запасов 
должен быть оценен с точки зрения роста и колебаний рыночных цен 
на продукцию горно-перерабатывающего предприятия (сырая руда, 
сортовая руда, концентрат, окатыши, шлихи и т.п.).

Многие из указанных требований находятся во взаимном противоречии, поэтому оптимальное решение определяется путем сравнения 
технически приемлемых и конкурентоспособных вариантов и с их 
экономической оценкой. Критериями экономического сравнения вариантов могут быть:
а) максимальный удельный доход при добыче и переработке полезного ископаемого, руб/т конечного продукта;
б) минимальный суммарный ущерб от потерь и разубоживания 
руды, руб/т балансовых запасов руды;
в) максимальный валовой доход от разработки утвержденных балансовых запасов руды, млн руб., и целый ряд других экономических 
критериев, рассматриваемых и рекомендуемых в практической и научной литературе.
Следует отметить, что при оценке эффективности той или иной 
технологической схемы в полной мере должны учитываться следующие вопросы:
– рекультивация земельного отвода горного предприятия в результате его закрытия;
– создание, содержание и эксплуатация очистных сооружений водных отходов производства (рудничные подземные воды, технологическая вода обогатительного и/или металлургического производства);
– создание, содержание и эксплуатация очистных сооружений пылевых, газовых, радиоактивных источников загрязнения воздушной среды 
(фильтры, циклоны, специальные способы нейтрализации и утилизации);
– материальное возмещение территориальным органам власти 
ущерба от загрязнения окружающей среды отходами горного производства и ожидаемых затрат на его полную нейтрализацию;
– возмещение медицинских затрат населению, связанных с загрязнением окружающей среды обитания человека путем дополнительного страхования здоровья и жизни трудящихся.

1.3. Исходные данные для проектирования вскрытия

Для проектирования вскрытия нового предприятия необходимы:
1. Геологические материалы по месторождению – чертежи, пояснительная записка, данные подсчета запасов, утвержденные ГКЗ;
2. Топографический план поверхности;
3. Технико-экономическая, охранно-экологическая и социальнополитическая характеристика района проектирования рудника;

4. Задание на проектирование. 
Первоначально должны быть определены:
– величина промминимума, характеризуемая минимально допустимым средним содержанием полезного компонента в рудной массе, 
отпускаемой потребителю по определенной цене;
– контуры промышленных запасов, отстраиваемых по значению 
бортового содержания полезного компонента в руде, и соответствующее значение этих запасов;
– контуры и запасы шахтных полей и последовательность их отработки;
– производительность шахт (по рудной и горной массе) и показатели работы рудника (график работ и численность рабочих);
– применяемые системы разработки с основными параметрами 
(размеры блоков или панелей);
– расход воздуха для проветривания шахты.
Одновременно с вопросами вскрытия решаются такие вопросы, как:
– обоснование кондиционного куска руды;
– необходимость подземного дробления руды;
– способ транспортирования горной массы, типы откаточного и 
разгрузочного оборудования;
– механизация очистных работ;
– основные конструктивные параметры рудопотоков (расстояния 
между блоковыми и капитальными рудоспусками).

1.4. Коэффициент резерва

Пропускная способность основных вскрывающих выработок и 
производительность всех узлов технологической цепочки подземного рудника должны быть спроектированы с учетом определенного запаса, необходимого для стабилизации показателей работы рудника в 
условиях возможной неравномерности деятельности предприятия как 
во времени, так и в пространстве. Кроме того, указанный резерв может позволить, в случае необходимости, увеличить фактическую производительность рудника.
Величина резерва должна рассчитываться конкретно для каждого 
типа оборудования на основе принятых коэффициентов неравномерности его работы. Согласно (1) принимаются следующие их значения:
– резерв производительности для скипового подъема – не менее 1,25;

Доступ онлайн
2 000 ₽
В корзину